Node.js的标准API没有提供进程共享内存,然而通过IPC接口的send方法和对message事件的监听,就可以实现一个多进程之间的协同机制,通过通信来操作共享内存。
##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') }); });
在Node.js中,通过send和on(‘message', callback)实现的IPC通信有几个特点。首先,master和worker之间可以互相通信,而各个worker之间不能直接通信,但是worker之间可以通过master转发实现间接通信。另外,通过send方法传递的数据,会先被JSON.stringify处理后再传递,接收后会再用JSON.parse解析。所以Buffer对象传递后会变成数组,而function则无法直接传递。反过来说,就是可以直接传递除了buffer和function之外的所有数据类型(已经很强大了,而且buffer和function也可以用变通的方法实现传递)。
基于以上特点,我们可以设计一个通过IPC来共享内存的方案:
1、worker进程作为共享内存的使用者,并不直接操作共享内存,而是通过send方法通知master进程进行写入(set)或者读取(get)操作。
2、master进程初始化一个Object对象作为共享内存,并根据worker发来的message,对Object的键值进行读写。
3、由于要使用跨进程通信,所以worker发起的set和get都是异步操作,master根据请求进行实际读写操作,然后将结果返回给worker(即把结果数据send给worker)。
##数据格式
为了实现进程间异步的读写功能,需要对通信数据的格式做一点规范。
首先是worker的请求数据:
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) }
master在接到数据后,会根据method执行相应操作,然后根据requestMessage.id将结果数据发给对应的worker,数据格式如下:
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 }
规范数据格式的意义在于,master在接收到请求后,能够将处理结果发送给对应的worker,而worker在接到回传的结果后,能够调用此次通信对应的callback,从而实现协同。