{"id":75241,"date":"2024-06-06T09:38:37","date_gmt":"2024-06-06T07:38:37","guid":{"rendered":"https:\/\/kinsta.com\/es\/?p=75241&#038;preview=true&#038;preview_id=75241"},"modified":"2024-06-11T15:07:24","modified_gmt":"2024-06-11T13:07:24","slug":"clustering-node-js","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kinsta.com\/es\/blog\/clustering-node-js\/","title":{"rendered":"\u00bfPor qu\u00e9 el clustering en Node.js es esencial para optimizar aplicaciones?"},"content":{"rendered":"<p><a href=\"https:\/\/kinsta.com\/es\/blog\/que-es-node-js\/\">Node.js<\/a> es un <a href=\"https:\/\/kinsta.com\/es\/blog\/deno-vs-node-js\/\">entorno de ejecuci\u00f3n JavaScript<\/a> del lado del servidor que utiliza un modelo de entrada-salida (I\/O, input-output ) basado en eventos y sin bloqueos. Es ampliamente conocido por construir aplicaciones web r\u00e1pidas y escalables. Tambi\u00e9n cuenta con una gran comunidad y una rica biblioteca de m\u00f3dulos que simplifican diversas tareas y procesos.<\/p>\n<p>El clustering mejora el rendimiento de las <a href=\"https:\/\/kinsta.com\/es\/blog\/node-js-aplicaciones\/\">aplicaciones Node.js<\/a> al permitir que se ejecuten en varios procesos. Esta t\u00e9cnica les permite utilizar todo el potencial de un sistema multi-core.<\/p>\n<p>Este art\u00edculo analiza en profundidad el clustering en Node.js y c\u00f3mo afecta al rendimiento de una aplicaci\u00f3n.<\/p>\n<div><\/div><kinsta-auto-toc heading=\"Table of Contents\" exclude=\"last\" list-style=\"arrow\" selector=\"h2\" count-number=\"-1\"><\/kinsta-auto-toc>\n<h2>\u00bfQu\u00e9 es el clustering?<\/h2>\n<p>Por defecto, las aplicaciones Node.js se ejecutan en un \u00fanico hilo. Esta naturaleza monohilo significa que Node.js no puede utilizar todos los cores de un sistema multi-core \u2014 como son actualmente la mayor\u00eda de los sistemas.<\/p>\n<p>Aun as\u00ed, Node.js puede gestionar varias peticiones simult\u00e1neamente aprovechando las operaciones\u00a0I\/O no bloqueantes y las t\u00e9cnicas de programaci\u00f3n as\u00edncrona.<\/p>\n<p>Sin embargo, las tareas computacionales pesadas pueden bloquear el bucle de eventos y hacer que la aplicaci\u00f3n deje de responder. Por eso, Node.js viene con un m\u00f3dulo de cluster nativo \u2014 independientemente de su naturaleza monohilo \u2014 para aprovechar la potencia total de procesamiento de un sistema multi-core.<\/p>\n<p>La ejecuci\u00f3n de varios procesos aprovecha la potencia de procesamiento de varios cores de la unidad central de proceso (CPU) para permitir el procesamiento paralelo, reducir los tiempos de respuesta y aumentar el rendimiento. Esto, a su vez, mejora el rendimiento y la escalabilidad de las aplicaciones Node.js.<\/p>\n<h3>\u00bfC\u00f3mo funciona el clustering?<\/h3>\n<p>El <a href=\"https:\/\/nodejs.org\/api\/cluster.html\">m\u00f3dulo cluster de Node.js<\/a> permite a una aplicaci\u00f3n Node.js crear un cluster de procesos hijos que se ejecutan simult\u00e1neamente, cada uno de los cuales gestiona una parte de la carga de trabajo de la aplicaci\u00f3n.<\/p>\n<p>Al inicializar el m\u00f3dulo cluster, la aplicaci\u00f3n crea el proceso primario, que a su vez divide los procesos hijos en procesos workers. El proceso primario act\u00faa como equilibrador de carga, distribuyendo la carga de trabajo a los procesos workers mientras cada proceso worker escucha las peticiones entrantes.<\/p>\n<p>El m\u00f3dulo cluster de Node.js tiene dos m\u00e9todos para distribuir las conexiones entrantes.