如何構建一個高可用的node環境

如何構建一個高可用的node環境

主要解決問題：

• 故障恢復
• 多核利用
• 多行程共享埠

專案原始碼和更多案例放在github上面，歡迎star.

cluster （集群）

cluster可以多核監聽同一個埠，實作多行程共享埠，這個在node底層已經做好了，

folk（child_process.fork）方式不能實作多行程共享埠,還需要nginx去做多個埠的負載均衡，一般來說用cluster要好點，folk方式適用與多個程式之間，

建立一個cluster.js檔案

var cluster = require('cluster'); //cluster庫
var os = require('os'); // 獲取CPU 的數量
var numCPUs = os.cpus().length;
var process = require('process') // 管理行程用的

console.log('numCPUs:', numCPUs) // 列印cpu數量 ①
var workers = {};
if (cluster.isMaster) { // 這里是進入主行程，第一次啟動的時候，運行這里
    // 主行程分支
    cluster.on('death', function (worker) { ②
        // 當一個作業行程結束時，重啟作業行程 delete workers[worker.pid]; 這里主要是為了讓代碼即使報錯，也不會影響服務器運行，故障恢復
        worker = cluster.fork();
        workers[worker.pid] = worker;
    });
    // 初始開啟與CPU 數量相同的作業行程  多核利用 ③
    for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
        var worker = cluster.fork(); // 復制行程，有多少個核，復制多少個子行程,復制的程序會重新運行一遍該檔案（因為是復制行程，代碼也會復制份在子行程運行），
        workers[worker.pid] = worker;
    } 
} else { // 這里是子行程開啟的時候，就是主行程folk之后，會走到這里，所以這里會啟動與cpu相同數量的子行程服務，
    // 子行程啟動服務器，多行程共享3000埠 ④
    var app = require('./app');
    app.use(async (ctx, next) => {
        console.log('worker' + cluster.worker.id + ',PID:' + process.pid)
        next()
    })
    app.listen(3000);
}

// 當主行程被終止時，關閉所有作業行程
process.on('SIGTERM', function () { ⑤
    for (var pid in workers) {
        process.kill(pid);
    }
    process.exit(0);
});

直接看代碼，這樣看可能看不太懂，我們用一個流程圖來展示，我在上面代碼標記了①-⑤ ,5個代碼塊，

這里看運行情況，啟動后，列印了5次cpu數量（主行程一次，子行程4次），①這段代碼執行了5次，

然后我們通過訪問localhost:3000,得到當前訪問的是第三子行程，

更優雅的部署node (pm2)

• 內建負載均衡(使?用Node cluster 集群模塊、子行程)
• 執行緒守護，keep alive
• 0秒停機多載，維護升級的時候不不需要停機.
• 現在 Linux (stable) & MacOSx (stable) & Windows (stable).多平臺?支持
• 停?止不不穩定的行程(避免?無限回圈)
• 控制臺檢測 https://id.keymetrics.io/api/oauth/login#/register
• 提供 HTTP API

命令列部署方法：

 
npm install -g pm2
pm2 start app.js --watch -i 2 // watch 監聽?檔案變化
// -i 啟動多少個實體例
pm2 stop all
pm2 list
pm2 start app.js -i max # 根據機器?CPU核數，開啟對應數?目的行程
 

process.yml檔案部署方法：

 
apps:
  - script : app.js
    instances: 2
    watch  : true
    env    :
      NODE_ENV: production
      

運行pm2 start process.yml

pm2設定為開機啟動 pm2 startup

可以看到兩種方式的效果是一樣的，但是大多會選擇以yml檔案來啟動，

docker概念

• Docker 屬于 Linux 容器的一種封裝，提供簡單易用的容器使用介面
• 1）提供一次性的環境，比如，本地測驗他人的軟體、持續集成的時候提供單元測驗和構建的環境，
• 2）提供彈性的云服務，因為 Docker 容器可以隨開隨關，很適合動態擴容和縮容，
• 3）組建微服務架構，通過多個容器，一臺機器可以跑多個服務，因此在本機就可以模擬出微服務架構，
• 4）image可以創建容器，每個容器有自己的容器埠，我們需要把它映射到主機埠
• 5）Docker Compose是 docker 提供的一個命令列工具，用來定義和運行由多個容器組成的應用，使用 compose，我們可以通過 YAML 檔案宣告式的定義應用程式的各個服務，并由單個命令完成應用的創建和啟動，

