Socket.io的集群方案

介绍

Nodejs因其简单方便，在服务端应用市场也开始占有一席之地，其另外一个分支--socket.io（最后跟nodejs好像又要合并了），特别适合聊天室、白板（document collabration）、在线实时计算、计数器等应用，如果要支持大容量应用，就需要使用集群技术了，下面逐一讨论常见的socket.io集群方案。

集群方案

在官网介绍的方案有使用ngix反向代理方案。这种方案比较简单不需要修改业务代码可以直接布署，通过iphash轮调算法保存用户分配到同一个进程。

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 / {
            #为支持转发WebSocket数据，加上upgrade头
            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;
          }
        }
}

使用Nodejs Cluster

如果没有使用socket.io，则比较简单，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);
}

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();
    });
    
    //这里写你的业务代码
    io.on('connection', function (socket) {
        socket.on('message', function (data) {});
    });
}

集群后的问题

集群后带来的主要问题就是异地服务器和多进程间的通讯问题，如果你的应用都是基于单进程颗粒的，则不需要考虑这个问题，如果你的信息在多进程则存在共享和通讯的问题，则集群后要小心处理。

官方建议的方案是将数据（事件）集中存储（可以存储在内存或redis等持久化介质里），然后各服务端从集中存储的数据池里获取数据，其已经实现了一个抽象层 Socket.io-Adapter，这个抽象层使用内存，不建议直接使用，这里有人实现的redis的例子Socket.io-Redis（地址），坏处是你需要先安装redis。这是使用demo

var io = require('socket.io')(3000);
var redis = require('socket.io-redis');
io.adapter(redis({ host: 'localhost', port: 6379 }));

上面说的都是socket进程间的通讯，如果你要从socket.io进程发消息给非socket.io进程，如http，则需要另外一个中间件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);

总结

本文主要讨论了socket.io与nodejs cluster的整合解决方案，让nodejs从单进程转成多进程，提高服务端程序的容量。为保证nodejs进程异常退出自动重启，建议安装第三方的forever模块，可以将nodejs应用做成service并退出时可以自动重启。当然也可以结合kabbix实现微信报警（具体实现参考我的另外一文章）。

updated:如果要支持https，最简单的就是用nginx作个反向代理。

参考

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