基于nodejs线上代码热部署原理与实现

背景

大家都知道，nodejs启的后端服务，如果有代码变动，要重启进程，代码才能生效。

nodejs的进程在重启的时候，用户去访问服务，就会出现短暂的 502 bad gateway

如果你的服务器加上了watch机制

当服务器上的代码频繁发生变动，或者短时间内发生高频变动，那就会一直 502 bad gateway

近段时间在做线上服务编译相关需求的时候，就出现了短时间内线上服务代码高频变动，代码功能模块高频更新，在不能重启服务的情况下，让更新的代码生效的场景。

这就涉及到一个热部署的概念，在不重启服务的情况下，让新部署的代码生效。

接下来我来给大家讲解热部署的原理和实现方案

代码没法实时生效的原因

当我们通过require('xx/xx.js')去加载一个功能模块的时候，node会把require('xx/xx.js')得到的结果缓存在require.cache('xx/xx.js')中

当我们多次调用require('xx/xx.js')，node就不再重新加载，而是直接从require.cache('xx/xx.js')读取缓存

所以当小伙伴在服务器上修改xx/xx.js这个路径下的文件时，node只会去读取缓存，不会去加载小伙伴的最新代码

源码地址和使用

为了实现这个热部署机制，在网上到处查资料，踩了好多坑才弄好

以下代码是提炼出来、完整可运行的热部署基础原理代码，大家可以基于这个代码去自行拓展：smart-node-reload（https://github.com/airuikun/smart-node-reload）

注意最新版本12版本的node运行会报错，官方对require.cache做了调整，已经上报问题给官方，建议使用nodejs版本：v10.5.0

git clone下来以后，无需安装，直接运行

    npm start

这时候就开启了热部署变动监听

如何看到效果呢

小伙伴请看/hots/hot.js文件

    const hot = 1    module.exports = hot

将第一行代码改为const hot = 111

    const hot = 111    module.exports = hot

这时候就能看到终端里监听到代码变动，然后动态加载你的最新代码并得到执行结果，输出为：

    热部署文件：hot.js ，执行结果：{ 'hot.js': 111 }

热部署服务监听到代码变动，并重新加载了代码，小伙伴就可以实时拿到最新代码的执行结果了，整个过程都在线上环境运行，node进程也没有重启

源码解析

loadHandlers主函数

const handlerMap = {};// 缓存const hotsPath = path.join(__dirname, "hots");
// 加载文件代码 并 监听指定文件夹目录文件内容变动const loadHandlers = async () => {  // 遍历出指定文件夹下的所有文件  const files = await new Promise((resolve, reject) => {    fs.readdir(hotsPath, (err, files) => {      if (err) {        reject(err);      } else {        resolve(files);      }    });  });  // 初始化加载所有文件 把每个文件结果缓存到handlerMap变量当中  for (let f in files) {    handlerMap[files[f]] = await loadHandler(path.join(hotsPath, files[f]));  }
  // 监听指定文件夹的文件内容变动  await watchHandlers();};

loadHandlers是整个热部署服务的主函数，我们指定了服务器根目录下的hots文件夹是用来监听变动和热部署的文件夹

用fs.readdir扫描hots文件夹下的所有文件，通过loadHandler方法去加载和运行每一个扫描到的文件，将结果缓存到handlerMap里

然后用watchHandlers方法开启文件变动监听

watchHandlers监听文件变动

// 监视指定文件夹下的文件变动const watchHandlers = async () => {  // 这里建议用chokidar的npm包代替文件夹监听  fs.watch(hotsPath, { recursive: true }, async (eventType, filename) => {    // 获取到每个文件的绝对路径    // 包一层require.resolve的原因，拼接好路径以后，它会主动去帮你判断这个路径下的文件是否存在    const targetFile = require.resolve(path.join(hotsPath, filename));    // 当你适应require加载一个模块后，模块的数据就会缓存到require.cache中，下次再加载相同模块，就会直接走require.cache    // 所以我们热加载部署，首要做的就是清除require.cache中对应文件的缓存    const cacheModule = require.cache[targetFile];    // 去除掉在require.cache缓存中parent对当前模块的引用，否则会引起内存泄露，具体解释可以看下面的文章	//《记录一次由一行代码引发的“血案”》https://cnodejs.org/topic/5aaba2dc19b2e3db18959e63	//《一行 delete require.cache 引发的内存泄漏血案》https://zhuanlan.zhihu.com/p/34702356    if (cacheModule.parent) {        cacheModule.parent.children.splice(cacheModule.parent.children.indexOf(cacheModule), 1);    }    // 清除指定路径对应模块的require.cache缓存    require.cache[targetFile] = null;
    // 重新加载发生变动后的模块文件，实现热加载部署效果，并将重新加载后的结果，更新到handlerMap变量当中    const code = await loadHandler(targetFile)    handlerMap[filename] = code;    console.log("热部署文件：", filename, "，执行结果：", handlerMap);  });};

watchHandlers函数是用来监听指定文件夹下的文件变动、清理缓存更新缓存用的。

用fs.watch原生函数监听hots文件夹下文件变动，当文件发生变动，就算出文件的绝对路径targetFile

而require.cache[targetFile]就是require对targetFile原文件的缓存，清除缓存用require.cache[targetFile] = null;

坑爹的地方来了，仅仅只是将缓存置为null，会发生内存泄露，我们还需要清除缓存父级的引用require.cache[targetFile].parent，就是下面这段代码

    if (cacheModule.parent) {        cacheModule.parent.children.splice(cacheModule.parent.children.indexOf(cacheModule), 1);    }

loadHandler加载文件

// 加载指定文件的代码const loadHandler = filename => {  return new Promise((resolve, reject) => {    fs.readFile(filename, (err, data) => {      if (err) {        resolve(null);      } else {        try {          // 使用vm模块的Script方法来预编译发生变化后的文件代码，检查语法错误，提前发现是否存在语法错误等报错          new vm.Script(data);        } catch (e) {          // 语法错误,编译失败          reject(e);          return;        }        // 编译通过后，重新require加载最新的代码        resolve(require(filename));      }    });  });};