nodejs 멀티스레딩 구현 방법

Node.js는 현재 가장 인기 있는 백엔드 프로그래밍 언어 중 하나입니다. 이 언어에서 사용하는 이벤트 중심 및 비차단 I/O 기능은 다른 언어보다 더 효율적입니다.

특히 높은 동시성을 달성할 때 Node.js의 이벤트 중심 및 비차단 I/O의 장점이 특히 두드러지며, 이는 프로그램의 보다 효율적인 실행 방법을 제공할 수 있습니다.

그러나 어떤 경우에는 Node.js가 I/O 문제를 해결하기 위해 비동기 비차단 I/O 모델을 채택했음에도 불구하고 CPU 집약적인 작업을 처리할 때와 같이 단일 스레드 실행 모드가 실제로 극복할 수 없는 병목 현상이 될 수 있습니다. 집중적인 문제를 해결하고 코드 복잡성을 줄입니다. 그러나 MPI와 같은 멀티태스킹 라이브러리를 사용하는 경우에도 멀티스레딩 솔루션을 구현해야 합니다. 그러나 Node.js의 단일 스레드 모델은 멀티스레딩을 지원하지 않으므로 멀티스레딩 솔루션을 구현하려면 다른 방법을 사용해야 합니다.

이 글에서는 Node.js에서 멀티스레딩을 구현하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 솔루션과 어떤 상황에서 가장 효과적인지 소개하겠습니다.

1. 하위 프로세스

Node.js의 하위 프로세스 모듈은 하위 프로세스를 생성하고 하위 프로세스를 통해 멀티스레딩 솔루션을 구현하는 방법을 제공합니다. 각 하위 프로세스는 자체 스레드에서 실행될 수 있으므로 기본 프로세스의 차단 문제를 피할 수 있습니다.

하위 프로세스 모듈을 사용하면 하위 프로세스에서 일부 CPU 집약적인 작업을 수행할 수 있으며 작업 할당 및 데이터 상호 작용을 위해 다양한 전략을 선택할 수 있습니다. 다음은 자식 프로세스를 사용하여 멀티스레드 추가를 구현하는 예입니다.

const { fork } = require('child_process');

// 创建子进程
const worker = fork('./worker');

// 向子进程发送数据
worker.send({a: 1, b: 2});

// 接收来自子进程的数据
worker.on('message', result => {
  console.log(result);
})

// 错误处理
worker.on('error', err => {
  console.log(err);
})

이 예에서는 먼저 자식 프로세스 모듈을 사용하여 자식 프로세스를 만든 다음 작업자.send( ) 자식 프로세스 계산을 수행한 후 결과가 기본 프로세스로 반환되고 반환 값은 작업자.on('message') 메서드를 통해 수신됩니다. 이를 통해 멀티스레드 계산이 가능해집니다.

2. Worker Threads

Node.js는 멀티스레딩을 구현하는 또 다른 방법인 작업자 스레드를 제공합니다. 이를 통해 기본 스레드와 독립적으로 하위 스레드를 시작할 수 있습니다. 따라서 단일 스레드 모델에서 메인 스레드를 차단하는 문제를 방지합니다.

하위 프로세스와 달리 작업자 스레드는 메모리를 완전히 공유하며 데이터 공유에 대한 걱정 없이 독립적인 환경에서 JavaScript 코드를 실행할 수 있습니다.

다음은 작업자 스레드를 사용하여 멀티 스레드 추가 작업을 구현하는 예입니다.

const { Worker } = require('worker_threads');

function runService() {
  // 创建 Worker 线程
  const worker = new Worker(`
    const add = (a, b) => a + b;
    const { parentPort } = require('worker_threads');

    // 接收来自主线程的数据
    parentPort.on('message', message => {
      // 子线程执行加法运算
      const result = add(message.a, message.b);

      // 将结果发送给主线程
      parentPort.postMessage(result);
    });
  `);

  return worker;
}

// 启动 Worker 线程
const worker = runService();

// 向 Worker 线程发送数据
worker.postMessage({ a: 1, b: 2 });

// 接收来自 Worker 线程的数据
worker.on('message', result => {
  console.log(result);
});

// 错误处理
worker.on('error', err => {
  console.log(err);
});

여기에서는 작업자 스레드를 사용하여 계산 논리가 실행되는 독립적인 하위 스레드 환경을 만듭니다. Worker.postMessage() 메서드를 통해 자식 스레드에 데이터를 보내고, Worker.on('message') 메서드를 통해 자식 스레드가 반환한 계산 결과를 받습니다. 이러한 방식으로 우리는 멀티스레드 컴퓨팅을 달성합니다.

3. Cluster

Node.js에서 멀티스레딩을 구현하는 또 다른 솔루션은 Node.js의 클러스터 모듈을 사용하는 것입니다. 클러스터 모듈은 여러 프로세스 간에 연결을 분산하여 로드 밸런싱을 달성합니다. 즉, 여러 프로세스를 사용하면 시간이 많이 걸리는 작업을 처리할 때 시스템 성능이 크게 향상될 수 있습니다.

어떤 경우에는 데이터 병렬 처리 문제를 처리하는 데 클러스터 모듈이 하위 프로세스 및 작업자 스레드보다 더 적합할 수 있습니다. 클러스터 모듈을 사용하려면 다음 단계를 따라야 합니다.

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');

if (cluster.isMaster) {
  // 获取 CPU 的核心数
  const numCPUs = require('os').cpus().length;

  // fork 子进程
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }

  // 处理 worker exit 事件
  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.info(`Worker ${worker.process.pid} died`);
  });
} else {
  const server = http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200);
    res.end(`hello world from ${process.pid}`);
  });

  server.listen(8000, () => {
    console.info(`Server running at http://localhost:8000/ in worker process with pid ${process.pid}`);
  });
}

이 예에서는 먼저 메인 프로세스인지 확인합니다. 그렇다면 여러 하위 프로세스를 포크하고 각 하위 프로세스의 종료 이벤트를 수신합니다. 오류가 발생하면 주 프로세스에 알릴 수 있습니다. 그렇지 않으면 하위 프로세스에 HTTP 서비스가 생성되고 현재 하위 프로세스의 pid는 수신 메소드에 전달된 매개변수에 의해 지정됩니다.

요약

위는 Node.js, 하위 프로세스, 작업자 스레드 및 클러스터에서 멀티스레딩을 구현하기 위한 세 가지 주요 솔루션입니다. 처음 두 가지는 CPU 집약적인 작업을 처리하는 데 더 적합하고 후자가 더 적합합니다. 네트워크 연결을 처리하고 측면 작업을 수행하고 로드 밸런싱을 구현할 때 사용됩니다. 물론 Web Workers를 사용하거나 하위 수준 C++ 라이브러리를 사용하여 멀티스레딩을 구현하는 등의 다른 솔루션도 있습니다.

위 솔루션을 사용할 때 데이터의 정확성, 공유 메모리 문제 등 몇 가지 세부 사항에 주의해야 하지만 이러한 솔루션의 도움으로 Node에 효율적이고 확장 가능한 처리 기능도 제공할 수 있습니다. .js 애플리케이션을 사용하면 더 나은 성능을 얻을 수 있습니다.

위 내용은 nodejs 멀티스레딩 구현 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!