高级异步技巧与应用程序可扩展性

### 高级异步技巧与应用程序可扩展性 #### 高级异步技巧 Node.js 拥有丰富的 API 用于与外部进程交互，`child_process` 模块提供了所需的一切。当外部进程是另一个 Node.js 程序时，将其连接到主应用程序非常容易，`child_process.fork()` 函数不仅能创建新的子 Node.js 进程，还会自动创建一个通信通道，让我们能像使用 `EventEmitter` 一样交换信息。 ##### 委托子集和任务给其他进程 为了优化子集和任务，我们可以创建单独的子进程来处理同步处理，让服务器的事件循环能自由处理网络请求。具体步骤如下： 1. **创建进程池模块**：创建 `processPool.js` 模块，用于创建运行进程的池。启动新进程成本高且耗时，保持进程持续运行并随时处理请求可节省时间和 CPU。同时，进程池可限制同时运行的进程数量，避免应用遭受拒绝服务（DoS）攻击。 2. **创建包装器模块**：创建 `subsetSumFork.js` 模块，负责抽象在子进程中运行的子集和任务，与子进程通信并将任务结果暴露出来，就像结果来自当前应用一样。 3. **创建工作进程**：创建一个新的 Node.js 程序 `subsetSumWorker.js` 作为工作进程，其唯一目标是运行子集和算法并将结果转发给父进程。 ##### 实现进程池 下面是 `processPool.js` 模块的实现： ```javascript const fork = require('child_process').fork; class ProcessPool { constructor(file, poolMax) { this.file = file; this.poolMax = poolMax; this.pool = []; this.active = []; this.waiting = []; } acquire(callback) { let worker; if(this.pool.length > 0) { // [1] worker = this.pool.pop(); this.active.push(worker); return process.nextTick(callback.bind(null, null, worker)); } if(this.active.length >= this.poolMax) { // [2] return this.waiting.push(callback); } worker = fork(this.file); // [3] this.active.push(worker); process.nextTick(callback.bind(null, null, worker)); } release(worker) { if(this.waiting.length > 0) { // [1] const waitingCallback = this.waiting.shift(); waitingCallback(null, worker); } this.active = this.active.filter(w => worker !== w); // [2] this.pool.push(worker); } } ``` `ProcessPool` 类的 `acquire()` 方法用于返回一个可用的进程，其逻辑如下： 1. 如果 `pool` 中有可用进程，将其移动到 `active` 列表并返回。 2. 如果 `pool` 中没有可用进程且已达到最大进程数，将当前回调加入 `waiting` 列表等待。 3. 如果未达到最大进程数，使用 `child_process.fork()` 创建新进程，加入 `active` 列表并返回。 `release()` 方法用于将进程放回 `pool` 中： 1. 如果 `waiting` 列表中有请求，将释放的进程重新分配给等待队列头部的回调。 2. 否则，将进程从 `active` 列表中移除并放回 `pool`。 为了减少长期内存使用和增强进程池的健壮性，可以考虑终止闲置进程以释放内存，添加机制杀死无响应进程或重启崩溃的进程。 ##### 与子进程通信 现在我们可以使用 `ProcessPool` 类来实现 `SubsetSumFork` 包装器，它负责与工作进程通信并暴露结果。以下是 `subsetSumFork.js` 模块的实现： ```javascript const EventEmitter = require('events').EventEmitter; const ProcessPool = require('./processPool'); const workers = new ProcessPool(__dirname + '/subsetSumWorker.js', 2); class SubsetSumFork extends EventEmitter { constructor(sum, set) { super(); this.sum = sum; this.set = set; } start() { wor ```