PM2 là gì: Hướng dẫn đầy đủ về quản lý quy trình Node.js

Giới thiệu

Quản lý quy trình là một khía cạnh quan trọng trong việc chạy các ứng dụng Node.js trong môi trường sản xuất, và PM2 đã nổi lên như một trong những giải pháp mạnh mẽ và được áp dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực này. Là một trình quản lý quy trình mạnh mẽ và môi trường chạy sản xuất, PM2 đã trở thành một công cụ thiết yếu trong hệ sinh thái Node.js hiện đại.

PM2 (Process Manager 2) là một trình quản lý quy trình tiên tiến được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng Node.js, mặc dù nó cũng có thể quản lý các loại ứng dụng khác. Nó cung cấp một bộ tính năng toàn diện giúp các nhà phát triển và đội ngũ vận hành duy trì và mở rộng ứng dụng của họ một cách hiệu quả. Từ quản lý quy trình cơ bản đến khả năng giám sát nâng cao, PM2 giải quyết nhiều thách thức mà các ứng dụng Node.js gặp phải khi chạy trong môi trường sản xuất.

Tầm quan trọng của quản lý quy trình trong các ứng dụng Node.js không thể bị đánh giá thấp. Các ứng dụng Node.js chạy trong một luồng đơn theo mặc định, khiến chúng dễ bị sự cố và yêu cầu can thiệp thủ công để khởi động lại. Thêm vào đó, các ứng dụng hiện đại cần mở rộng trên nhiều lõi CPU để xử lý tải tăng hiệu quả. Đây là lúc PM2 phát huy tác dụng, cung cấp khả năng quản lý quy trình tự động, cân bằng tải và giám sát mà các ứng dụng sản xuất cần thiết.

Đối với các môi trường sản xuất, PM2 đóng vai trò là một thành phần hạ tầng quan trọng bằng cách cung cấp:

Tự động khởi động lại ứng dụng sau khi gặp sự cố
Cân bằng tải trên nhiều lõi CPU
Giám sát và ghi log tích hợp
Cập nhật không gián đoạn
Quản lý môi trường
Nhóm quy trình

Hiểu về PM2

Định nghĩa và Tính năng Cốt lõi

PM2 là một trình quản lý quy trình sản xuất mã nguồn mở cho các ứng dụng Node.js, được phát triển và duy trì bởi đội ngũ tại Keymetrics (nay là PM2). Nó hoạt động như một trình quản lý quy trình daemon giúp các nhà phát triển quản lý và giữ cho ứng dụng của họ hoạt động 24/7. Về cơ bản, PM2 bao bọc các ứng dụng Node.js của bạn trong một lớp quản lý quy trình xử lý nhiều khía cạnh phức tạp của việc chạy ứng dụng trong môi trường sản xuất.

Lịch sử và Phát triển

Được phát hành lần đầu vào năm 2013, PM2 được tạo ra để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng Node.js trong môi trường sản xuất. Dự án đã phát triển thành một trong những trình quản lý quy trình phổ biến nhất trong hệ sinh thái Node.js, với hàng triệu lượt tải trên npm và một cộng đồng mạnh mẽ các nhà đóng góp. Tên "PM2" biểu thị rằng đây là một trình quản lý quy trình thế hệ thứ hai, xây dựng dựa trên những bài học rút ra từ các giải pháp trước đó.

Tại sao chọn PM2?

Khi so sánh với các trình quản lý quy trình khác như Forever, Nodemon hoặc SystemD, PM2 nổi bật vì một số lý do:

Bộ tính năng toàn diện: PM2 cung cấp một bộ tính năng hoàn chỉnh sẵn sàng cho sản xuất, từ quản lý quy trình cơ bản đến các công cụ giám sát và triển khai nâng cao.
Phát triển tích cực: Với các bản cập nhật thường xuyên và sự hỗ trợ mạnh mẽ từ cộng đồng, PM2 liên tục phát triển để đáp ứng các yêu cầu của ứng dụng hiện đại.
Tích hợp dễ dàng: PM2 tích hợp liền mạch với các công cụ và nền tảng phát triển phổ biến, khiến nó trở thành lựa chọn tự nhiên cho các quy trình phát triển hiện đại.
Sẵn sàng cho sản xuất: Nó đã được kiểm chứng và được sử dụng bởi các công ty ở mọi quy mô, từ các startup đến các doanh nghiệp lớn.

