Node.js 如何利用多核 CPU

单个 JavaScript 主线程一次只在一个 CPU 核上执行，但 Node.js 进程也会使用其他内部线程。 需要并行执行 JavaScript 任务时， 吃满多核有三条路：① cluster 模块按核数 fork 多个进程共享同一端口；② worker_threads 在进程内开真正并行的线程做 CPU 密集计算；③ 用 pm2 等进程管理器的集群模式（本质是封装 cluster）。

cluster：多进程共享端口

const cluster = require('node:cluster');
const os = require('node:os');

if (cluster.isPrimary) {
  const numCPUs = Math.min(4, os.availableParallelism()); // 演示上限，生产按资源预算设置
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) cluster.fork();

  cluster.on('exit', (worker) => {
    console.log(`worker ${worker.process.pid} 退出`);
    // 生产需区分计划退出和崩溃，并配置退避、重试上限与优雅关闭
  });
} else {
  const http = require('node:http');
  http.createServer((req, res) => {
    res.end(`来自进程 ${process.pid} 的响应`);
  }).listen(3000);
}

除 Windows 外，cluster 默认通常由 primary 接收连接并轮询分发；也可使用共享监听句柄方式交由操作系统调度，并非 Linux 默认始终由内核分发。

worker_threads：进程内真并行

适合图像处理、加密、大数据计算这类 CPU 密集任务：

const { Worker } = require('node:worker_threads');
function runTask(input) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const worker = new Worker('./heavy-task.js', { workerData: input });
    worker.once('message', resolve);
    worker.once('error', reject);
    worker.once('exit', code => {
      if (code !== 0) reject(new Error(`Worker exited: ${code}`));
    });
  });
}
runTask(10).then(console.log).catch(console.error);

对应 heavy-task.js 示例：

const { parentPort, workerData } = require('node:worker_threads');
parentPort.postMessage(workerData * workerData);

与 cluster 的区别：worker_threads 的普通 JS 对象和堆各自隔离，可显式共享 SharedArrayBuffer，适合计算；cluster 是独立进程，适合分摊请求。

pm2 一行搞定

pm2 start app.js -i max   # 按核数起实例，自动负载均衡
pm2 reload app            # 尝试滚动重载，需应用优雅退出/连接处理，不能保证零中断

常见问题（FAQ）

Q：fork 多少个 worker 合适？

先以 os.availableParallelism() 为参考，再按 CPU 配额、内存与负载测试限制数量；并非固定等于物理核数。此 API 需 Node 18.14+/19.4+。

Q：cluster 里共享状态怎么办？

各 worker 内存独立，session、计数器等共享状态要放 Redis 等外部存储，不能放进程内存。

Q：什么任务该用 worker_threads 而不是 cluster？

CPU 密集的 JavaScript 可用 worker_threads；已有异步压缩、crypto 等原生 API 可能已使用 libuv 线程池，不应一概再包 Worker；分摊网络请求用 cluster。两类问题，两个工具。

参考资料

• Node.js 官方文档
• npm CLI 官方文档