1. pm2

PM2 是一個流行的進程管理器，用于 Node.js 應用程序。它支持應用程序的負載均衡、自動重啟、日志管理、監(jiān)控以及多環(huán)境管理等功能。PM2讓開發(fā)者能夠以守護進程的方式運行和管理 Node.js 應用，即使在應用崩潰或服務器重啟后也能自動重啟應用。這使得 PM2非常適合在生產(chǎn)環(huán)境中部署 Node.js 應用。除此之外，PM2還支持應用的零停機更新，以及對 Docker 容器的支持。

2. 誕生背景

PM2 的誕生背景主要是為了解決 Node.js 應用程序在生產(chǎn)環(huán)境中的運維問題。在 PM2出現(xiàn)之前，Node.js 開發(fā)者經(jīng)常面臨如何有效管理和維持應用穩(wěn)定運行的挑戰(zhàn)，特別是在應對應用崩潰、服務器重啟或是負載均衡等方面。

PM2的主要目標是提供一個簡單而強大的工具，幫助開發(fā)者和系統(tǒng)管理員在生產(chǎn)環(huán)境中管理和維護 Node.js 應用。它解決的關(guān)鍵問題包括：

• 自動重啟: 如果 Node.js 應用崩潰或由于某種原因停止，PM2可以自動重啟應用，確保服務的持續(xù)可用性。
• 負載均衡: PM2支持集群模式，能夠啟動多個應用實例，并在它們之間自動分配負載，提高應用的可伸縮性和可用性。
• 無停機更新: PM2允許開發(fā)者在不停止當前服務的情況下，更新 Node.js 應用到新的版本，這對于需要24/7運行的服務來說非常重要。
• 日志管理: PM2提供了日志管理的功能，使得跟蹤和調(diào)試生產(chǎn)環(huán)境中的應用更為便捷。
• 監(jiān)控: PM2包含了一個監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時查看應用的 CPU 和內(nèi)存使用情況，幫助開發(fā)者優(yōu)化應用性能。

3. 安裝

執(zhí)行以下命令來全局安裝 PM2。全局安裝意味著你可以在任何地方運行 PM2命令。

npm install pm2 -g

這條命令會將 PM2安裝到你的系統(tǒng)上，-g 參數(shù)表示全局安裝，這樣你就可以在任何目錄下使用 PM2命令。

安裝完成后，你可以運行以下命令來檢查 PM2是否正確安裝：

pm2 --version

4. 常用命令

5. 配置文件

PM2的配置文件通常被稱為ecosystem.config.js，這是一個 JavaScript 文件，允許你配置和管理應用程序的多個方面。通過使用配置文件，你可以輕松地指定環(huán)境變量、日志文件路徑、實例數(shù)量等，并且可以一次性啟動多個應用。下面詳細介紹如何使用 PM2配置文件。

基本結(jié)構(gòu)

PM2的ecosystem.config.js文件基本結(jié)構(gòu)如下：

module.exports = {
  apps: [
    {
      name: "app1", // 應用程序名稱
      script: "./app.js", // 主腳本路徑
      args: "arg1 arg2", // 傳遞給腳本的參數(shù)
      instances: 4, // 應用實例數(shù)
      autorestart: true, // 自動重啟
      watch: false, // 監(jiān)控文件變動
      max_memory_restart: "1G", // 內(nèi)存超過1G 重啟
      env: {
        // 環(huán)境變量
        NODE_ENV: "development",
      },
      env_production: {
        // 生產(chǎn)環(huán)境變量
        NODE_ENV: "production",
      },
    },
    {
      name: "app2",
      script: "./app2.js",
      // 其他配置...
    },
  ],
};

主要字段解釋

• apps: 一個數(shù)組，包含了你要運行的應用的配置對象。
• name: 應用程序的名稱。
• script: 應用程序的啟動腳本或文件。
• args: 傳遞給腳本的參數(shù)。
• instances: 啟動應用實例的數(shù)量。對于無狀態(tài)的應用，可以設(shè)置為max以根據(jù) CPU 核心數(shù)量來啟動最大實例數(shù)。
• autorestart: 如果應用崩潰或者停止，是否自動重啟。
• watch: 是否啟用文件監(jiān)控和自動重啟。
• max_memory_restart: 當應用超過指定內(nèi)存量時自動重啟。
• env: 在這個對象中，你可以指定傳遞給應用的環(huán)境變量。這些環(huán)境變量在所有環(huán)境下都會加載。
• env_production, env_development: 你可以為不同的環(huán)境指定不同的環(huán)境變量。

使用配置文件

• 啟動應用: 使用配置文件啟動應用時，運行如下命令：

pm2 start ecosystem.config.js

• 指定環(huán)境: 如果你有為不同環(huán)境定義的變量，可以在啟動時指定：

pm2 start ecosystem.config.js --env production

配置文件為應用部署提供了強大而靈活的管理方式，特別是當你需要部署多個應用或需要為應用指定特定的環(huán)境變量和配置時。通過精心設(shè)計的配置文件，你可以確保應用的部署更加一致和可預測。

