這次帶給大家讓Cluster共享記憶體有哪些方法，讓Cluster共享記憶體的注意事項有哪些，以下就是實戰案例，一起來看一下。
Node.js的標準API沒有提供進程共享內存，然而透過IPC介面的send方法和對message事件的監聽，就可以實現一個多進程之間的協同機制，透過通訊來操作共享內存。
##IPC的基本用法：
// worker进程 发送消息
process.send(‘读取共享内存');
// master进程 接收消息 -> 处理 -> 发送回信
cluster.on('online', function (worker) {
// 有worker进程建立，即开始监听message事件
worker.on(‘message', function(data) {
// 处理来自worker的请求
// 回传结果
worker.send(‘result')
});
});登入後複製
#
在Node.js中，透過send和on(‘message',
callback)實現的IPC通訊有幾個特點。首先，master和worker之間可以互相通信，而各個worker之間不能直接通信，但是worker之間可以透過master轉發實現間接通信。另外，透過send方法傳遞的數據，會先被JSON.stringify處理後再傳遞，接收後會再用JSON.parse解析。所以Buffer物件傳遞後會變成數組，而function則無法直接傳遞。反過來說，就是可以直接傳遞除了buffer和function之外的所有資料型別（已經很強大了，而且buffer和function也可以用變通的方法實作傳遞）。
基於以上特點，我們可以設計一個透過IPC來共享記憶體的方案：
#
1.worker進程作為共享內存的使用者，並非直接操作共享內存，而是透過send方法通知master進程進行寫入(set)或讀取(get)操作。
2.master進程初始化一個Object物件作為共享內存，並根據worker發送的message，對Object的鍵值進行讀寫。
3.由於要使用跨進程通信，所以worker發起的set和get都是異步操作，master根據請求進行實際讀寫操作，然後將結果返回給worker（即把結果數據send給worker）。
##資料格式
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為了實現進程間非同步的讀寫功能，需要對通訊資料的格式做一點規範。
首先是worker的請求資料：
requestMessage = {
isSharedMemoryMessage: true, // 表示这是一次共享内存的操作通信
method: ‘set', // or ‘get' 操作的方法
id: cluster.worker.id, // 发起操作的进程（在一些特殊场景下，用于保证master可以回信）
uuid: uuid, // 此次操作的（用于注册/调用回调函数）
key: key, // 要操作的键
value: value // 键对应的值（写入）
}登入後複製
master在接到資料後，會根據method執行對應操作，然後根據requestMessage.id將結果資料發給對應的worker，資料格式如下：
responseMessage = {
isSharedMemoryMessage: true, // 标记这是一次共享内存通信
uuid: requestMessage.uuid, // 此次操作的唯一标示
value: value // 返回值。get操作为key对应的值，set操作为成功或失败
}登入後複製
規範資料格式的意義在於，master在接收到請求後，能夠將處理結果傳送給對應的worker，而worker在接到回傳的結果後，能夠呼叫此次通訊對應的callback，從而實現協同。
規範數據格式後，接下來要做的就是設計兩套程式碼，分別用於master進程和worker進程，監聽通訊並處理通訊數據，實現共享記憶體的功能。
##User類別
#
User類別的實例在worker進程中運作，負責傳送操作共享記憶體的請求，並監聽master的回信。
var User = function() {
var self = this;
self.uuid = 0;
// 缓存回调函数
self.getCallbacks = {};
// 接收每次操作请求的回信
process.on('message', function(data) {
if (!data.isSharedMemoryMessage) return;
// 通过uuid找到相应的回调函数
var cb = self.getCallbacks[data.uuid];
if (cb && typeof cb == 'function') {
cb(data.value)
}
// 卸载回调函数
self.getCallbacks[data.uuid] = undefined;
});
};
// 处理操作
User.prototype.handle = function(method, key, value, callback) {
var self = this;
var uuid = self.uuid++;
process.send({
isSharedMemoryMessage: true,
method: method,
id: cluster.worker.id,
uuid: uuid,
key: key,
value: value
});
// 注册回调函数
self.getCallbacks[uuid] = callback;
};
User.prototype.set = function(key, value, callback) {
this.handle('set', key, value, callback);
};
User.prototype.get = function(key, callback) {
this.handle('get', key, null, callback);
};登入後複製
##Manager類別
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Manager類別的實例在master進程中運作，用於初始化一個Object作為共享內存，並根據User實例的請求，在共享內存中增加鍵值對，或者讀取鍵值，然後將結果發送回去。
var Manager = function() {
var self = this;
// 初始化共享内存
self.sharedMemory = {};
// 监听并处理来自worker的请求
cluster.on('online', function(worker) {
worker.on('message', function(data) {
// isSharedMemoryMessage是操作共享内存的通信标记
if (!data.isSharedMemoryMessage) return;
self.handle(data);
});
});
};
Manager.prototype.handle = function(data) {
var self = this;
var value = this[data.method](data);
var msg = {
// 标记这是一次共享内存通信
isSharedMemoryMessage: true,
// 此次操作的唯一标示
uuid: data.uuid,
// 返回值
value: value
};
cluster.workers[data.id].send(msg);
};
// set操作返回ok表示成功
Manager.prototype.set = function(data) {
this.sharedMemory[data.key] = data.value;
return 'OK';
};
// get操作返回key对应的值
Manager.prototype.get = function(data) {
return this.sharedMemory[data.key];
};登入後複製
##使用方法
if (cluster.isMaster) {
// 初始化Manager的实例
var sharedMemoryManager = new Manager();
// fork第一个worker
cluster.fork();
// 1秒后fork第二个worker
setTimeout(function() {
cluster.fork();
}, 1000);
} else {
// 初始化User类的实例
var sharedMemoryUser = new User();
if (cluster.worker.id == 1) {
// 第一个worker向共享内存写入一组数据，用a标记
sharedMemoryUser.set('a', [0, 1, 2, 3]);
}
if (cluster.worker.id == 2) {
// 第二个worker从共享内存读取a的值
sharedMemoryUser.get('a', function(data) {
console.log(data); // => [0, 1, 2, 3]
});
}
}登入後複製
以上就是一個透過IPC通訊實現的多進程共享記憶體功能，要注意的是，這種方法是直接在master進程的記憶體裡快取資料，必須注意記憶體的使用情況，這裡可以考慮加入一些簡單的淘汰策略，優化記憶體的使用。另外，如果單次讀寫的資料比較大，IPC通訊的耗時也會隨之增加。
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