[Node.js] cluster

cluster 모듈은 기본적으로 싱글 프로세스로 동작하는 노드가 CPU 코어를 모두 사용할 수 있게 해주는 모듈입니다. 포트를 공유하는 노드 프로세스를 여러 개 둘 수도 있어, 요청이 많이 들어왔을 때 병렬로 실행된 서버의 개수만큼 요청이 분산되게 할 수 있습니다. 서버에 무리가 덜 가게 되는 셈입니다.

예를 들어 코어가 여덟 개인 서버가 있을 때 노드는 보통 코어를 하나만 활용합니다. 하지만 cluster 모듈을 설정해 코어 하나당 노드 프로세스 하나가 돌아가게 할 수 있습니다. 성능이 꼭 여덟 배가 되는 것은 아니지만, 코어를 하나만 사용할 때에 비해 성능이 개선됩니다. 하지만 장점만 있는 것은 아니며, 메모리를 공유하지 못하는 등의 단점도 있습니다. 따라서 세션을 메모리에 저장하는 경우 문제가 될 수 있으며, 이는 레디스 등의 서버를 도입해 해결할 수 있습니다.

const cluster = require('cluster');
const http = reqruie('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;
if(cluster.isMaster){
  console.log(`마스터 프로세스 아이디: ${process.pid}`);
  // CPU 개수만큼 워커를 생산
  for(let i=0; i<numCPUs; i++){
    cluster.fork();
  }
  // 워커가 종료되었을 때
  cluster.on('exit', (worker, code, signal)=> {
    console.log(`${worder.process.pid}번 워커가 종료되었습니다.`);
    console.log('code', code, 'signal', signal);
  });
}else {
  // 워커들이 포트에서 대기
  http.createServer((req.res)=> {
    res.wrtieHead(200, {'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8'});
    res.write('<h1>Hello Node!</h1>')
    res.end('<p>Hello Cluster!</p>')
  }).listen(8086);
  
  console.log(`${process.pid}번 워커 실행`)
}

클러스터에는 마스터 프로세스와 워커 프로세스가 있습니다. 마스터 프로세스는 CPU 개수만큼 워커 프로세스를 만들고, 8086번 포트에서 대기합니다. 요청이 들어오면 만들어진 워커 프로세스에 요청을 분배합니다.

워커 프로세스가 실질적인 일을 하는 프로세스입니다. CPU 코어가 여섯 개라면 워커가 여섯 개 생성됩니다.

...
cluster.on('exit', (worker, code, signal)=> {
  console.log(`${worker.process.pid}번 워커가 종료되었습니다.`);
  console.log('code', code, 'signal', signal);
  cluster.fork();
})

위와 같이 작성하면 워커 하나가 종료될 때마다 새로운 워커 하나가 생성됩니다. 하지만 이러한 방식으로 오류를 처리하면 좋지 않습니다. 오류 자체의 원인을 찾아서 해결해야 합니다. 그래도 예기치 못한 에러로 인해 서버가 종료되는 현상을 방지할 수 있기 때문에 클러스터링을 적용해두는 것이 좋습니다.

직접 cluster 모듈로 구현할 수도 있지만 실무에서는 pm2 등의 모듈로 cluster 기능을 사용하곤 합니다.