6. CLI 實現(xiàn)配置文件效果

如果你不使用配置文件，而是選擇直接使用 PM2的 CLI 命令來實現(xiàn)上面提到的功能，可以通過在命令行中添加特定的選項和參數(shù)來完成。下面是如何通過 CLI 命令實現(xiàn)配置文件中提到的一些主要功能：

• 啟動應用并傳遞參數(shù):

pm2 start app.js --name "app1" -- arg1=value1 arg2=value2

• 這里--name "app1"設(shè)定了應用的名稱，-- arg1 arg2向應用傳遞了參數(shù)。

• 指定實例數(shù)量:

pm2 start app.js -i 4

• 該命令啟動了4個應用實例。如果你想要根據(jù) CPU 核心數(shù)量來啟動最大實例數(shù)，可以使用-i max。

• 啟用自動重啟: 自動重啟是 PM2的默認行為，無需特別指定。

• 啟用文件監(jiān)控:

pm2 start app.js --watch

• 這會監(jiān)控應用目錄中文件的變動，并在變動時自動重啟應用。

• 限制內(nèi)存重啟:

pm2 start app.js --max-memory-restart 1G

• 當應用消耗的內(nèi)存超過1GB 時，PM2將自動重啟應用。

• 設(shè)置環(huán)境變量: 你可以在啟動命令中直接設(shè)置環(huán)境變量：

NODE_ENV=development pm2 start app.js

或者，為了同時設(shè)置多個環(huán)境變量，可以使用：

pm2 start app.js --env NODE_ENV=development,env1=13,env2=32

使用 CLI 命令直接設(shè)置這些選項的好處是快速簡便，特別是對于一次性或臨時的任務。但對于更復雜的部署，或者當你需要在多個環(huán)境中維護一致的配置時，使用配置文件將更為有效和易于管理。

7. 監(jiān)控

PM2提供了一個內(nèi)置的監(jiān)控工具，允許你實時查看運行在 PM2下的應用的性能指標，如 CPU 和內(nèi)存使用情況。這個監(jiān)控工具可以幫助你了解應用的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題。

使用 PM2監(jiān)控命令行工具

• 啟動監(jiān)控控制臺: 要查看實時的監(jiān)控數(shù)據(jù)，可以在命令行中使用以下命令：

pm2 monit

• 這會打開一個交互式的監(jiān)控控制臺，其中展示了所有由 PM2管理的進程的 CPU 和內(nèi)存使用情況。

使用 PM2 Web 界面

PM2還提供了一個 Web 界面，稱為 PM2 Plus，用于更高級的監(jiān)控和管理功能，包括遠程監(jiān)控和日志管理。不過，這需要在 PM2 Plus 網(wǎng)站上注冊并設(shè)置 keymetrics 代理。

• PM2 Plus:
  • 你可以訪問PM2 Plus來獲取更多關(guān)于這個服務的信息。
  • 它允許你監(jiān)控關(guān)鍵指標，設(shè)置告警，查看日志，和進行實時的問題排查。

自定義指標

PM2還允許你定義自己的指標來監(jiān)控。你可以在你的應用中集成 PM2的 API 來發(fā)送自定義指標，這樣就可以在 PM2的監(jiān)控工具中查看這些指標了。

8. 其它

8.1 負載均衡下的會話管理

在使用 PM2的集群模式運行多個實例的場景下，確保會話（session）一致性是一個重要的考慮點。由于每個實例都是獨立運行的，直接在內(nèi)存中存儲會話信息可能會導致會話不一致的問題，因為用戶的后續(xù)請求可能被路由到不同的實例上，而不同的實例之間無法共享內(nèi)存中的會話信息。

為了解決這個問題，通常的做法是使用一個中央存儲來存儲會話信息，這樣不同的實例可以共享這些信息。以下是一些常見的解決方案：

• 使用 Redis 存儲會話: Redis 是一種常用的解決方案，它提供了快速的數(shù)據(jù)讀寫并支持數(shù)據(jù)持久化。使用 Redis 作為會話存儲，可以確保不同的實例能夠訪問和更新同一份會話數(shù)據(jù)。

• 使用數(shù)據(jù)庫存儲會話: 另一種常見的方法是將會話存儲在數(shù)據(jù)庫中，如 MongoDB 或 MySQL 等。這樣可以確保會話信息的一致性，但可能比使用內(nèi)存存儲或 Redis 的性能稍低。

• 使用其他共享存儲方案: 根據(jù)應用的具體需求，還可以考慮使用其他類型的共享存儲方案，如 Memcached、Etcd 等。

對于 Node.js 應用，如果你使用 Express 框架，可以利用express-session配合 Redis 等存儲的中間件來實現(xiàn)會話的共享。例如，使用connect-redis中間件將會話存儲在 Redis 中：

const session = require("express-session");
const RedisStore = require("connect-redis")(session);

app.use(
  session({
    store: new RedisStore({
      // Redis 服務器配置
      host: "localhost",
      port: 6379,
    }),
    secret: "your_secret",
    resave: false,
    saveUninitialized: false,
  })
);

