текст перекладу
Node.js — це середовище виконання з високою продуктивністю, яке базується на JavaScript-двигуні V8 від Chrome. Не блокуюча, подієво орієнтована архітектура — одна з чудових характеристик, що робить його дуже масштабованим. Однак, Node.js працює на подієвому циклі, який є однопотоковим, що обмежує його здатність виконувати дуже ресурсоємні операції з процесором. Ось тут і вступає в гру модуль Node.js Cluster — щоб забезпечити максимальну продуктивність, використовуючи всі доступні ядра процесора.
Ми розглянемо основні принципи кластерів Node.js, як вони працюють і як ви можете застосувати їх на свою користь у цьому підручнику. Як тільки ви освоїте ці концепції, ви зможете допомогти таким компаніям, як компанія з розробки корпоративних мобільних додатків або розробникам, які створюють крос-платформенні додатки, створювати високопродуктивні, масштабовані рішення.
Розуміння модуля Node.js Cluster
Цей модуль у Node.js дозволяє створювати кілька екземплярів вашого додатка, щоб ви могли ефективно обробляти кілька запитів одночасно. Усі ці екземпляри працюють як окремі процеси, але використовують один і той самий порт, на якому працює сервер. Це дозволяє ефективно використовувати системні ресурси, особливо на багатоядерних системах.
Кластери Node.js забезпечують кращу масштабованість та надійність, тому вони є хорошим варіантом для розробки ERP-сервісів або крос-платформених мобільних додатків, які потребують високого трафіку та швидкого часу відповіді.
Важливі концепції Node.js Cluster
Розглянемо ключові концепції модуля Node.js Cluster:
Основний процес і процеси працівників
У кластері Node.js є один основний процес і кілька процесів працівників.
- Основний процес відповідає за створення працівників та керує комунікацією між ними.
- Процеси працівників обробляють логіку додатка, а вхідні запити обробляються ними.
Ізоляція процесів
Працівник — це просто окремий процес. Вихід одного працівника не повинен впливати на інші. Це стає надзвичайно важливим для бізнесів, таких як компанії з розробки корпоративних мобільних додатків, де потрібні системи, стійкі до помилок.
Балансування навантаження
Використовуються різні стратегії (наприклад, round-robin), щоб балансувати вхідні запити між усіма працівниками.
Міжпроцесна комунікація
Міжпроцесна комунікація дозволяє обмінюватися повідомленнями між основним і робочими процесами. Такий канал міжпроцесної комунікації може підтримувати обмін повідомленнями між процесами, що дозволяє синхронізувати дані в процесах.
Приклад:
- Можна вказати основному процесу зупинити або перезапустити працівників.
- Основний процес може вимагати від працівників повернення стану або журналу для проведення централізованого технічного обслуговування.
Міжпроцесна комунікація забезпечує успішну координацію мікросервісів або розподілених систем для розробників крос-платформених мобільних додатків.
Реалізація кластеризації в Node.js
Щоб реалізувати кластеризацію в додатку Node.js, використовується модуль cluster. Ось базовий приклад, що демонструє, як налаштувати кластеризований сервер:
const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const os = require('os');
if (cluster.isMaster) {
const numCPUs = os.cpus().length;
console.log(`Основний процес працює з PID: ${process.pid}`);
console.log(`Запускаю ${numCPUs} працівників...`);
for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
cluster.fork();
}
cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
console.log(`Працівник ${worker.process.pid} вийшов.`);
текст перекладу
Forking a new worker...`);
cluster.fork();
});
} else {
http.createServer((req, res) => {
res.writeHead(200);
res.end('Hello from worker process\n');
}).listen(8000);
console.log(Worker process started with PID: ${process.pid});
}
```
В цьому прикладі:
- Основний процес створює кількість робочих процесів, яка відповідає кількості доступних ядер процесора.
- Кожен працівник створює HTTP сервер, який слухає на порту 8000.
- Якщо працівник несподівано виходить, основний процес слухає подію "exit" і створює нового працівника, щоб зберегти потрібну кількість робочих процесів.
Стратегії балансування навантаження в Node.js Cluster
Ефективне балансування навантаження необхідне для покращення продуктивності. Розглянемо найбільш популярну стратегію для балансування навантаження:
Кругова реплікація (Round-Robin)
Стратегія кругової реплікації є стратегією за замовчуванням, що використовується модулем кластерів. Ось як це працює:
- Основний процес слухає серверний порт і рівномірно розподіляє вхідні запити між усіма працівниками.
- Це гарантує, що жоден працівник не буде перевантажений трафіком.
Ця стратегія оптимізує використання ресурсів, дозволяючи розробникам ERP-сервісів або крос-платформених мобільних додатків зберігати стабільну продуктивність навіть при високому трафіку.
Прослуховування порту кількома процесами
Масштабування додатка в Node.js досить просте, оскільки його працівники можуть без проблем слухати на одному серверному порту. Ось як це працює:
- Основний процес створює спільний TCP сервер і передає його працівникам.
- Кожен працівник буде слухати вхідні запити на одному порту.
Це забезпечить максимальну пропускну здатність вашого додатка, що є важливим аспектом для компаній, що займаються розробкою мобільних додатків для підприємств або будь-яких організацій, які працюють з великими системами.
Переваги
- Покращена надійність: Якщо працівник виходить з ладу, основний процес автоматично створює нового.
- Масштабованість: Додавання нових працівників дозволяє додатку обробляти збільшене навантаження дуже плавно.
- Швидша робота: Додатки, такі як крос-платформенні мобільні додатки, швидше обробляють запити завдяки паралельним запитам.
Ключові випадки використання кластерів Node.js
Веб-додатки з високим трафіком
Це найбільш підходить для обробки великої кількості одночасних запитів, особливо для крос-платформених додатків або платформ електронної комерції.
Підприємницькі рішення
Будь-яка компанія, що надає послуги розробки ERP-додатків, може використовувати кластери для багатокористувацьких операцій та обробки великих обсягів даних.
Для розробки крос-платформених мобільних додатків використовуються масштабовані сервери. Використання кластерів Node.js значно знижує час відгуку та покращує використання ресурсів.
Переваги кластерів Node.js
- Масштабованість: Вони можуть без проблем використовувати всі доступні ядра процесора, тим самим максимізуючи пропускну здатність.
- Ізольовані процеси зменшують вплив збою окремих процесів.
- Швидша робота: Додатки, такі як крос-платформенні мобільні додатки, працюють швидше завдяки паралельним запитам.
Висновок
Це необхідно знати кожному розробнику, який хоче створювати високопродуктивні масштабовані додатки. Будучи компанією з розробки мобільних додатків для підприємств або постачальником послуг розробки ERP-додатків, використання кластерів зробить ваші рішення набагато ефективнішими та надійнішими порівняно з іншими. Від IPC до прослуховування порту кількома процесами, концепції, що розглядаються в цьому посібнику, допомагають забезпечити, щоб ваші додатки Node.js відповідали вимогам сучасних користувачів.
Це, по суті, більше стратегічне рішення, ніж технічне, для компаній, що розробляють крос-платформенні додатки. Зробіть наступний крок і використовуйте можливості кластерів Node.js для ваших проектів розробки!
Дякую за те, що прочитали до кінця.
текст перекладу
Перед тим як піти:
- Будь ласка, не забудьте поставити аплодисменти та підписатися 👏
- Слідкуйте за нами на LinkedIn | Instagram | Facebook
- Більше контенту на Appvintech Blog
Перекладено з: Mastering Node.js Cluster: Key Concepts You Need to Know