クラスタリングを使用して Node.js アプリケーションのパフォーマンスを向上させる方法

私たち開発者にとっての最大のジレンマの 1 つは、エンド ユーザーに最高のパフォーマンスを提供する方法です。私たちは、システムが機敏で効率的で、障害が発生しにくいものであることを望んでいます。しかし、開発の途中では、この点で大きな違いを生む可能性のある戦略を常に実現できるとは限りません。

次のシナリオを想像してください。AWS などのクラウド プロバイダーでホストされ、EC2 インスタンスを使用して Node.js で API を実行するアプリケーションがあります。すべてが正常に動作していますが、負荷が増加すると、サーバーに制限が発生し始めます。一定数の同時リクエストしか処理できないため、ピーク時に速度が低下したり、エラーが発生したりすることがあります。これは、デフォルトで Node.js が 1 つの CPU コアのみを使用して単一のスレッドで動作するために発生します。

ここで、多くの開発者は、新しいサーバー インスタンスを作成してアプリケーションを水平方向にスケーリングすることを考えるかもしれません。ただし、その前に、強力で効率的な代替手段、Node.js でのプロセス クラスタリングを自由に使用できます。この手法を使用すると、新しいインスタンスを作成することなく、サーバーの CPU リソースを最大限に活用し、より堅牢でスケーラブルな環境を構築できます。

さて、それではクラスタリングはどのように機能するのでしょうか?

クラスタリングは、同じサーバー内で Node.js アプリケーションの複数のコピー (ワーカーと呼ばれる) を並行して実行できるようにする手法です。 Node.js は本質的にシングルスレッド実行環境であるため、一度に使用する CPU コアは 1 つだけです。これにより、特にマルチコア サーバーでは、アプリケーションが 1 つのコアのみを使用している間リソースがアイドル状態になるため、処理能力が制限されます。

クラスタリングを通じて、複数のワーカーを作成し、それぞれがアプリケーションの個別のインスタンスを実行できます。これらのプロセスは、利用可能なワーカー間でリクエストを分散するメイン (マスター) プロセスによって管理されます。各ワーカーに異なる CPU コアを割り当てることができるため、アプリケーションはマシンのすべてのコアを使用できるようになり、ワークロードが分散され、パフォーマンスが大幅に向上します。

4 つの CPU コアを備えたサーバーがあり、クラスタリングなしでアプリケーションがそのうちの 1 つだけを使用すると想像してください。アプリケーションをクラスタ化することにより、それぞれ 1 つのコア上に 4 つのワーカーを作成できます。これは、たとえば 1 秒あたり 100 件のリクエストを処理する代わりに、最大 400 件のリクエストを処理できることを意味し、より適切に負荷が分散され、応答時間が短縮されます。

もう 1 つの重要な利点は回復力です。複数のプロセスが実行されている場合、ワーカーがクラッシュした場合、メイン プロセスはアプリケーション全体をダウンさせることなく、影響を受けたワーカーのみを再起動できます。これにより、アプリケーションがより安定し、ダウンタイムが発生しにくくなります。さらに、すべてのワーカーが同じサーバーを共有するため、同じリソース (メモリやファイル システムなど) にアクセスするため、即時の水平スケーリング (新しいサーバー インスタンスの作成など) の必要性が減り、コストが削減されます。

結論

Node.js のプロセス クラスタリングは、特にワークロードが予測できない運用環境において、アプリケーションのパフォーマンスを変革できる強力な戦略です。複数のワーカーを実装すると、アプリケーションの応答性とスケーラビリティが向上するだけでなく、障害に対する回復力も高まります。これは、アプリケーションが利用可能な CPU リソースを最大限に活用し、より多くの同時リクエストを効率的に処理できることを意味します。

Node.js アプリケーションでクラスタリングを実装する方法について詳しく知りたい場合は、Node.js アプリケーションでのクラスタリングの作成について説明しているこの記事を参照することをお勧めします。これは、アプリケーションの最適化を開始し、API にさらに優れたエクスペリエンスを提供するための優れた方法です!

以上がクラスタリングを使用して Node.js アプリケーションのパフォーマンスを向上させる方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。