PM2 面试指南

一、PM2 基础

1.1 什么是 PM2？

PM2（Process Manager 2）是一个Node.js进程管理器，用于管理Node.js应用程序的生产环境，提供进程守护、负载均衡、自动重启等功能。

核心功能：

进程守护：应用程序崩溃后自动重启
负载均衡：支持集群模式
日志管理：统一的日志输出和管理
零停机重载：热更新应用程序
监控：实时监控应用程序状态

1.2 安装与基本使用

bash

# 全局安装
npm install -g pm2

# 启动应用
pm2 start app.js

# 启动带参数
pm2 start app.js --name my-app --watch --max-memory-restart 500M

# 查看进程列表
pm2 list
pm2 status
pm2 jlist  # JSON格式

# 查看详细信息
pm2 show my-app

# 查看日志
pm2 logs my-app
pm2 logs my-app --lines 100 --nostream

# 重启
pm2 restart my-app

# 停止
pm2 stop my-app

# 删除
pm2 delete my-app

# 集群模式启动
pm2 start app.js -i 4  # 启动4个实例

二、进程管理

2.1 ecosystem 配置文件

javascript

// ecosystem.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "my-app",
            script: "./app.js",
            args: "arg1 arg2", // 启动参数
            cwd: "./", // 工作目录
            instances: 4, // 实例数量
            exec_mode: "cluster", // 模式：cluster 或 fork
            watch: true, // 监听文件变化
            ignore_watch: ["node_modules", "logs"], // 忽略的文件
            max_memory_restart: "500M", // 超过内存重启
            env: {
                NODE_ENV: "development",
            },
            env_production: {
                NODE_ENV: "production",
            },
            error_file: "./logs/error.log",
            out_file: "./logs/out.log",
            log_date_format: "YYYY-MM-DD HH:mm:ss",
            merge_logs: true,
            autorestart: true,
            max_restarts: 10,
            min_uptime: "10s",
            restart_delay: 4000,
            listen_timeout: 8000,
            kill_timeout: 5000,
            post_update: ["npm install"], // 更新后执行
            prestart: ["npm install"],
            postmortem: false,
        },
    ],
};

2.2 启动配置

bash

# 使用配置文件
pm2 start ecosystem.config.js

# 指定环境
pm2 start ecosystem.config.js --env production

# 启动生产模式
NODE_ENV=production pm2 start app.js

# 启动并等待启动完成
pm2 start app.js --wait-ready

# 带gracefulShutdown
pm2 start app.js --shutdown-with-message

2.3 进程状态与控制

bash

# 进程状态说明
# status: online/running - 运行中
# status: stopped        - 已停止
# status: errored       - 启动出错
# status: launchd       - 正在启动
# status: waiting_restart - 等待重启

# 暂停进程（保持内存状态）
pm2 pause my-app

# 恢复进程
pm2 resume my-app

# 优雅重载（保留请求）
pm2 reload my-app

# 强制重载
pm2 reload my-app --force

# 优雅关闭
pm2 stop my-app --shutdown-with-message

三、集群模式

3.1 集群模式原理

bash

# 集群模式使用 Node.js cluster 模块
# 自动在多个 CPU 核心上创建应用实例
# 自动实现负载均衡

# 启动4个实例
pm2 start app.js -i 4

# 启动最大实例数
pm2 start app.js -i max

# 查看集群状态
pm2 list
# 输出：
# ┌────┬──────────┬────────┬──────┬──────────┬──────────────┬──────────┐
# │ id │ name     │  mode  │ ↺   │ status   │ cpu          │ memory   │
# ├────┼──────────┼────────┼──────┼──────────┼──────────────┼──────────┤
# │ 0  │ my-app   │ cluster│ 12  │ online   │ 0.3%         │ 120MB    │
# │ 1  │ my-app   │ cluster│ 12  │ online   │ 0.2%         │ 118MB    │
# │ 2  │ my-app   │ cluster│ 12  │ online   │ 0.3%         │ 122MB    │
# │ 3  │ my-app   │ cluster│ 12  │ online   │ 0.2%         │ 119MB    │
# └────┴──────────┴────────┴──────┴──────────┴──────────────┴──────────┘