Lợi ích chính

Đối với các đội phát triển, PM2 cung cấp một số lợi thế đáng kể:

Quản lý quy trình đơn giản hóa: Các nhà phát triển có thể tập trung vào việc viết mã trong khi PM2 xử lý các phức tạp của quản lý quy trình.
Độ tin cậy của ứng dụng được cải thiện: Khả năng khởi động lại tự động và giám sát sức khỏe đảm bảo ứng dụng luôn hoạt động.
Hiệu suất được nâng cao: Các khả năng cân bằng tải và nhóm tích hợp giúp ứng dụng sử dụng tài nguyên máy chủ một cách hiệu quả.
Thông tin chi tiết chi tiết: Các tính năng giám sát và ghi log toàn diện cung cấp cái nhìn sâu sắc về hành vi và hiệu suất của ứng dụng.
Tích hợp quy trình phát triển: PM2 phù hợp tự nhiên với các quy trình phát triển hiện đại, hỗ trợ nhiều chiến lược và môi trường triển khai khác nhau.

Tính năng và Khả năng Cốt lõi

Quản lý Quy trình

Khả năng quản lý quy trình của PM2 tạo thành nền tảng cho chức năng của nó. Các tính năng quản lý quy trình chính bao gồm:

Chạy ứng dụng như daemon: PM2 chạy các ứng dụng của bạn như các quy trình daemon, đảm bảo chúng tiếp tục chạy trong nền ngay cả khi bạn đăng xuất khỏi máy chủ.
Quản lý vòng đời quy trình: Tự động xử lý các hoạt động khởi động, dừng, khởi động lại và tải lại quy trình với các lệnh đơn giản như pm2 start, pm2 stop, và pm2 restart.
Khởi động lại tự động: Nếu ứng dụng của bạn gặp sự cố hoặc ngừng hoạt động bất ngờ, PM2 sẽ tự động khởi động lại nó, đảm bảo thời gian hoạt động tối đa.

Cân bằng Tải

PM2 cung cấp các khả năng cân bằng tải tích hợp giúp phân phối tải ứng dụng trên nhiều lõi CPU:

Chế độ Nhóm: Dễ dàng tạo nhiều phiên bản của ứng dụng của bạn bằng cách sử dụng mô-đun nhóm Node.js với một lệnh duy nhất: pm2 start app.js -i max.
Phân phối Tải Thông minh: PM2 tự động cân bằng các yêu cầu giữa tất cả các phiên bản của ứng dụng của bạn, tối đa hóa việc sử dụng tài nguyên máy chủ.
Quản lý Phiên bản: Tăng hoặc giảm số lượng phiên bản ứng dụng một cách linh hoạt dựa trên yêu cầu tải.

Quản lý Log

Các tính năng ghi log toàn diện giúp các nhà phát triển theo dõi hành vi ứng dụng và khắc phục sự cố:

Quản lý Log Tập trung: Tất cả các log ứng dụng được tự động thu thập và lưu trữ ở một vị trí trung tâm.
Quay vòng Log: Hỗ trợ tích hợp cho quay vòng log ngăn chặn các tệp log tiêu tốn quá nhiều không gian đĩa.
Giám sát Log Thời gian Thực: Xem log trong thời gian thực bằng cách sử dụng các lệnh như pm2 logs với nhiều tùy chọn lọc khác nhau.

Khả năng Giám sát

PM2 cung cấp các tính năng giám sát mạnh mẽ để giúp các đội duy trì hiệu suất ứng dụng tối ưu:

Giám sát Tài nguyên: Theo dõi mức sử dụng CPU, tiêu thụ bộ nhớ và các chỉ số quan trọng khác cho mỗi quy trình.
Chỉ số Hiệu suất: Giám sát tỷ lệ yêu cầu, thời gian phản hồi và các chỉ số cụ thể của ứng dụng khác.
Kiểm tra Sức khỏe: Các kiểm tra sức khỏe định kỳ đảm bảo ứng dụng của bạn phản hồi đúng cách.