<\/p>\n<ul>\n<li><strong>El <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Round-robin_scheduling\">enfoque round-robin<\/a><\/strong> \u2014 El proceso primario escucha en un puerto, acepta nuevas conexiones y distribuye uniformemente la carga de trabajo para garantizar que ning\u00fan proceso est\u00e9 sobrecargado. Este es el enfoque por defecto en todos los sistemas operativos excepto Windows.<\/li>\n<li><strong>El segundo enfoque<\/strong> \u2014 El proceso primario crea el socket de escucha y lo env\u00eda a los workers \u00abinteresados\u00bb, que aceptan directamente las conexiones entrantes.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Te\u00f3ricamente, el segundo enfoque \u2014 que es m\u00e1s complicado \u2014 deber\u00eda proporcionar un mejor rendimiento. Pero en la pr\u00e1ctica, la distribuci\u00f3n de las conexiones est\u00e1 muy desequilibrada. La <a href=\"https:\/\/nodejs.org\/api\/cluster.html#how-it-works\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">documentaci\u00f3n de Node.js<\/a> menciona que el 70% de todas las conexiones acaban en s\u00f3lo dos procesos de un total de ocho.<\/p>\n<h2>C\u00f3mo clusterizar tus aplicaciones Node.js<\/h2>\n<p>Ahora, examinemos los efectos del clustering en una aplicaci\u00f3n Node.js. Este tutorial utiliza una aplicaci\u00f3n Express que ejecuta intencionadamente una tarea computacional pesada para bloquear el bucle de eventos.<\/p>\n<p>Primero, ejecuta esta aplicaci\u00f3n sin clustering. A continuaci\u00f3n, registra el rendimiento con una herramienta de evaluaci\u00f3n comparativa. Despu\u00e9s, se implementa el clustering en la aplicaci\u00f3n, y se repite la evaluaci\u00f3n comparativa. Por \u00faltimo, compara los resultados para ver c\u00f3mo el clustering mejora el rendimiento de tu aplicaci\u00f3n.<\/p>\n<h3>C\u00f3mo empezar<\/h3>\n<p>Para entender este tutorial, debes estar familiarizado con Node.js y <a href=\"https:\/\/kinsta.com\/es\/blog\/que-es-express\/\">Express<\/a>. Para configurar tu <a href=\"https:\/\/kinsta.com\/es\/blog\/crea-aplicacion-express\/\">servidor Express:<\/a><\/p>\n<ol start=\"1\">\n<li>Empieza creando el proyecto.\n<pre><code class=\"language-bash\">mkdir cluster-tutorial<\/code><\/pre>\n<\/li>\n<li>Navega hasta el directorio de la aplicaci\u00f3n y crea dos archivos, <strong>no-cluster.js<\/strong> y <strong>cluster.js<\/strong>, ejecutando el comando que aparece a continuaci\u00f3n:\n<pre><code class=\"language-bash\">cd cluster-tutorial && touch no-cluster.js && touch cluster.js<\/code><\/pre>\n<\/li>\n<li>Inicializa NPM en tu proyecto:\n<pre><code class=\"language-bash\">npm init -y<\/code><\/pre>\n<\/li>\n<li>Por \u00faltimo, instala Express ejecutando el siguiente comando:\n<pre><code class=\"language-bash\">npm install express<\/code><\/pre>\n<\/li>\n<\/ol>\n<h3>Crear una aplicaci\u00f3n sin cluster<\/h3>\n<p>En tu archivo <strong>no-cluster.js<\/strong>, a\u00f1ade el siguiente bloque de c\u00f3digo:<\/p>\n<pre><code class=\"language-javascript\">const express = require(\"express\");\nconst PORT = 3000;\n\nconst app = express();\n\napp.get(\"\/\", (req, res) =&gt; {\n  res.send(\"Response from server\");\n});\n\napp.get(\"\/slow\", (req, res) =&gt; {\n  \/\/Start timer \n  console.time(\"slow\");\n\n  \/\/ Generate a large array of random numbers\n  let arr = [];\n  for (let i = 0; i &lt; 100000; i++) {\n  arr.push(Math.random());\n  }\n\n  \/\/ Perform a heavy computation on the array\n  let sum = 0;\n  for (let i = 0; i  {\n  console.log(`Server listening