3.2 负载均衡算法

javascript

// PM2 默认使用 round-robin 算法
// 请求依次分配给每个实例

// app.js - 启用集群通信
const http = require("http");
const port = process.env.PORT || 3000;

const server = http.createServer((req, res) => {
    // 在集群中广播消息
    process.send({ type: "request", url: req.url });

    res.end(`handled by process ${process.pid}`);
});

server.listen(port, () => {
    console.log(`Server running on port ${port}, pid: ${process.pid}`);

    // 通知主进程已准备就绪
    process.send && process.send("ready");
});

3.3 实例管理

bash

# 增加实例
pm2 scale my-app +3

# 扩展到指定数量
pm2 scale my-app 8

# 缩减到指定数量
pm2 scale my-app 2

# 热更新集群
pm2 reload my-app

# 零停机重载
pm2 reload my-app --update-env

四、日志管理

4.1 日志配置

javascript

// ecosystem.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "my-app",
            script: "./app.js",
            error_file: "./logs/error.log",
            out_file: "./logs/out.log",
            log_file: "./logs/combined.log", // 合并日志
            log_date_format: "YYYY-MM-DD HH:mm:ss Z",
            merge_logs: true, // 多实例合并日志
            enforce: false, // 一个实例失败不影响其他
            instances: 4,
        },
    ],
};

4.2 日志操作

bash

# 查看实时日志
pm2 logs

# 查看指定应用日志
pm2 logs my-app

# 查看最后100行
pm2 logs my-app --lines 100

# 清空日志
pm2 flush

# 监控日志输出
pm2 logs --raw

# 导出日志
pm2 logs --out my-app > my-app.log

4.3 日志分割

bash

# 安装日志分割插件
npm install -g pm2-logrotate

# 配置
pm2 set pm2-logrotate:max_size 10M        # 单个文件大小
pm2 set pm2-logrotate:retain 30           # 保留文件数量
pm2 set pm2-logrotate:compress true      # 压缩
pm2 set pm2-logrotate:date_format 'YYYY-MM-DD'
pm2 set pm2-logrotate:workerInterval 1000  # 检查间隔(ms)

# 启动
pm2 install pm2-logrotate

五、监控与性能

5.1 内置监控

bash

# 实时监控面板
pm2 monit

# 显示内容：
# - CPU/Memory 使用率
# - 在线进程数
# - 重启次数
# - 内存占用
# - 循环重启检测

# Keymetrics 监控
# 基于 PM2 Plus 的在线监控服务
pm2 link <keymetrics-id> <keymetrics-secret> <public-name>

5.2 keymetrics 在线监控

bash

# 注册 https://keymetrics.io/
# 创建 bucket 获取密钥

# 连接本地应用到 keymetrics
pm2 link <secret> <public>

# 或者在配置文件中
module.exports = {
  apps: [{
    name: 'my-app',
    script: './app.js',
    pmx: true,
    monitoring: {
      keymetrics: {
        bucket: '<bucket-id>',
        secret: '<secret>'
      }
    }
  }]
};

5.3 性能指标

javascript

// 在应用中添加自定义指标
const PMX = require("pmx");

const metrics = PMX.metrics();

// 计数器
const httpRequests = metrics.counter({
    name: "HTTP Requests",
    agg_type: "sum",
});

// Gauges
const cpuUsage = metrics.gauge({
    name: "CPU Usage",
    agg_type: "avg",
});

// Histogram
const responseTime = metrics.histogram({
    name: "Response Time",
    measurement: "mean",
});

// 使用
app.use((req, res, next) => {
    httpRequests.inc();
    const start = Date.now();

    res.on("finish", () => {
        responseTime.observe(Date.now() - start);
    });

    next();
});

六、自动重启策略

6.1 重启配置

javascript

// ecosystem.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "my-app",
            script: "./app.js",

            // 自动重启配置
            autorestart: true, // 崩溃后自动重启
            max_restarts: 10, // 最大重启次数
            min_uptime: "10s", // 最小运行时间才算正常
            restart_delay: 1000, // 重启延迟(ms)
            exp_backoff_restart_delay: 100, // 指数退避重启延迟
            max_memory_restart: "500M", // 内存超限重启

            // 异常检测
            watch: false,
            max_pmem_restart: 200, // 最大内存
            max_cpu_restart: 50, // 最大CPU使用率%

            // 等待信号
            shutdown_with_message: true,
        },
    ],
};

6.2 优雅关闭

javascript

// app.js
const http = require("http");

const server = http.createServer((req, res) => {
    res.end("Hello");
});

server.listen(3000);

