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Node.js Web应用代码热更新的另类思路

cf小号 6小时前 4

背景

相信使用 Node.js 开发过 Web 应用的同学一定苦恼过新修改的代码必须要重启 Node.js 进程后才能更新的问题。习惯使用 PHP 开发的同学更会非常的不适用，大呼果然还是我大PHP才是世界上最好的编程语言。手动重启进程不仅仅是非常恼人的重复劳动，当应用规模稍大以后，启动时间也逐渐开始不容忽视。

当然作为程序猿，无论使用哪种语言，都不会让这样的事情折磨自己。解决这类问题最直接和普适的手段就是监听文件修改并重启进程。这个方法也已经有很多成熟的解决方案提供了，比如已经被弃坑的 node-supervisor，以及现在比较火的 PM2 ，或者比较轻量级的 node-dev 等等均是这样的思路。

本文则提供了另外一种思路，只需要很小的改造，就可以实现真正的0重启热更新代码，解决 Node.js 开发 Web 应用时恼人的代码更新问题。

总体思路

说起代码热更新，当下最有名的当属 Erlang 语言的热更新功能，这门语言的特色在于高并发和分布式编程，主要的应用场景则是类似证券交易、游戏服务端等领域。这些场景都或多或少要求服务拥有在运行中运维的手段，而代码热更新就是其中非常重要的一环，因此我们可以先简单的了解一下 Erlang 的做法。

由于我也没有使用过 Erlang ，以下内容均为道听途说，如果希望深入和准确的了解 Erlang 的代码热更新实现，最好还是查阅官方文档。

我们可以发现 Node.js 中也有与code_server类似的模块，即 require 体系，因此 Erlang 的做法应该也可以在 Node.js 上做一些尝试。通过了解 Erlang 的做法，我们可以大概的总结出在 Node.js 中解决代码热更新的关键问题点

那么接下来我们就逐个的解析这些问题点。

如何更新模块代码

要解决模块代码更新的问题，我们就需要去阅读 Node.js 的模块管理器实现，直接上链接 module.js。通过简单的阅读，我们可以发现核心的代码就在于 Module._load ，稍微精简一下代码贴出来。

// Check the cache for the requested file.
// 1. If a module already exists in the cache: return its exports object.
// 2. If the module is native: call `NativeModule.require` with the
// filename and return the result.
// 3. Otherwise, create a new module for the file and save it to the cache.
// Then have it load the file contents before returning its exports
// object.
Module._load = function(request, parent, isMain) {
var filename = Module._resolveFilename(request, parent);

var cachedModule = Module._cache[filename];
if (cachedModule) {
return cachedModule.exports;
}

var module = new Module(filename, parent);
Module._cache[filename] = module;
module.load(filename);

return module.exports;
};

require.cache = Module._cache;

可以发现其中的核心就是 Module._cache ，只要清除了这个模块缓存，下一次 require 的时候，模块管理器就会重新加载最新的代码了。

写一个小程序验证一下：

// main.js
function cleanCache (module) {
var path = require.resolve(module);
require.cache[path] = null;
}

setInterval(function {
cleanCache('./code.js');
var code = require('./code.js');
console.log(code);
}, 5000);

// code.js
module.exports = 'hello world';

我们执行一下 main.js ，同时取修改 code.js 的内容，就可以发现控制台中，我们代码成功的更新为了最新的代码。

那么模块管理器更新代码的问题已经解决了，接下来再看看在 Web 应用中，我们如何让新的模块可以被实际执行。

如何使用新模块处理请求

为了更符合大家的使用习惯，我们就直接以 Express 为例来展开这个问题，实际上使用类似的思路，绝大部分 Web应用均可适用。

首先，如果我们的服务是像 Express 的 DEMO 一样所有的代码均在同一模块内的话，我们是无法针对模块进行热加载的

var express = require('express');
var app = express;

app.get('/', function(req, res){
res.send('hello world');
});

app.listen(3000);

要实现热加载，和 Erlang 中不允许的基础库一样，我们需要一些无法进行热更新的基础代码控制更新流程。而且类似 app.listen 这类操作如果重新执行了，那么和重启 Node.js 进程也没太大的区别了。因此我们需要一些巧妙的代码将频繁更新的业务代码与不频繁更新的基础代码隔离开。

// app.js 基础代码
var express = require('express');
var app = express;
var router = require('./router.js');

app.use(router);

app.listen(3000);

// router.js 业务代码
var express = require('express');
var router = express .Router;

// 此处加载的中间件也可以自动更新
router.use(express.static('public'));

router.get('/', function(req, res){
res.send('hello world');
});

module.exports = router;

然而很遗憾，经过这样处理之后，虽然成功的分离了核心代码， router.js 依然无法进行热更新。首先，由于缺乏对更新的触发机制，服务无法知道应该何时去更新模块。其次， app.use 操作会一直保存老的 router.js 模块，因此即使模块被更新了，请求依然会使用老模块处理而非新模块。

那么继续改进一下，我们需要对 app.js 稍作调整，启动文件监听作为触发机制，并且通过闭包来解决 app.use 的缓存问题

// app.js
var express = require('express');
var fs = require('fs');
var app = express;

var router = require('./router.js');

app.use(function (req, res, next) {
// 利用闭包的特性获取最新的router对象，避免app.use缓存router对象
router(req, res, next);
});

app.listen(3000);

// 监听文件修改重新加载代码
fs.watch(require.resolve('./router.js'), function {
cleanCache(require.resolve('./router.js'));
try {
router = require('./router.js');
} catch (ex) {
console.error('module update failed');
}
});

function cleanCache(modulePath) {
require.cache[modulePath] = null;
}