nodejs가 배포되는 방식

인터넷 애플리케이션의 지속적인 개발로 인해 단일 서버가 높은 동시성 및 대규모 트래픽 요구 사항을 충족하기 어려운 경우가 많습니다. 이 문제를 해결하기 위해 분산 시스템이 등장했습니다. Node.js는 매우 인기 있는 서버 측 JavaScript 실행 환경으로, 이벤트 중심의 비차단 I/O 모델을 사용하며 높은 동시성 및 높은 처리량 요청을 처리할 수 있습니다. 그러나 단일 Node.js 프로세스의 처리 능력은 여전히 ​​제한되어 있습니다. 따라서 이번 글에서는 Node.js를 이용하여 분산 시스템을 구현하는 방법을 소개하겠습니다.

분배는 작업을 여러 하위 작업으로 분해하고, 이러한 하위 작업을 실행을 위해 여러 작업 노드에 할당하고, 네트워크 통신을 통해 전체 작업을 공동으로 완료하는 것을 의미합니다. Node.js에서 분산 시스템을 구현하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 하나는 다중 프로세스 모드를 사용하는 것이고, 다른 하나는 메시지 대기열을 사용하는 것입니다.

1. 다중 프로세스 모드 사용

Node.js는 내장된 child_process 모듈을 통해 하위 프로세스를 생성하는 API를 제공하여 동일한 작업을 동시에 처리할 수 있습니다. 다중 프로세스 모드에서는 각 하위 프로세스가 독립적이며 IPC(프로세스 간 통신)를 통해 하위 프로세스 간에 데이터가 교환됩니다.

1. 마스터-작업자 모드

마스터-작업자 모드는 가장 고전적인 다중 프로세스 모드 중 하나입니다. 이 모드에는 마스터 프로세스와 여러 작업자 프로세스가 있습니다. 마스터 프로세스는 시작, 중지, 다시 시작 등을 포함한 모든 작업자 프로세스를 관리하는 역할을 담당하고, 작업자 프로세스는 특정 요청 또는 작업 처리를 담당합니다.

Node.js에서는 클러스터 모듈을 통해 Master-Worker 모드를 구현할 수 있습니다. 클러스터 모듈은 child_process 모듈을 기반으로 캡슐화된 고급 모듈로, 아래와 같이 쉽게 Master-Worker 모드를 구현할 수 있습니다.

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
  console.log(`Master ${process.pid} is running`);

  // 当主进程被终止时，关闭所有工作进程
  process.on('SIGINT', () => {
    console.log('Received SIGINT. Shutting down workers...');
    for (const id in cluster.workers) {
      cluster.workers[id].kill();
    }
  });

  // 根据CPU数量创建工作进程
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }

  // 当有工作进程被断开连接（崩溃）时，自动重新启动
  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`Worker ${worker.process.pid} died`);
    cluster.fork();
  });
} else {
  console.log(`Worker ${process.pid} started`);

  // Workers可以处理具体的任务，例如下面是创建HTTP服务器的代码
  http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200);
    res.end('Hello from worker!');
  }).listen(3000);
}

위 코드는 클러스터 모듈을 사용하여 마스터 프로세스와 여러 작업자 프로세스를 생성하는 방법을 보여줍니다. 실제 사용에서는 HTTP 서버와 같은 특정 작업과 비즈니스 로직을 Worker 프로세스에 넣어 실행할 수 있습니다.

2. 프로세스 풀 모드

프로세스 풀 모드는 보다 효율적인 다중 프로세스 모드입니다. 이 모드에서는 이미 생성된 프로세스를 재사용하여 성능 최적화를 달성할 수 있습니다. 일반적으로 프로세스 풀의 프로세스 수는 높은 부하에서 요청이 충족될 수 있도록 시스템 CPU 수에 따라 동적으로 조정되어야 합니다.

Node.js에는 프로세스 풀 모듈이 내장되어 있지 않지만 타사 모듈을 통해 구현할 수 있습니다. 예를 들어, 아래 그림과 같이 generic-pool 모듈을 사용하여 작업자 프로세스 풀을 쉽게 구현할 수 있습니다.

const http = require('http');
const pool = require('generic-pool');
const numCPUs = require('os').cpus().length;

const workerFactory = {
  create: function() {
    return new Promise(resolve => {
      const worker = child_process.fork('./worker.js');
      worker.once('message', msg => {
        if (msg.ready) {
          resolve(worker);
        }
      });
    });
  },
  destroy: function(worker) {
    return new Promise(resolve => {
      worker.once('exit', () => {
        resolve();
      });
      worker.send('exit');
    });
  }
};

const workerPool = pool.createPool(workerFactory, { max: numCPUs });

// 创建HTTP服务器
http.createServer(async (req, res) => {
  const worker = await workerPool.acquire();
  worker.send({ type: 'request', path: req.url });
  worker.once('message', msg => {
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'application/json' });
    res.end(JSON.stringify(msg));
    workerPool.release(worker);
  });
}).listen(3000);

위 코드는 generic-pool 모듈을 사용하여 작업자 프로세스 풀을 생성하고 특정 요청을 처리하기 위해 HTTP 서버의 프로세스 풀.

