Node.js 這個單執行緒環境如何在多核心系統上實現可擴展性？

Node.js 在多核心電腦上

當下流行的Node.js 引起了一些疑慮，即它僅針對單進程和單執行緒進行最佳化，那麼它如何擴展到多核心CPU 和多CPU 伺服器上呢？

單執行緒真的會限制效能嗎？

儘管單執行緒伺服器已經夠迅速，但在高負載下，我們需要充分利用多核心處理器。將任務並行化是當前加速應用程式的趨勢。

Node.js 與多核心的結合

Node.js 確實可以擴展到多核心電腦上。它透過以下方法實現：

1. 進程拆分

對於圖像編碼等繁重的計算任務，Node.js 可以啟動子進程或向其他工作進程發送訊息。在這個設計中，一個執行緒管理事件流，而 N 個行程執行繁重的運算任務，充分利用其他 15 個 CPU。

2. 多伺服器並行

對於Web 服務擴展，應該在一台電腦上運行多個Node.js 伺服器，每個伺服器一個內核，並分攤請求流量。這提供了出色的 CPU 關聯性，並且會隨著核心數量的增加而幾乎線性地擴展吞吐量。

使用叢集模組擴充Web 服務吞吐量

從v6.0.X 開始，Node.js 直接包含叢集模組，使其能夠輕鬆設定多個節點工作進程，這些工作進程可以偵聽單一連接埠。請注意，這與透過 npm 獲得的較舊的 learnboost "cluster" 模組不同。

if (cluster.isMaster) {
  // Fork workers.
  for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }
} else {
  http.Server(function(req, res) { ... }).listen(8000);
}

工作進程將爭奪接受新連接，負載最小的進程更有可能獲勝。這種方式運作良好，並且可以在多核心電腦上很好地擴展吞吐量。

最佳化負載平衡

除了使用叢集模組，以下步驟還有助於進一步提高多核心負載平衡：

• 在Nginx 或Apache 等Web 代理程式後面執行Node.js 服務，以進行連線節流、URL 重寫、提供靜態內容和代理其他子服務。
• 定期重啟工作進程。對於長時間運行的進程，即使很小的記憶體洩漏也會累積。
• 設定日誌收集和監控。

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