// 优雅关闭处理
process.on("SIGTERM", () => {
    console.log("SIGTERM received, closing gracefully");

    server.close(() => {
        console.log("HTTP server closed");
        process.exit(0);
    });

    // 超时强制关闭
    setTimeout(() => {
        console.log("Force shutdown");
        process.exit(1);
    }, 10000);
});

process.on("SIGINT", () => {
    console.log("SIGINT received");
    process.exit(0);
});

// PM2 优雅启动通知
process.send("ready");

6.3 异常处理

javascript

// 捕获未处理的异常
process.on("uncaughtException", (error) => {
    console.error("Uncaught Exception:", error);
    // 记录日志
    // 发送告警
    // 优雅退出
    process.exit(1);
});

process.on("unhandledRejection", (reason, promise) => {
    console.error("Unhandled Rejection at:", promise, "reason:", reason);
});

// 使用 domain 模块（已废弃，不推荐）

七、部署与CI/CD

7.1 多环境部署

javascript

// ecosystem.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "api",
            script: "./src/server.js",
            env: {
                COMMON_VARIABLE: "true",
                NODE_ENV: "development",
            },
            env_production: {
                NODE_ENV: "production",
                PORT: 80,
            },
            env_staging: {
                NODE_ENV: "staging",
                PORT: 8080,
            },
        },
    ],
};

bash

# 启动不同环境
pm2 start ecosystem.config.js --env production
pm2 start ecosystem.config.js --env staging

7.2 部署脚本

javascript

// deploy.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "my-app",
            script: "./src/server.js",
            deploy: {
                production: {
                    user: "deploy",
                    host: "server1.com",
                    ref: "origin/master",
                    repo: "git@github.com:user/repo.git",
                    path: "/var/www/my-app",
                    "pre-deploy-local": 'echo "Before deploy"',
                    "post-deploy": "npm install && pm2 restart my-app --update-env",
                    "pre-setup": "",
                },
                staging: {
                    user: "deploy",
                    host: "staging-server.com",
                    ref: "origin/develop",
                    repo: "git@github.com:user/repo.git",
                    path: "/var/www/staging",
                },
            },
        },
    ],
};

bash

# 初始化部署
pm2 deploy production setup

# 部署
pm2 deploy production

# 回滚
pm2 deploy production revert

7.3 Docker 集成

dockerfile

# Dockerfile
FROM node:18-alpine

WORKDIR /app

COPY package*.json ./
RUN npm ci --only=production

COPY . .

# PM2 runtime
RUN npm install pm2 -g

# 启动
CMD ["pm2-runtime", "ecosystem.config.js"]

bash

# docker-compose.yml
version: '3'
services:
  app:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - NODE_ENV=production
    restart: unless-stopped
    volumes:
      - ./logs:/app/logs

八、常见问题与解决方案

8.1 内存泄漏

bash

# 监控内存使用
pm2 monit

# 开启内存限制重启
pm2 start app.js --max-memory-restart 500M

# 定期重启
pm2 start app.js --exp-backoff-restart-delay=100 --max-restarts=10 --restart-delay=5000

8.2 CPU 占用过高

bash

# 定位问题
pm2 show my-app

# 查看CPU占用
top -p $(pgrep -f "pm2")

# 生成dump文件
pm2 sendSignal SIGUSR2 my-app

# 使用 heapdump 分析
npm install heapdump

javascript

// 在应用中添加 heapdump
const heapdump = require("heapdump");

process.on("SIGUSR2", () => {
    heapdump.writeSnapshot("./" + Date.now() + ".heapsnapshot", (err, filename) => {
        console.log("dump written to", filename);
    });
});