Tải lại Không Gián đoạn

PM2 cho phép cập nhật ứng dụng liền mạch mà không bị gián đoạn dịch vụ:

Tải lại Nhẹ nhàng: Cập nhật mã ứng dụng mà không làm mất bất kỳ kết nối người dùng nào bằng cách sử dụng pm2 reload.
Khởi động lại Cuộn: Khi chạy nhiều phiên bản, PM2 thực hiện khởi động lại cuộn để duy trì khả năng cung cấp dịch vụ.
Quản lý Phiên bản: Theo dõi các phiên bản ứng dụng và dễ dàng quay lại nếu phát hiện sự cố.

Bắt đầu với PM2

Quy trình Cài đặt

Cài đặt PM2 rất đơn giản bằng cách sử dụng Node Package Manager (npm). Cài đặt toàn cầu đảm bảo PM2 có sẵn trên toàn hệ thống:

npm install pm2 -g

Đối với người dùng thích Yarn:

yarn global add pm2

Các Lệnh Cơ bản và Cách Sử dụng

PM2 cung cấp một giao diện dòng lệnh trực quan để quản lý các ứng dụng:

Khởi động Ứng dụng:

# Khởi động cơ bản
pm2 start app.js

# Khởi động với tên cụ thể
pm2 start app.js --name "my-app"

# Khởi động ở chế độ nhóm
pm2 start app.js -i 4

Quản lý Quy trình:

# Liệt kê tất cả các quy trình
pm2 list

# Dừng một ứng dụng
pm2 stop app-name

# Khởi động lại một ứng dụng
pm2 restart app-name

# Xóa một ứng dụng
pm2 delete app-name

Cấu hình Quy trình

PM2 hỗ trợ các tệp cấu hình (tệp hệ sinh thái) cho các triển khai phức tạp hơn:

// ecosystem.config.js
module.exports = {
  apps: [{
    name: "my-app",
    script: "./app.js",
    instances: 4,
    exec_mode: "cluster",
    watch: true,
    env: {
      NODE_ENV: "development",
    },
    env_production: {
      NODE_ENV: "production",
    }
  }]
}

Khởi động ứng dụng của bạn bằng cách sử dụng tệp cấu hình:

pm2 start ecosystem.config.js

Quản lý Môi trường

PM2 giúp dễ dàng quản lý các cấu hình môi trường khác nhau:

Biến Môi trường:

Đặt các biến cụ thể cho môi trường trong tệp hệ sinh thái
Chuyển đổi giữa các môi trường bằng cách sử dụng cờ --env

pm2 start ecosystem.config.js --env production

Tệp Cấu hình:

Duy trì các tệp cấu hình riêng biệt cho các môi trường khác nhau
Sử dụng các cài đặt cụ thể cho môi trường cho các kịch bản triển khai khác nhau

Cấu hình Thời gian Chạy:

Thay đổi các biến môi trường ngay lập tức
Cập nhật cấu hình ứng dụng mà không cần khởi động lại

Tính năng Nâng cao

Chế độ Nhóm

Chế độ nhóm của PM2 cho phép khả năng mở rộng ứng dụng tinh vi:

// Cấu hình chế độ nhóm
module.exports = {
  apps: [{
    script: 'app.js',
    instances: 'max',     // hoặc một số cụ thể
    exec_mode: 'cluster',
    instance_var: 'INSTANCE_ID',
    wait_ready: true,
    listen_timeout: 3000
  }]
}

Các tính năng chính của nhóm bao gồm:

Cân bằng tải tự động giữa các phiên bản
Tải lại không gián đoạn
Khôi phục sự cố phiên bản
Tối ưu hóa lõi CPU

Tích hợp Container

PM2 hoạt động liền mạch với các môi trường container hóa:

Tích hợp Docker:

Hình ảnh Docker chính thức có sẵn
Quản lý quy trình trong container
Điểm kiểm tra sức khỏe
Giám sát nhận thức về container