on port ${PORT}`);\n});<\/code><\/pre>\n<p>El bloque de c\u00f3digo anterior crea un servidor express que se ejecuta en el puerto <code>3000<\/code>. El servidor tiene dos rutas, una ruta root (<code>\/<\/code>) y una ruta <code>\/slow<\/code>. La ruta principal env\u00eda una respuesta al cliente con el mensaje \u00abRespuesta del servidor\u00bb<\/p>\n<p>Sin embargo, la ruta <code>\/slow<\/code> realiza intencionadamente algunos c\u00e1lculos pesados para bloquear el bucle de eventos. Esta ruta inicia un temporizador y luego rellena un array con 100.000 n\u00fameros aleatorios utilizando un bucle <code>for<\/code>.<\/p>\n<p>A continuaci\u00f3n, utilizando otro bucle <code>for<\/code>, eleva al cuadrado cada n\u00famero del array generado y los suma. El temporizador finaliza cuando esto se ha completado, y el servidor responde con los resultados.<\/p>\n<p>Inicia tu servidor ejecutando el siguiente comando:<\/p>\n<pre><code class=\"language-bash\">node no-cluster.js<\/code><\/pre>\n<p>A continuaci\u00f3n, haz una petici\u00f3n GET a <code>localhost:3000\/slow<\/code>.<\/p>\n<p>Durante este tiempo, si intentas hacer cualquier otra petici\u00f3n a tu servidor \u2014 como a la ruta root (<code>\/<\/code>) \u2014 las respuestas ser\u00e1n lentas, ya que la ruta <code>\/slow<\/code> est\u00e1 bloqueando el bucle de eventos.<\/p>\n<h3>Crear una aplicaci\u00f3n en cluster<\/h3>\n<p>Genera procesos hijo utilizando el m\u00f3dulo de cluster para asegurarte de que tu aplicaci\u00f3n no deja de responder y bloquea las peticiones posteriores durante las tareas de c\u00e1lculo pesadas.<\/p>\n<p>Cada proceso hijo ejecuta su bucle de eventos y comparte el puerto del servidor con el proceso padre, lo que permite un mejor uso de los recursos disponibles.<\/p>\n<p>En primer lugar, importa el m\u00f3dulo cluster de Node.js y <code>os<\/code> en tu archivo <strong>cluster.js<\/strong>. El m\u00f3dulo cluster permite crear procesos hijo para distribuir la carga de trabajo entre varios cores de CPU.<\/p>\n<p>El m\u00f3dulo <code>os<\/code> proporciona informaci\u00f3n sobre el sistema operativo de tu ordenador. Necesitas este m\u00f3dulo para recuperar el n\u00famero de cores disponibles en tu sistema y asegurarte de que no creas m\u00e1s procesos hijo que cores en tu sistema.<\/p>\n<aside role=\"note\" class=\"wp-block-kinsta-notice is-style-info\">\n            <h3>Info<\/h3>\n        <p>Crear m\u00e1s procesos hijos que cores en tu sistema har\u00e1 que \u00e9ste pase m\u00e1s tiempo cambiando entre procesos. Esto provoca un aumento de la sobrecarga y una disminuci\u00f3n del rendimiento.<\/p>\n<\/aside>\n\n<p>A\u00f1ade el siguiente bloque de c\u00f3digo para importar estos m\u00f3dulos y obtener el n\u00famero de cores de tu sistema:<\/p>\n<pre><code class=\"language-javascript\">const cluster = require(\"node:cluster\");\nconst numCores = require(\"node:os\").cpus().length;<\/code><\/pre>\n<p>A continuaci\u00f3n, a\u00f1ade el siguiente bloque de c\u00f3digo a tu archivo <strong>cluster.js<\/strong>:<\/p>\n<pre><code class=\"language-javascript\">if (cluster.isMaster) {\n  console.log(`Master ${process.pid} is running`);\n  console.log(`This machine has ${numCores} cores`);\n\n  \/\/ Fork workers.\n  for (let i = 0; i  {\n  console.log(`worker ${worker.process.pid} died`);\n\n  \/\/ Replace the dead worker\n  console.log(\"Starting a new worker\");\n  cluster.fork();\n  });\n}<\/code><\/pre>\n<p>El bloque de c\u00f3digo anterior comprueba si el proceso actual es el proceso primario o el proceso worker. Si es cierto, el bloque de c\u00f3digo genera procesos hijos en funci\u00f3n del n\u00famero de cores de tu sistema. A continuaci\u00f3n, escucha el evento de salida de los procesos y los sustituye generando nuevos procesos.