Node.js V0.12 新特性之在单进程中跑多个实例

实例

经常有人提出，希望 Node.js 能被嵌入到其他程序中，特别是让它能跟其他事件循环整合而且（与此同时）支持多个 Node 执行情境：也就是说让多个 Node 实例在同一个进程中和平共处的能力。想象一下，比如有个 node-webkit 程序，每个窗口都运行在自己的 Node 实例上，各窗口彼此相互独立。或者把 Node 嵌在手机或网络交换机里，处理多连接的路由逻辑，但却只是在单个进程中，并且不久的将来就能实现。

一个客户找到我们，说他们的程序需要这类功能。他们经过调研，肯定了我们在 Node 核心和 libuv 上的贡献和专业能力，决定请我们帮忙。这是个相当有挑战性的订单，因为Node 一开始就是- 并且现在仍然是- 一个单线程的程序，围绕着单一事件循环的概念构建，用上百个全局变量存放各种状态。

你可以想象一下，在这样的代码库上加装线程安全是多么容易出错的任务，所以那不是我们要做的- 或者说我们还没那么做。我们希望这个修改对客户来说经济实惠，并且向前迈出这一步也能帮到整个社区。顺便说一下，如果你发现自己需要对Node 做些修改，可自己又没时间研究该怎么改，我们可以帮忙！

引入多情境

实际上，我们在Node v0.12 中实现了在同一个事件循环中使用多个执行情境的能力。别担心：对普通用户来说并没有显性的变化，一切都和以前一样。但如果你是嵌入开发人员，或本地附加组件作者，请继续往下看！

提交 756b622 中的“多情境”工作是第一次，也是最重要的清理任务：它把所有全局变量审了一遍，首先去掉了那些不需要放在全局中的变量，并将剩下的变成了执行情境的属性。虽然那还不足以保证线程安全，但这第一步很重要。

第二步是让 Node 内部意识到多执行情境的存在。C++ 运行时在任何地方进入 V8 VM，都要先确保它进入的是正确的情境。下面是一个简单的例子：

 
function onconnect() {
this.write('GET / HTTP/1.1\r\n' +
'Host: strongloop.com\r\n' +
'\r\n');
this.pipe(process.stdout);
}
require('net').connect(80, 'strongloop.com', onconnect);

Execution-wise，差不多应该是这个样子的：

 
<enter VM>
connect(80, 'strongloop.com'); // kernel reports EINPROGRESS here
<leave VM>
<wait for TCP handshake to complete>
<enter VM>
onconnect();
<leave vm>

在进入 VM 的调用之间可能会改变执行情境。因此 connect() 有必要记住当前情境，并且调用 onconnect() 能恢复它。如果做不到这一点，追踪 bug 将会变得极其困难。

好在 Node 可以自动把这个处理好；嵌入开发人员和本地附加组件作者不需要担心这个，除非他们想用 v8::Function::Call() 代替 node::MakeCallback() 进入 VM 做调用。

如果你是本地附加组件作者，想让你的附件组件具备识别情境的能力，你需要：

* Instead of NODE_MODULE(), use 
NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE(). Before:
void Initialize(v8::Handle<v8::Object> exports) {
// ...
}
NODE_MODULE(foo, Initialize)

之后：

 
void Initialize(v8::Handle<v8::Object> exports,
v8::Handle<v8::Value> module,
v8::Handle<v8::Context> context) {
// ...
}
NODE_MODULE_CONTEXT_AWARE(foo, Initialize);

能识别情境的初始化方法在嵌入创建的每个情境都会被调用一次。现在还没有各情境的清理函数，最终会由 node::AtExit() 承担这一职责，但目前还是一个针对进程的事件。如果对你来说这样不行，请在这里提交个bug。

将全局变量变成各情境的属性有几种办法，其中一个是为你自己宣称一个嵌入数据索引，并把所有东西都存在那里。

这些索引还没有全局注册表，所以仍有发生冲突的可能。有没有想试着给打个补丁？同时挑一个差不多大的随机数（比如2^10 到2^16 之间的），但不要太极端：V8 用一个非稀疏矩阵作为嵌入索引的内部存储。将索引宣称为1 << 29 就会消耗很多内存！

还有多少工作要做？

这里还有些粗糙的边界需要打磨：process.chdir() 会改变所有情境的工作目录，但实际上应该只改变调用它的情境的工作目录；从多情境中加载附加组件还有些边界情况，等等诸如此类的地方。但那属于修修补补力求尽善尽美的工作了。基本框架已经到位了，并且那家赞助我们开发多情境特性的公司已经成功地用上它了。更重要的是，它为多线程多重租赁铺平了道路。那在Node v0.12 之前不太可能发生了，但我们可能会在Node v1.0 或另一个版本中见到它- 只要我们敢！

作者简介

本文最初由 Ben Noordhuis 发表在 StrongLoop 上。Ben Noordhuis 从 2010 年就跟着 Ryan Dahl 开发 Node.js 的核心代码。他一直在为改进 Node 核心代码而努力做着编码、调试和基准测试等工作。作为最高产的 Node 核心开发者之一，Ben 编写了 Node.js 和 libuv 中的很多代码。 StrongLoop 降低了在 Node 中开发APIs 的难度，还添加了监测、集群化以及私有注册的支持等DevOps 能力。

查看英文原文： What’s New in Node.js v0.12 – Running Multiple Instances in a Single Process