Hỗ trợ Kubernetes:

Quản lý quy trình trong các pod
Tích hợp vòng đời container
Tối ưu hóa tài nguyên

Quy trình Triển khai

PM2 cung cấp khả năng triển khai mạnh mẽ:

# Thiết lập cấu hình triển khai
pm2 ecosystem

# Triển khai đến sản xuất
pm2 deploy production

# Quay lại nếu cần
pm2 deploy production revert 1

Các tính năng triển khai bao gồm:

Triển khai đa máy chủ
Kịch bản triển khai tự động
Quản lý phiên bản
Khả năng quay lại
Móc trước/sau khi triển khai

Bảng điều khiển Giám sát

PM2 cung cấp giám sát toàn diện thông qua giao diện web tích hợp:

Chỉ số Thời gian Thực:

Mức sử dụng CPU và bộ nhớ
Tỷ lệ yêu cầu
Tỷ lệ lỗi
Chỉ số tùy chỉnh

Giám sát Hệ thống:

Kiểm tra sức khỏe máy chủ
Sử dụng tài nguyên
Thống kê mạng
Sử dụng đĩa

Quay vòng Log

Các khả năng quản lý log nâng cao:

module.exports = {
  apps: [{
    name: "app",
    script: "./app.js",
    log_date_format: "YYYY-MM-DD HH:mm Z",
    error_file: "./logs/error.log",
    out_file: "./logs/out.log",
    log_file: "./logs/combined.log",
    max_size: "10M",
    max_restarts: 10
  }]
}

Thực hành Tốt Nhất

Khuyến nghị Cấu hình

Khi sử dụng PM2 trong các môi trường sản xuất, việc tuân theo các thực hành cấu hình tốt là rất quan trọng:

Cấu hình Ứng dụng:

Luôn sử dụng tệp cấu hình hệ sinh thái thay vì các tham số dòng lệnh
Đặt giới hạn bộ nhớ phù hợp cho các ứng dụng của bạn
Cấu hình xử lý lỗi và ghi log đúng cách
Sử dụng tên có ý nghĩa cho các quy trình của bạn

Ví dụ về một tệp hệ sinh thái được cấu hình tốt:

module.exports = {
  apps: [{
    name: 'production-app',
    script: './app.js',
    instances: 'max',
    max_memory_restart: '1G',
    max_restarts: 10,
    watch: false,
    error_file: './logs/error.log',
    out_file: './logs/output.log',
    time: true
  }]
}

Cân nhắc về Bảo mật

Việc thực hiện các biện pháp bảo mật đúng cách là rất quan trọng:

Quyền Truy cập Quy trình:

Chạy các quy trình với quyền tối thiểu cần thiết
Sử dụng các tài khoản người dùng riêng biệt cho các ứng dụng khác nhau
Thực hiện quyền truy cập tệp đúng cách

Biến Môi trường:

Không bao giờ cam kết dữ liệu nhạy cảm vào kiểm soát phiên bản
Sử dụng các tệp cấu hình cụ thể cho môi trường
Thực hiện quản lý bí mật an toàn

Bảo mật Mạng:

Cấu hình các quy tắc tường lửa đúng cách
Thực hiện giới hạn tỷ lệ
Sử dụng các giao thức truyền thông an toàn

Tối ưu hóa Hiệu suất

Tối ưu hóa thiết lập PM2 của bạn để đạt hiệu suất tối đa:

Quản lý Tài nguyên:

Theo dõi và điều chỉnh giới hạn bộ nhớ
Tối ưu hóa số lượng phiên bản dựa trên lõi CPU
Thực hiện các chiến lược cân bằng tải đúng cách

Mở rộng Ứng dụng:

Sử dụng chế độ nhóm một cách hiệu quả
Thực hiện mở rộng ngang khi cần thiết
Theo dõi và điều chỉnh dựa trên các mẫu tải

Những Cạm bẫy Thường gặp cần Tránh

Quản lý Quy trình:

Đừng bỏ qua các log ứng dụng
Tránh chạy quá nhiều phiên bản
Đừng bỏ qua giám sát và cảnh báo