<\/p>\n<p>Por \u00faltimo, envuelve toda la l\u00f3gica express relacionada en un bloque else. Tu archivo <strong>cluster.js<\/strong> terminado deber\u00eda ser similar al bloque de c\u00f3digo siguiente.<\/p>\n<pre><code class=\"language-javascript\">\/\/cluster.js\nconst express = require(\"express\");\nconst PORT = 3000;\nconst cluster = require(\"node:cluster\");\nconst numCores = require(\"node:os\").cpus().length;\n\nif (cluster.isMaster) {\n  console.log(`Master ${process.pid} is running`);\n  console.log(`This machine has ${numCores} cores`);\n\n  \/\/ Fork workers.\n  for (let i = 0; i  {\n  console.log(`worker ${worker.process.pid} died`);\n\n  \/\/ Replace the dead worker\n  console.log(\"Starting a new worker\");\n  cluster.fork();\n  });\n} else {\n  const app = express();\n\n  app.get(\"\/\", (req, res) =&gt; {\n    res.send(\"Response from server\");\n  });\n\n  app.get(\"\/slow\", (req, res) =&gt; {\n   console.time(\"slow\");\n  \/\/ Generate a large array of random numbers\n  let arr = [];\n  for (let i = 0; i &lt; 100000; i++) {\n  arr.push(Math.random());\n    }\n\n   \/\/ Perform a heavy computation on the array\n   let sum = 0;\n  for (let i = 0; i  {\n  console.log(`Server listening on port ${PORT}`);\n  });\n}<\/code><\/pre>\n<p>Tras implementar el clustering, varios procesos gestionar\u00e1n las peticiones. Esto significa que tu aplicaci\u00f3n seguir\u00e1 respondiendo incluso durante una tarea computacional pesada.<\/p>\n<h2>C\u00f3mo evaluar el rendimiento mediante loadtest<\/h2>\n<p>Para demostrar y mostrar con precisi\u00f3n los efectos del clustering en una aplicaci\u00f3n Node.js, utiliza el paquete npm <a href=\"https:\/\/www.npmjs.com\/package\/loadtest\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">loadtest<\/a> para comparar el rendimiento de tu aplicaci\u00f3n antes y despu\u00e9s del clustering.<\/p>\n<p>Ejecuta el siguiente comando para instalar <code>loadtest<\/code> globalmente:<\/p>\n<pre><code class=\"language-bash\">npm install -g loadtest<\/code><\/pre>\n<p>El paquete <code>loadtest<\/code> ejecuta una prueba de carga en una URL HTTP\/WebSockets especificada.<\/p>\n<p>A continuaci\u00f3n, inicia tu archivo <strong>no-cluster.js<\/strong> en un terminal. Despu\u00e9s, abre otra instancia de terminal y ejecuta la prueba de carga que aparece a continuaci\u00f3n:<\/p>\n<pre><code class=\"language-bash\">loadtest http:\/\/localhost:3000\/slow -n 100 -c 10<\/code><\/pre>\n<p>El comando anterior env\u00eda <code>100<\/code> peticiones con una concurrencia de <code>10<\/code> a tu aplicaci\u00f3n no clusterizada. La ejecuci\u00f3n de este comando produce los siguientes resultados:<\/p>\n<figure style=\"width: 1001px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/non-clustered-result.jpg\" alt=\"Resultados de la prueba de carga de la app no clusterizada\" width=\"1001\" height=\"471\"><figcaption class=\"wp-caption-text\">Resultados de la prueba de carga de la app no clusterizada<\/figcaption><\/figure>\n<p>Seg\u00fan los resultados, se tardaron aproximadamente 100 segundos en completar todas las peticiones sin clustering, y la petici\u00f3n m\u00e1s larga tard\u00f3 hasta 12 segundos en completarse.<\/p>\n<p>Los resultados variar\u00e1n en funci\u00f3n de tu sistema.