آپ Node.js ایپلیکیشن کو متعدد CPUs میں کیسے پیمانہ کرتے ہیں؟

Question

Accepted Answer

ایک واحد Node عمل صرف **ایک CPU کور** استعمال کرتا ہے (اس کا JS ایک thread پر چلتا ہے)۔ ایک مشین پر تمام کور کو استعمال کرنے کے لیے، آپ **متعدد Node عملات** چلاتے ہیں — `cluster` ماڈیول، PM2 جیسے process manager، یا container orchestration کے ذریعے — اور ان میں درخواستوں کو load-balance کرتے ہیں۔

## مسئلہ

```text
A server with 8 CPU cores running ONE Node process → uses ~1 core, wastes 7.
Need multiple processes to utilize all cores and handle more concurrent load.
```

## cluster ماڈیول — worker عملات کو fork کریں

```js
import cluster from "cluster";
import { cpus } from "os";
import http from "http";

if (cluster.isPrimary) {
  const numCPUs = cpus().length;
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork(); // spawn one worker process per CPU core
  }
  cluster.on("exit", (worker) => {
    console.log(`worker ${worker.process.pid} died — restarting`);
    cluster.fork(); // restart a crashed worker (resilience)
  });
} else {
  // each worker runs the actual server; the OS load-balances connections across them
  http.createServer((req, res) => res.end("handled by " + process.pid)).listen(3000);
}
```

پرائمری عمل ہر کور کے لیے ایک worker کو fork کرتا ہے؛ تمام workers ایک جیسی port کو شیئر کرتے ہیں، اور آنے والی کنکشنز ان میں تقسیم کی جاتی ہیں — throughput کو ضارب کرتے ہیں۔ کریش شدہ workers کو لچکدار پن کے لیے خود بخود دوبارہ شروع کیا جا سکتا ہے۔

## عملی طور پر: PM2 استعمال کریں (cluster mode)

```bash
pm2 start app.js -i max   # run one instance per CPU core, with auto-restart & monitoring
```

پروڈکشن ایپلیکیشنز عام طور پر **PM2** (یا اسی طرح) استعمال کرتے ہیں — cluster کوڈ کو ہاتھ سے لکھنے کی بجائے — یہ forking، load balancing، zero-downtime reloads، monitoring، اور restarts کو سنبھالتا ہے۔

## یا containers/orchestration کے ساتھ پیمانہ بڑھائیں

```text
Run ONE Node process per container, and run MANY containers (Kubernetes, ECS),
with a load balancer in front. This is the modern cloud approach — simpler
per-process model, scaling handled by the orchestrator across machines.
```

## نازک انتباہ: statelessness

```text
Multiple processes don't share memory. So:
⚠️ Don't store sessions/state in process memory → use Redis/a shared store
⚠️ In-memory caches aren't shared across workers → use Redis for shared cache
⚠️ WebSocket connections live on one worker → use a Redis adapter to coordinate
```

متعدد عمل کے پیمانہ بندی کے لیے کام کرنے کے لیے، آپ کی ایپلیکیشن **stateless** ہونی چاہیے — کوئی بھی مشترک state (sessions, cache, real-time coordination) Redis جیسے بیرونی store میں رہنا چاہیے، نہ کہ process میموری میں۔

## یہ کیوں اہم ہے

Node سرور سے مکمل کارکردگی حاصل کرنے کے لیے تمام CPU کور کو استعمال کرنا ضروری ہے — ایک واحد عمل multi-core مشین کے زیادہ تر حصے کو غیر فعال چھوڑ دیتا ہے۔

Node کو پروڈکشن میں پیمانہ بندی کے لیے اختیارات جاننا (cluster ماڈیول، PM2 cluster mode، یا orchestration کے ساتھ one-process-per-container) اور اہم طور پر **statelessness کی ضرورت** (بیرونی Redis-backed sessions/cache/real-time، کیونکہ عملات میموری شیئر نہیں کرتے) Node کو پروڈکشن میں پیمانہ بندی کے لیے بنیادی ہے۔

yeh afقی پیمانہ بندی، statelessness کے ساتھ، Node ایپلیکیشنز اعلیٰ ٹریفک کو قابل اعتماد طریقے سے سنبھالنے کا طریقہ ہے۔