Node.js通过cluster模块实现多进程负载均衡，主进程管理并派生多个worker进程，各worker共享同一端口处理请求，提升性能与容错；默认由操作系统调度连接，可设轮询策略优化高并发场景，建议worker数匹配CPU核心数，配合PM2等工具增强稳定性，应用应无状态或外置session存储，监控exit事件实现崩溃自动重启，避免频繁IPC通信。
Node.js 是单线程的，但现代服务器通常有多核 CPU。为了充分利用多核性能，可以使用内置的 cluster 模块创建多个 Node.js 进程，共享同一个端口，实现负载均衡。这样不仅能提升吞吐量，还能增强容错能力。
Cluster 模块工作原理
Cluster 模块允许你创建一个主进程（master），负责监听端口并派生多个工作进程（worker）。每个 worker 都是独立的 Node.js 实例，运行相同的应用代码，但彼此隔离。操作系统内核会自动将进入的连接分发给这些进程，实现负载均衡。
关键点：
- 主进程不处理请求，只负责管理 worker 进程
- 所有 worker 共享同一个 TCP 端口
- 系统调度器决定哪个 worker 接收新连接（轮询或内核算法）
基本实现方式
以下是一个使用 cluster 模块启动多个 worker 的示例：
const cluster = require('cluster'); const http = require('http'); const os = require('os'); const numCPUs = os.cpus().length; if (cluster.isPrimary) { console.log(`主进程 ${process.pid} 正在运行`); // 派生 worker 进程 for (let i = 0; i { console.log(`工作进程 ${worker.process.pid} 已退出`); console.log('正在重启新的工作进程...'); cluster.fork(); }); } else { // worker 进程创建 HTTP 服务 http.createServer((req, res) => { res.writeHead(200); res.end('Hello from worker ' + process.pid); }).listen(3000); console.log(`工作进程 ${process.pid} 已启动`); }运行这段代码后，你会看到多个 worker 同时监听 3000 端口。每当有新请求进来，操作系统会自动分配给某个 worker 处理。
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负载均衡策略与优化建议
默认情况下，Linux 使用“内核级负载均衡”，连接会被均匀分发。但在高并发场景下，可以显式设置调度策略：
// 在主进程中设置调度策略 cluster.schedulingPolicy = cluster.SCHED_RR; // 轮询（默认） // 或 cluster.SCHED_NONE 表示由操作系统决定实际部署中的建议：
- worker 数量一般设为 CPU 核心数，避免过多进程造成上下文切换开销
- 配合 PM2 等进程管理工具可实现更稳定的集群管理（如自动重启、日志收集）
- 确保应用无状态，或使用 Redis 等外部存储共享 session
- 注意 IPC 通信成本，主进程和 worker 间消息传递不宜频繁
错误处理与进程监控
worker 崩溃不会影响其他进程，但需要及时重启以维持服务可用性。通过监听 'exit' 事件可以实现自动恢复：
cluster.on('exit', (worker, code, signal) => { if (code !== 0 && !worker.exitedAfterDisconnect) { console.error(`Worker ${worker.id} 崩溃，正在重启...`); cluster.fork(); } });也可以通过发送信号手动关闭 worker：
// 主进程中 cluster.workers[1].kill(); // 终止特定 worker 基本上就这些。用 cluster 模块实现多进程负载均衡并不复杂，关键是理解主从结构和进程间协作机制。合理使用能显著提升服务性能和稳定性。
