Socket.io的集群方案

介紹了socket.io使用Nodejs自帶的cluster與集群多進程方案。

介紹

Nodejs因其簡單方便，在服務端應用市場也開始占有一席之地，其另外一個分支--socket.io（最后跟nodejs好像又要合并了），特別適合聊天室、白板（document collabration）、在線實時計算、計數器等應用，如果要支持大容量應用，就需要使用集群技術了，下面逐一討論常見的socket.io集群方案。

集群方案

在官網介紹的方案有使用ngix反向代理方案。這種方案比較簡單不需要修改業務代碼可以直接布署，通過iphash輪調算法保存用戶分配到同一個進程。

vi /etc/nginx/conf/nginx.conf
http { 
    upstream io_nodes {
      ip_hash;
      server 127.0.0.1:6001;
      server 127.0.0.1:6002;
      server 127.0.0.1:6003;
      server 127.0.0.1:6004;
    }

        server {
          listen 3000;
          server_name io.yourhost.com;
          location / {
            #為支持轉發WebSocket數據，加上upgrade頭
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection "upgrade";
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_pass http://io_nodes;
          }
        }
}</pre> 
使用Nodejs Cluster 

如果沒有使用socket.io，則比較簡單，例子如下 (原文 https://nodejs.org/api/cluster.html ) 

npm install cluster http
var cluster = require('cluster');
var http = require('http');
var numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
  // Fork workers.
  for (var i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }
  cluster.on('exit', function(worker, code, signal) {
    console.log('worker ' + worker.process.pid + ' died');
  });
} else {
  // Workers can share any TCP connection
  // In this case it is an HTTP server
  http.createServer(function(req, res) {
    res.writeHead(200);
    res.end("hello world\n");
  }).listen(8000);
}</pre> 
使用socket.io方案（原文 https://github.com/elad/node-cluster-socket.io） 

yum install redis
npm install cluster socket.io-redis express
var express = require('express'),
    cluster = require('cluster'),
    net = require('net'),
    sio = require('socket.io'),
    sio_redis = require('socket.io-redis');

var port = 3000,
    num_processes = require('os').cpus().length;
if (cluster.isMaster) {
    var workers = [];
    var spawn = function(i) {
        workers[i] = cluster.fork();
        workers[i].on('exit', function(worker, code, signal) {
            console.log('respawning worker', i);
            spawn(i);
        });
    };
    for (var i = 0; i < num_processes; i++) {
        spawn(i);
    }
    var worker_index = function(ip, len) {
        if(ip=='::1') return 0;//for mac os x
        var s = '';
        for (var i = 0, _len = ip.length; i < _len; i++) {
            if (ip[i] !== '.') {
                s += ip[i];
            }
        }
        return Number(s) % len;
    };
    var server = net.createServer({ pauseOnConnect: true }, function(connection) {
        var worker = workers[worker_index(connection.remoteAddress, num_processes)];
        worker.send('sticky-session:connection', connection);
    }).listen(port);
} else {
    var app = new express();
    var server = app.listen(0, 'localhost'),
        io = sio(server);
    io.adapter(sio_redis({ host: 'localhost', port: 6379 }));
    process.on('message', function(message, connection) {
        if (message !== 'sticky-session:connection') {
            return;
        }
        server.emit('connection', connection);
        connection.resume();
    });
    
    //這里寫你的業務代碼
    io.on('connection', function (socket) {
        socket.on('message', function (data) {});
    });
}</pre> 
集群后的問題 

集群后帶來的主要問題就是異地服務器和多進程間的通訊問題，如果你的應用都是基于單進程顆粒的，則不需要考慮這個問題，如果你的信息在多進程則存在共享和通訊的問題，則集群后要小心處理。 

官方建議的方案是將數據（事件）集中存儲（可以存儲在內存或redis等持久化介質里），然后各服務端從集中存儲的數據池里獲取數據，其已經實現了一個抽象層 Socket.io-Adapter，這個抽象層使用內存，不建議直接使用，這里有人實現的redis的例子Socket.io-Redis（地址），壞處是你需要先安裝redis。這是使用demo 

var io = require('socket.io')(3000);
var redis = require('socket.io-redis');
io.adapter(redis({ host: 'localhost', port: 6379 }));
 
上面說的都是socket進程間的通訊，如果你要從socket.io進程發消息給非socket.io進程，如http，則需要另外一個中間件socket.io-emitter（地址）。例子： 

var io = require('socket.io-emitter')({ host: '127.0.0.1', port: 6379 });
setInterval(function(){
  io.emit('time', new Date);
}, 5000);
 



 
總結 

本文主要討論了socket.io與nodejs cluster的整合解決方案，讓nodejs從單進程轉成多進程，提高服務端程序的容量。為保證nodejs進程異常退出自動重啟，建議安裝第三方的forever模塊，可以將nodejs應用做成service并退出時可以自動重啟。當然也可以結合kabbix實現微信報警（具體實現參考我的另外一文章）。 

參考 

Using multiple nodes 

http://socket.io/docs/using-multiple-nodes/ 

Real Time Chat With NodeJS, Socket.io and ExpressJS 

http://code.tutsplus.com/tutorials/real-time-chat-with-nodejs-socketio-and-expressjs--net-31708 

sticky-session 

https://github.com/indutny/sticky-session 

Create a Cluster Server with Node.js and socket.IO 

http://www.html5gamedevs.com/topic/12321-create-a-cluster-server-with-nodejs-and-socketio/ 

Scaling Socket.IO to multiple Node.js processes using cluster 

http://stackoverflow.com/questions/18310635/scaling-socket-io-to-multiple-node-js-processes-using-cluster 

<作者 朱淦 350050183@qq.com 2015.11.8>