8.3 日志过大

bash

# 配置日志轮转
pm2 install pm2-logrotate

# 设置
pm2 set pm2-logrotate:max_size 10M
pm2 set pm2-logrotate:retain 30

# 手动清空
pm2 flush

九、面试题

9.1 面试题1：PM2 的核心功能？

参考答案：

PM2 是一个 Node.js 进程管理器，其核心功能包括：

1. 进程守护

自动重启崩溃的进程
监控进程内存和CPU使用情况
设置最大重启次数和重启延迟

2. 负载均衡

支持集群模式，在多核CPU上运行多个实例
内置 round-robin 负载均衡算法
支持动态扩展/缩减实例数量

3. 零停机重载

使用 pm2 reload 实现优雅重载
保持请求连接，直到新实例准备就绪

4. 日志管理

统一管理 stdout 和 stderr 日志
支持日志轮转
实时查看日志输出

5. 监控

实时显示 CPU/内存使用情况
支持 keymetrics 在线监控
自定义指标收集

实际应用场景：

bash

# 启动生产服务
pm2 start ecosystem.config.js --env production

# 监控
pm2 monit

# 动态扩展
pm2 scale my-app +2

9.2 面试题2：PM2 集群模式与 Fork 模式的区别？

参考答案：

特性	Fork 模式	Cluster 模式
进程数	1	多个
CPU 利用	单核	多核
资源共享	不共享	共享（通过 IPC）
状态管理	简单	需考虑状态同步
适用场景	后台任务、定时任务	HTTP 服务器
内存占用	独立	独立
负载均衡	不支持	round-robin

Fork 模式：

javascript

// ecosystem.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "worker",
            script: "./worker.js",
            exec_mode: "fork", // 默认
            instances: 1,
        },
    ],
};

Cluster 模式：

javascript

// ecosystem.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "api",
            script: "./server.js",
            exec_mode: "cluster",
            instances: 4, // CPU 核心数
        },
    ],
};

选择建议：

HTTP/TCP 服务器：使用 Cluster 模式
后台任务/定时任务：使用 Fork 模式
数据库连接池：每个实例独立连接

9.3 面试题3：如何实现 PM2 的零停机部署？

参考答案：

步骤一：配置 ecosystem

javascript

// ecosystem.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "my-app",
            script: "./server.js",
            exec_mode: "cluster",
            instances: 4,
            listen_timeout: 5000, // 等待启动超时
            shutdown_with_message: true,
        },
    ],
};

步骤二：实现优雅关闭

javascript

// server.js
const http = require("http");
const server = http.createServer((req, res) => {
    res.end("Hello");
});

server.listen(3000, () => {
    console.log("Server started");
    // 通知 PM2 已就绪
    process.send("ready");
});

process.on("SIGTERM", () => {
    console.log("SIGTERM received");
    server.close(() => {
        console.log("Server closed");
        process.exit(0);
    });
});

步骤三：部署脚本

bash

#!/bin/bash
# deploy.sh

# 1. 拉取代码
git pull origin master

# 2. 安装依赖
npm install

# 3. 重载应用（不中断服务）
pm2 reload my-app

# 4. 如果失败，回滚
if [ $? -ne 0 ]; then
    pm2 revert my-app
fi

重载 vs 重启：

操作	说明	停机时间
pm2 reload	优雅重载，逐个替换实例	无
pm2 restart	停止所有再启动	有
pm2 scale	调整实例数量	最小

9.4 面试题4：PM2 的自动重启机制？

参考答案：

重启触发条件：

javascript

// ecosystem.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "my-app",
            script: "./app.js",

            // 内存超限重启
            max_memory_restart: "500M",

            // 异常重启
            max_restarts: 10, // 最大重启次数
            min_uptime: "10s", // 最小运行时间
            exp_backoff_restart_delay: 100, // 指数退避延迟

            // 崩溃检测
            autorestart: true,
            watch: false,
        },
    ],
};

重启流程：

应用崩溃
    ↓
PM2 检测到进程退出
    ↓
检查是否符合重启条件
    ↓ (是)
等待 restart_delay
    ↓
重启进程
    ↓
检查是否达到 max_restarts
    ↓ (达到)
停止重启，进入 errored 状态

指数退避策略：

javascript

// 配置
exp_backoff_restart_delay: 100; // 起始延迟 100ms

// 重启延迟计算：
// 第1次: 100ms
// 第2次: 200ms
// 第3次: 400ms
// ...
// 最大延迟: 1分钟

防止循环重启：

javascript

// 配置
max_restarts: 10,        // 10分钟内最多重启10次
min_uptime: '10s',      // 运行超过10秒才算成功

// 超过限制后，进程进入 errored 状态
// 需要手动干预：pm2 restart my-app

9.5 面试题5：PM2 在生产环境中的最佳实践？

参考答案：

1. 配置管理

javascript

// ecosystem.config.js
module.exports = {
    apps: [
        {
            name: "production-api",
            script: "./src/index.js",
            cwd: "/var/www/app",
            instances: 0, // 0 = CPU核心数
            exec_mode: "cluster",
            env_production: {
                NODE_ENV: "production",
                PORT: 3000,
            },
            error_file: "/var/log/pm2/error.log",
            out_file: "/var/log/pm2/out.log",
            log_file: "/var/log/pm2/combined.log",
            time: true,
            autorestart: true,
            max_memory_restart: "1G",
            restart_delay: 4000,
            max_restarts: 10,
            min_uptime: "10s",
        },
    ],
};

