Как создать кластер Node.js для ускорения ваших приложений

Общение между мастером и работниками

Иногда вам может понадобиться отправить сообщения от мастера к работнику, чтобы назначить задачу или выполнить другие операции. Взамен работникам может потребоваться сообщить мастеру, что задание выполнено. Чтобы прослушивать сообщения, слушатель события для worker.on('message', function(message) {
console.log(message);
});

 worker

fork()process.on('message', function(message) {
console.log(message);
}); Чтобы прослушать сообщения от мастера в работнике:

 worker.send('hello from the master');

Сообщения могут быть строками или объектами JSON. Чтобы отправить сообщение от мастера конкретному работнику, вы можете написать код, подобный приведенному ниже:

 process.send('hello from worker with id: ' + process.pid);

Точно так же, чтобы отправить сообщение от работника мастеру, вы можете написать:

 worker.send({
    type: 'task 1',
    from: 'master',
    data: {
        // the data that you want to transfer
    }
});

В Node.js сообщения являются общими и не имеют определенного типа. Поэтому рекомендуется отправлять сообщения в виде объектов JSON с некоторой информацией о типе сообщения, отправителе и самом содержимом. Например:

 shutdown

Здесь важно отметить, что обратные вызовы событий сообщений обрабатываются асинхронно. Не существует определенного порядка исполнения. Вы можете найти полный пример общения между мастером и рабочими на GitHub .

Нулевое время простоя

Одним из важных результатов, который может быть достигнут с помощью рабочих, является (почти) нулевое время простоя серверов. В рамках основного процесса вы можете завершать и перезапускать рабочих по одному за раз после внесения изменений в свое приложение. Это позволяет запустить более старую версию при загрузке новой.

Чтобы иметь возможность перезапустить ваше приложение во время работы, вы должны помнить о двух моментах. Во-первых, основной процесс выполняется все время, и только рабочие завершаются и перезапускаются. Поэтому важно, чтобы ваш основной процесс был коротким и отвечал только за управление работниками.

Во-вторых, вам нужно как-то уведомить главный процесс о том, что он должен перезапустить рабочих. Есть несколько способов сделать это, включая ввод данных пользователем или просмотр файлов на предмет изменений. Последнее более эффективно, но вам нужно определить файлы для просмотра в мастер-процессе.

Мое предложение для перезапуска ваших работников — сначала попытаться безопасно их отключить; затем, если они благополучно не прекратят свою деятельность, заставят их убить. Вы можете сделать первое, отправив сообщение о workers[wid].send({type: 'shutdown', from: 'master'});

 process.on('message', function(message) {
    if(message.type === 'shutdown') {
        process.exit(0);
    }
});

И запустите безопасное отключение в обработчике событий рабочего сообщения:

 workers

Чтобы сделать это для всех работников, вы можете использовать свойство работников модуля кластера, которое хранит ссылку на всех работающих работников. Мы также можем заключить все задачи в функцию в основной процесс, который можно вызывать всякий раз, когда мы хотим перезапустить всех рабочих.

 function restartWorkers() {
    var wid, workerIds = [];

    for(wid in cluster.workers) {
        workerIds.push(wid);
    }

    workerIds.forEach(function(wid) {
        cluster.workers[wid].send({
            text: 'shutdown',
            from: 'master'
        });

        setTimeout(function() {
            if(cluster.workers[wid]) {
                cluster.workers[wid].kill('SIGKILL');
            }
        }, 5000);
    });
};

Мы можем получить ID всех запущенных рабочих из workers Этот объект сохраняет ссылку на все работающие работники и динамически обновляется, когда работники завершаются и перезапускаются. Сначала мы сохраняем идентификатор всех работающих работников в массиве workerIds Таким образом, мы избегаем перезапуска вновь разветвленных рабочих.

Затем мы просим безопасного отключения от каждого работника. Если через 5 секунд работник все еще работает, и он все еще существует в workerskill Вы можете найти практический пример на GitHub .

Выводы

Приложения Node.js могут распараллеливаться с использованием кластерных модулей для более эффективного использования системы. Запуск нескольких процессов одновременно можно выполнить с помощью нескольких строк кода, и это делает миграцию относительно простой, поскольку Node.js обрабатывает сложную часть.

Как я показал в сравнении производительности, существует потенциал для заметного улучшения производительности приложений за счет более эффективного использования системных ресурсов. Помимо производительности, вы можете повысить надежность и время безотказной работы вашего приложения, перезапуская работников во время его работы.

При этом вы должны быть осторожны при рассмотрении использования кластерного модуля в вашем приложении. Основное рекомендуемое использование для модулей кластера — для веб-серверов. В других случаях вам необходимо тщательно изучить, как распределять задачи между работниками и как эффективно сообщать о прогрессе между работниками и мастером. Даже для веб-серверов убедитесь, что отдельный процесс Node.js является узким местом (память или ЦП), прежде чем вносить какие-либо изменения в свое приложение, так как вы можете вносить ошибки в свои изменения.

И последнее, на сайте Node.js есть отличная документация для модуля кластера . Так что не забудьте проверить это!