2. 메시지 대기열 사용

메시지 대기열은 비동기(비차단) 통신 모드를 기반으로 하는 분산 통신 메커니즘입니다. 메시지 대기열 모드에서는 메시지를 대기열로 보낼 수 있으며 수신자는 대기열에서 메시지를 가져와 처리합니다. 따라서 메시지 큐는 분산 시스템의 작업 분배 및 데이터 전송과 같은 문제를 해결하고 시스템의 안정성과 확장성을 향상시킬 수 있습니다.

Node.js에는 RabbitMQ, Redis, Kafka 등과 같은 많은 메시지 대기열 구현이 있습니다. 여기서는 RabbitMQ를 예로 들어 소개하겠습니다.

1. 생산자-소비자 패턴

생산자-소비자 패턴은 고전적인 메시지 대기열 패턴입니다. 이 모드에서는 생산자가 큐에 메시지를 보내는 일을 담당하고, 소비자는 큐에서 메시지를 가져와 처리하는 일을 담당합니다.

Node.js에서는 amqp.node 모듈을 사용하여 RabbitMQ에 연결하고 대기열 및 스위치와 같은 개념을 사용하여 생산자-소비자 패턴을 구현할 수 있습니다. 다음은 간단한 예입니다.

const amqp = require('amqp');
const connection = amqp.createConnection({ host: 'localhost' });

// 连接RabbitMQ服务器
connection.on('ready', function() {
  console.log('Connected to RabbitMQ');

  // 创建消息队列
  connection.queue('hello-queue', { durable: true }, function(queue) {
    console.log('Created queue: ' + queue.name);

    // 创建消息生产者
    setInterval(function() {
      const message = 'Hello ' + new Date();
      console.log('Sending message: ' + message);
      connection.publish(queue.name, message, { persistent: true });
    }, 1000);

    // 创建消息消费者
    queue.subscribe(function(message) {
      console.log('Received message: ' + message.data.toString());
    });
  });
});

위 코드는 amqp.node 모듈을 사용하여 RabbitMQ 서버에 연결하고 생산자와 소비자를 생성하는 방법을 보여줍니다. 생산자는 1초마다 큐에 메시지를 보내고, 소비자는 큐에서 메시지를 받아 처리합니다.

2. 게시-구독 패턴

게시-구독 패턴은 또 다른 일반적인 메시지 대기열 패턴입니다. 이 모드에는 메시지 게시자와 여러 메시지 구독자가 있습니다. 게시자는 주제에 메시지를 보내고 구독자는 자신의 구독 규칙에 따라 주제에서 메시지를 얻을 수 있습니다.

Node.js에서는 amqp.node 모듈을 사용하여 게시-구독 모드를 구현할 수도 있습니다. 다음은 간단한 예입니다.

const amqp = require('amqp');
const connection = amqp.createConnection({ host: 'localhost' });

// 连接RabbitMQ服务器
connection.on('ready', function() {
  console.log('Connected to RabbitMQ');

  // 创建消息主题
  const exchange = connection.exchange('logs', { type: 'fanout' }, function() {
    console.log('Created exchange: ' + exchange.name);

    // 创建消息订阅者
    connection.queue('', { exclusive: true }, function(queue) {
      console.log('Created queue: ' + queue.name);
      queue.bind(exchange, '');

      queue.subscribe(function(message) {
        console.log('Received message: ' + message.data.toString());
      });
    });

    // 创建消息发布者
    setInterval(function() {
      const message = 'Hello ' + new Date();
      console.log('Sending message: ' + message);
      exchange.publish('', message);
    }, 1000);
  });
});

위 코드는 amqp.node 모듈을 사용하여 메시지 주제, 메시지 구독자 및 메시지 게시자를 생성하는 방법을 보여줍니다. 게시자는 1초마다 해당 주제에 메시지를 보내고, 구독자는 해당 주제에서 메시지를 받아 처리합니다.

요약

이 글에서는 Node.js를 사용하여 분산 시스템을 구현하는 방법을 소개합니다. 실제 응용 프로그램에서는 다중 프로세스 모드 또는 메시지 대기열 모드 사용과 같은 특정 비즈니스 요구에 따라 다양한 분산 통신 메커니즘을 선택할 수 있습니다. 어떤 방법을 선택하든 분산 시스템의 안정성, 확장성, 보안 등의 문제에 주의를 기울여야 합니다.

위 내용은 nodejs가 배포되는 방식의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!