2. 日志管理

bash

# 日志轮转
pm2 install pm2-logrotate
pm2 set pm2-logrotate:max_size 10M
pm2 set pm2-logrotate:retain 30
pm2 set pm2-logrotate:compress true

# 定期清理
pm2 flush  # 清空日志

3. 监控告警

javascript

// 使用 pm2-cloud 或自建监控
const PMX = require("pmx");

const alert = PMX.alert({
    message: "High memory usage detected",
    value: process.memoryUsage().heapUsed,
});

4. 安全配置

bash

# 禁用 SSH 命令注入
# 在 /etc/ssh/sshd_config 中设置
# PermitUserEnvironment no

# 使用秘密密钥
pm2 start app.js --secret 'my-secret-key'

5. 多环境部署

bash

# 开发
pm2 start ecosystem.config.js --env development

# 测试
pm2 start ecosystem.config.js --env staging

# 生产
pm2 start ecosystem.config.js --env production

6. 备份与恢复

bash

# 导出进程列表
pm2 save

# 保存的进程列表在 ~/.pm2/dump.pm2

# 恢复
pm2 resurrect

# 开机自启
pm2 startup  # 根据系统生成启动脚本
pm2 save  # 保存当前状态

7. 容器中使用

dockerfile

FROM node:18-alpine
RUN npm install -g pm2
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci --production
COPY . .
EXPOSE 3000
CMD ["pm2-runtime", "ecosystem.config.js"]

PM2 面试指南 ​

一、PM2 基础 ​

1.1 什么是 PM2？ ​

1.2 安装与基本使用 ​

二、进程管理 ​

2.1 ecosystem 配置文件 ​

2.2 启动配置 ​

2.3 进程状态与控制 ​

三、集群模式 ​

3.1 集群模式原理 ​

3.2 负载均衡算法 ​

3.3 实例管理 ​

四、日志管理 ​

4.1 日志配置 ​

4.2 日志操作 ​

4.3 日志分割 ​

五、监控与性能 ​

5.1 内置监控 ​

5.2 keymetrics 在线监控 ​

5.3 性能指标 ​

六、自动重启策略 ​

6.1 重启配置 ​

6.2 优雅关闭 ​

6.3 异常处理 ​

七、部署与CI/CD ​

7.1 多环境部署 ​

7.2 部署脚本 ​

7.3 Docker 集成 ​

八、常见问题与解决方案 ​

8.1 内存泄漏 ​

8.2 CPU 占用过高 ​

8.3 日志过大 ​

九、面试题 ​

9.1 面试题1：PM2 的核心功能？ ​

9.2 面试题2：PM2 集群模式与 Fork 模式的区别？ ​

9.3 面试题3：如何实现 PM2 的零停机部署？ ​

9.4 面试题4：PM2 的自动重启机制？ ​

9.5 面试题5：PM2 在生产环境中的最佳实践？ ​

PM2 面试指南

一、PM2 基础

1.1 什么是 PM2？

1.2 安装与基本使用

二、进程管理

2.1 ecosystem 配置文件

2.2 启动配置

2.3 进程状态与控制

三、集群模式

3.1 集群模式原理

3.2 负载均衡算法

3.3 实例管理

四、日志管理

4.1 日志配置

4.2 日志操作

4.3 日志分割

五、监控与性能

5.1 内置监控

5.2 keymetrics 在线监控

5.3 性能指标

六、自动重启策略

6.1 重启配置

6.2 优雅关闭

6.3 异常处理

七、部署与CI/CD

7.1 多环境部署

7.2 部署脚本

7.3 Docker 集成

八、常见问题与解决方案

8.1 内存泄漏

8.2 CPU 占用过高

8.3 日志过大

九、面试题

9.1 面试题1：PM2 的核心功能？

9.2 面试题2：PM2 集群模式与 Fork 模式的区别？

9.3 面试题3：如何实现 PM2 的零停机部署？

9.4 面试题4：PM2 的自动重启机制？

9.5 面试题5：PM2 在生产环境中的最佳实践？