使用這種方式，無論用戶的請求被路由到哪個實例，應用都能訪問到同一份會話信息，從而避免了會話不一致的問題。確保你的會話存儲方案是可伸縮的，并且可以處理你的應用負載。

8.2 異常重啟處理

當 PM2重啟應用時，確保應用的當前狀態(tài)完成后再繼續(xù)，以及在異常重啟下恢復重啟前的狀態(tài)，需要在應用層面做一些策略設(shè)計。這通常涉及到優(yōu)雅的關(guān)閉處理和持久化狀態(tài)管理。

優(yōu)雅的關(guān)閉處理

• 捕獲關(guān)閉信號：在 Node.js 應用中，你可以監(jiān)聽如SIGINT和SIGTERM這樣的信號，這樣當 PM2嘗試重啟應用時，你的代碼可以捕獲這些信號并執(zhí)行清理邏輯。

process.on("SIGINT", function () {
  console.log("Received SIGINT. Performing graceful shutdown.");
  gracefulShutdown();
});

function gracefulShutdown() {
  // 在這里執(zhí)行清理操作，如關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接、完成正在處理的請求等
}

• 完成正在處理的請求：在收到關(guān)閉信號后，應用應該停止接受新的請求，但同時確保當前正在處理的請求完成。這可能涉及到跟蹤所有活躍的請求并等待它們結(jié)束。

恢復狀態(tài)

• 狀態(tài)持久化：為了在重啟后恢復狀態(tài)，應用的關(guān)鍵狀態(tài)需要持久化，例如存儲在數(shù)據(jù)庫或文件系統(tǒng)中。這樣，在應用重啟后，可以從這些持久化的存儲中恢復狀態(tài)。

• 啟動時的狀態(tài)恢復邏輯：應用啟動時應該包含邏輯來檢查并恢復之前的狀態(tài)。這可能包括讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，或從文件系統(tǒng)中恢復信息等。

PM2特定策略

• 進程守護：PM2會守護你的應用進程，如果應用崩潰或非正常退出，它會自動重啟應用。這是通過配置 PM2的restart策略實現(xiàn)的。

• 零停機重啟：使用 PM2的reload或gracefulReload命令可以實現(xiàn)零停機重啟，這對于不間斷服務的應用特別有用。這些命令會等待新的實例啟動并接收連接后，再停止舊的實例。

8.3 SIGINT 信號超時處理

const express = require("express");
const app = express();
const server = app.listen(3000, () =>
  console.log("Server started on port 3000")
);

let activeConnections = new Set();

app.get("/", (req, res) => {
  // 模擬長時間運行的請求
  const requestId = Date.now();
  activeConnections.add(requestId);
  console.log(`Request ${requestId} started`);

  setTimeout(() => {
    res.send("Hello World");
    activeConnections.delete(requestId);
    console.log(`Request ${requestId} finished`);
  }, 10000); // 假設(shè)請求處理需要10秒
});

process.on("SIGINT", () => {
  console.log("Received SIGINT. Graceful shutdown start.");

  // 停止服務器接受新的連接
  server.close(() => {
    console.log("Server closed. No new connections are accepted.");
  });

  // 等待所有活動請求完成
  const checkActiveConnections = () => {
    if (activeConnections.size > 0) {
      console.log(
        `Waiting for ${activeConnections.size} active connections to finish.`
      );
      setTimeout(checkActiveConnections, 1000);
    } else {
      console.log("All connections finished. Exiting now.");
      process.exit(0);
    }
  };

  checkActiveConnections();
});

捕獲SIGINT信號后，進程確實有機會執(zhí)行清理邏輯，但這并不意味著 PM2無法再去主動 kill 進程。當你的應用捕獲SIGINT信號并進入清理階段時，PM2會等待一段時間（默認是1600毫秒），這個時間是可配置的。如果應用在這段時間內(nèi)沒有退出，PM2會發(fā)送SIGKILL信號來強制終止進程。

這意味著你的清理邏輯需要在 PM2的超時時間內(nèi)完成，以確保它能夠正常執(zhí)行并讓進程優(yōu)雅地退出。如果清理邏輯需要的時間超過了 PM2的超時閾值，你可以調(diào)整 PM2的配置來增加這個超時時間。

例如，你可以在啟動應用時通過--kill-timeout參數(shù)來設(shè)置這個超時時間：

pm2 start app.js --kill-timeout 3000

這里，--kill-timeout 3000表示 PM2將等待3000毫秒（3秒）給應用足夠的時間來處理清理邏輯。如果應用在3秒內(nèi)沒有退出，PM2將使用SIGKILL來強制終止應用。

這個機制確保了你的應用有機會在 PM2重啟或停止它之前完成必要的清理工作，同時也保留了 PM2在應用無法正確響應終止信號時強制關(guān)閉它的能力。

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