特點

• ?高效的利利?用系統資源
• 快速的啟動時間
• 一致的運?行行環境
• 持續交付和部署
• 更更輕松的遷移

對?傳統虛擬機總結

三個核?心概念

• 鏡像
• 容器器
• 倉庫

和pm2類似，docker也有兩種方式啟動，一種是命令列方式，一種是Dockerfile定制鏡像方式，

DockerFile引數 :

常用的doker命令：

• 查看docker版本:docker version

• 顯示docker系統的資訊:docker info

• 檢索image:docker search image_name

• 下載image : docker pull image_name

• 已下載鏡像串列: docker images

• 洗掉鏡像: docker rmi image_name

• 啟動容器:docker run image_name

docker構建一個nginx服務器

1. 拉取官?方鏡像

   拉取官?方鏡像 
   docker pull nginx
   查看鏡像
   docker images nginx
   啟動鏡像
   docker run -p 80:80  -d nginx
   查看行程
   docker ps
   docker ps -a // 查看全部
   停?
   docker stop id
   洗掉鏡像
   docker rm id

2. Dockerfile定制鏡像

#Dockerfile
FROM nginx:latest
RUN echo '<h1>Hello, docker</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html

 
# 定制鏡像
docker build -t mynginx .
# 運?
# -d 守護態運?
docker run -p 80:80 -d mynginx

Docker-Compose

Docker-Compose專案是Docker官方的開源專案，負責實作對Docker容器集群的快速編排，
Docker-Compose將所管理的容器分為三層，分別是工程（project），服務（service）以及容器（container），Docker-Compose運行目錄下的所有檔案（docker-compose.yml，extends檔案或環境變數檔案等）組成一個工程，若無特殊指定工程名即為當前目錄名

docker-compose主要是可以集合多個服務，一起運行，比如一個專案有（前端、后臺、資料庫、nginx）4個服務需要去啟動，如果單獨去啟動的話，我們需要運行4次docker，這里我們能通過docker-compose，一起運行，

案例：nginx+node+pm2后臺

nginx：

在nginx檔案夾里，里面建立個conf.d檔案夾，添加一個docker.conf檔案

## nginx/conf.d/docker.conf

server {
    listen       80;
    location / {
        root   /var/www/html;
        index  index.html index.htm;
    }
    location ~ \.(gif|jpg|png)$ {
        root /static;
        index index.html index.htm;
    }
    location /api {
            proxy_pass  http://127.0.0.1:3000;
            proxy_redirect     off;
            proxy_set_header   Host             $host;
            proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;
            proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
    }
}

node：

 // app.js
const Koa = require('koa')
const app = new Koa()
app.use(ctx => {
    ctx.body = 'Hello Docker'
})
app.listen(3000, () => {
    console.log('app started at http://localhost:3000/')
})

// process.yml

apps:
  - script : server.js
    instances: 2
    watch  : true
    env    :
      NODE_ENV: production


// Dockerfile

#Dockerfile
#制定node鏡像的版本
FROM node:10-alpine
#移動當前目錄下面的檔案到app目錄下
ADD . /app/
#進入到app目錄下面，類似cd
WORKDIR /app
#安裝依賴
RUN npm install
#對外暴露的埠
EXPOSE 3000
#程式啟動腳本
CMD ["pm2-runtime", "start",  "process.yml"]

然后構建docker-compose.yml

## docker-compose.yml

version: '3.1'
services:
  app-pm2:
      container_name: app-pm2
      #構建容器
      build: ./node 
      ports:
        - "3000:3000"
  nginx:
    restart: always
    image: nginx
    ports:
      - 80:80
    volumes:
      - ./nginx/conf.d/:/etc/nginx/conf.d/  #本地組態檔寫入到nginx配置目錄
      - ./www/:/var/www/html/ 

然后創建一個www檔案夾里面放一個靜態html檔案

//index.html

hello web!! 

可以看到在docker-compose檔案里面，我們運行了兩個鏡像，一個是打包后的node名為app-pm2的鏡像，一個是nginx的鏡像，
同時我們把nginx的組態檔從本地寫到了docker運行的nginx目錄里面，現在我們來看運行效果：

輸入：docker-compose up -d 后臺啟動命令，

可以看到，兩個容器都被創建，現在我們先訪問80埠（nginx映射在80埠），

訪問成功，成功訪問到www/index.html

然后我們訪問/api路徑，看是否能訪問到node服務器，

訪問成功，這里一個docker-compose的案例就成功運行了，里面用了nginx反向代理3000端口介面到80埠/api路徑，同時用了pm2去啟動node介面服務器，

專案搭建好之后，就需要持續集成了，這里具體請參考我之前寫的文章，Gitlab-CI/CD云端構建發布