Lỗi Cấu hình:

Không đặt các biến môi trường đúng cách
Cấu hình đường dẫn không chính xác
Thiếu xử lý lỗi

Vấn đề Triển khai:

Không thử nghiệm các kịch bản triển khai
Bỏ qua các quy trình quay lại
Giám sát không đủ trong quá trình triển khai

Câu hỏi Thường gặp (FAQ)

1. Làm thế nào để tôi khởi động lại ứng dụng khi các tệp thay đổi?

A: Bạn có thể sử dụng tính năng theo dõi của PM2:

# Sử dụng dòng lệnh
pm2 start app.js --watch

# Hoặc trong ecosystem.config.js
module.exports = {
  apps: [{
    script: 'app.js',
    watch: true,
    ignore_watch: ['node_modules', 'logs']
  }]
}

2. Làm thế nào tôi có thể xem log cho một ứng dụng cụ thể?

A: PM2 cung cấp một số lệnh ghi log:

# Xem tất cả các log
pm2 logs

# Xem log cho ứng dụng cụ thể
pm2 logs app-name

# Xem N dòng cuối
pm2 logs --lines 100

3. Tại sao ứng dụng của tôi sử dụng nhiều bộ nhớ hơn mong đợi?

A: Điều này có thể do một số lý do:

Rò rỉ bộ nhớ trong ứng dụng của bạn
Quá nhiều phiên bản đang chạy
Thu gom rác không đúng cách

Giải pháp: Sử dụng tính năng giới hạn bộ nhớ của PM2:

{
  "name": "app",
  "script": "app.js",
  "max_memory_restart": "1G"
}

4. Làm thế nào để tôi chạy các cấu hình khác nhau trong phát triển và sản xuất?

A: Sử dụng các cấu hình cụ thể cho môi trường:

module.exports = {
  apps: [{
    script: 'app.js',
    env: {
      NODE_ENV: 'development',
      PORT: 3000
    },
    env_production: {
      NODE_ENV: 'production',
      PORT: 80
    }
  }]
}

5. Làm thế nào tôi có thể tự động khởi động PM2 sau khi khởi động hệ thống?

A: Sử dụng lệnh khởi động:

# Tạo kịch bản khởi động
pm2 startup

# Lưu danh sách quy trình hiện tại
pm2 save

6. Làm thế nào để tôi cập nhật PM2 chính nó?

A: Thực hiện theo các bước sau:

# Cài đặt phiên bản PM2 mới nhất
npm install pm2@latest -g

# Cập nhật PM2 trong bộ nhớ
pm2 update

7. Tại sao ứng dụng Node.js của tôi không sử dụng tất cả các lõi CPU?

A: Node.js mặc định là đơn luồng. Sử dụng chế độ nhóm của PM2:

# Sử dụng dòng lệnh
pm2 start app.js -i max

# Hoặc trong ecosystem.config.js
module.exports = {
  apps: [{
    script: 'app.js',
    instances: 'max',
    exec_mode: 'cluster'
  }]
}

8. Làm thế nào tôi có thể giám sát hiệu suất của ứng dụng?

A: Sử dụng các công cụ giám sát của PM2:

# Giám sát cơ bản
pm2 monit

# Bảng điều khiển dựa trên web
pm2 plus

# Tổng quan trạng thái
pm2 status

9. Làm thế nào để tôi xử lý các sự cố ứng dụng?

A: PM2 tự động khởi động lại các ứng dụng bị sự cố, nhưng bạn có thể cấu hình các hành vi cụ thể:

module.exports = {
  apps: [{
    script: 'app.js',
    max_restarts: 10,
    min_uptime: "1m",
    restart_delay: 5000
  }]
}

10. Làm thế nào tôi có thể quay vòng các tệp log để ngăn chặn các vấn đề về không gian đĩa?

A: Cấu hình quay vòng log trong tệp hệ sinh thái của bạn:

module.exports = {
  apps: [{
    script: 'app.js',
    max_size: "10M",
    out_file: "./logs/out.log",
    error_file: "./logs/error.log",
    merge_logs: true,
    time: true
  }]
}