Node.js集群模式通过主进程创建多个worker进程共享端口，利用多核CPU提升并发处理能力。主进程管理worker生命周期，实现负载均衡与容错，适用于高并发Web服务，配合外部存储和PM2等工具可优化部署与稳定性。
在高并发场景下，Node.js 单进程的性能会受到 CPU 核心数的限制。虽然 Node.js 本身是单线程事件循环模型，但现代服务器通常具备多核 CPU。为了充分利用多核能力，Node.js 提供了 cluster 模块来实现集群模式，让多个进程协同工作，提升应用吞吐量和稳定性。
什么是 Node.js 集群模式？
Node.js 的 cluster 模组允许你创建多个子进程（worker 进程），这些子进程共享同一个 TCP 端口，共同处理客户端请求。其中有一个主进程（master）负责创建和管理 worker 进程，每个 worker 是一个独立的 Node.js 实例，运行相同的应用代码。
通过这种模式，你可以将负载分散到多个 CPU 核心上，从而提高服务器的并发处理能力。
如何使用 Cluster 模块？
下面是一个基本的集群模式实现示例：
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const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const os = require('os');
// 获取 CPU 核心数
const numCPUs = os.cpus().length;
if (cluster.isMaster) {
console.log(`主进程 ${process.pid} 正在运行`);
// 创建与 CPU 核心数相同的 worker 进程
for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
cluster.fork();
}
// 监听 worker 退出事件，必要时重启
cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
console.log(`worker ${worker.process.pid} 已退出`);
console.log('正在启动新的 worker...');
cluster.fork();
});
} else {
// worker 进程：创建 HTTP 服务器
http.createServer((req, res) => {
res.writeHead(200);
res.end('Hello from worker ' + process.pid);
}).listen(3000);
console.log(`Worker ${process.pid} 启动并监听 3000 端口`);
}
在这个例子中：
开源电子商务系统(网店) iWebShop
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iWebShop基于iWebSI框架开发，在获得iWebSI技术平台库支持的条件下，iWebShop可以轻松满足用户量级百万至千万级的大型电子商务网站的性能要求。站点的集群与分布式技术（分布式计算与存储/高可用性/负载均衡）被屏蔽在SI 平台之内，基于iWebShop并且按照SI平台库扩展规范开发的新增功能模块，也将同时获得这种超级计算与处理的能力。作为开源的LAMP电子商务系统，iWebShop
- 主进程判断是否为 master，如果是，则 fork 多个 worker。
- 每个 worker 启动一个 HTTP 服务器并监听同一端口（3000）。
- 操作系统层面会自动调度连接到不同的 worker 进程。
- 当某个 worker 崩溃时，主进程会捕获 exit 事件并重新启动一个新的 worker，增强容错能力。
集群模式的优势与适用场景
使用 cluster 模式的主要好处包括：
- 提升性能：充分利用多核 CPU，显著提高请求处理能力。
- 高可用性：某个 worker 崩溃不会导致整个服务中断，主进程可重新拉起新实例。
- 简单易用：无需额外依赖，Node.js 内建支持。
- 无缝负载均衡：操作系统或 Node.js 内部机制自动分配连接。
适用于需要长期运行、高并发访问的 Web 服务，如 API 服务、实时通信后台等。
注意事项与最佳实践
在使用 cluster 模式时，需要注意以下几点：
- 确保 worker 数量不要超过 CPU 核心数太多，避免上下文切换开销。
- worker 之间不共享内存，状态管理应使用外部存储（如 Redis）。
- 合理处理异常和退出信号，保证服务平稳重启。
- 配合 PM2 等进程管理工具可进一步简化部署和监控（PM2 默认支持 cluster 模式）。
基本上就这些。Node.js 集群模式是提升服务性能的有效手段，尤其适合 I/O 密集型应用。掌握它，能让你的服务更稳定、更具扩展性。