<\/p>\n<p>A continuaci\u00f3n, deja de ejecutar el archivo <strong>no-cluster.js<\/strong> e inicia tu archivo <strong>cluster.js<\/strong> en una instancia de terminal. A continuaci\u00f3n, abre otra instancia de terminal y ejecuta esta prueba de carga:<\/p>\n<pre><code class=\"language-bash\">loadtest http:\/\/localhost:3000\/slow -n 100 -c 10<\/code><\/pre>\n<p>El comando anterior enviar\u00e1 <code>100<\/code> peticiones con una concurrencia <code>10<\/code> a tu aplicaci\u00f3n clusterizada.<\/p>\n<p>La ejecuci\u00f3n de este comando produce los siguientes resultados:<\/p>\n<figure style=\"width: 1001px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/kinsta.com\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/clustered-result.jpg\" alt=\"Resultado de la prueba de carga de la aplicaci\u00f3n clusterizada.\" width=\"1001\" height=\"471\"><figcaption class=\"wp-caption-text\">Resultado de la prueba de carga de la aplicaci\u00f3n clusterizada.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Con el clustering, las peticiones tardaron 0,13 segundos (136 ms) en completar sus peticiones, una enorme disminuci\u00f3n respecto a los 100 segundos que necesit\u00f3 la app no clusterizada. Adem\u00e1s, la petici\u00f3n m\u00e1s larga de la aplicaci\u00f3n agrupada tard\u00f3 41 ms en completarse.<\/p>\n<p>Estos resultados demuestran que implementar el clustering mejora significativamente el rendimiento de tu aplicaci\u00f3n. Ten en cuenta que debes utilizar un software de gesti\u00f3n de procesos como <a href=\"https:\/\/pm2.keymetrics.io\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">PM2<\/a> para gestionar tu clustering en entornos de producci\u00f3n.<\/p>\n<h3>Uso de Node.js con el Alojamiento de Aplicaciones de Kinsta<\/h3>\n<p>Kinsta es una empresa de alojamiento que facilita el <a href=\"https:\/\/sevalla.com\/application-hosting\/\">despliegue de tus aplicaciones Node.js<\/a>. Su plataforma de alojamiento est\u00e1 construida sobre Google Cloud Platform, que proporciona una infraestructura fiable dise\u00f1ada para manejar un alto tr\u00e1fico y soportar aplicaciones complejas. En \u00faltima instancia, esto mejora el rendimiento de las aplicaciones Node.js.<\/p>\n<p>Kinsta ofrece varias funciones para los despliegues de Node.js, como conexiones de bases de datos internas, integraci\u00f3n con Cloudflare, despliegues de GitHub y Google C2 Machines.<\/p>\n<p>Estas funciones facilitan el despliegue y la gesti\u00f3n de aplicaciones Node.js y agilizan el proceso de desarrollo.<\/p>\n<p>Para desplegar tu aplicaci\u00f3n Node.js en el<a href=\"https:\/\/sevalla.com\/application-hosting\/\"> Alojamiento de Aplicaciones de Kinsta<\/a>, es crucial <a href=\"https:\/\/kinsta.com\/es\/blog\/como-enviar-codigo-a-github\/\">enviar el c\u00f3digo y los archivos de tu aplicaci\u00f3n<\/a> al proveedor de Git que hayas elegido (<a href=\"https:\/\/docs.sevalla.com\/applications\/git\/bitbucket#grant-access-to-the-kinsta-bitbucket-application\">Bitbucket<\/a>, <a href=\"https:\/\/docs.sevalla.com\/applications\/git\/github#authenticate-and-authorize\">GitHub<\/a> o <a href=\"https:\/\/docs.sevalla.com\/applications\/git\/gitlab#authorize-the-kinsta-gitlab-application\">GitLab<\/a>).<\/p>\n<p>Una vez configurado tu repositorio, sigue estos pasos para desplegar tu aplicaci\u00f3n Express en Kinsta:<\/p>\n<ol start=\"1\">\n<li>Inicia sesi\u00f3n o crea una cuenta para ver tu panel <a href=\"https:\/\/my.kinsta.com\/?lang=es\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">MyKinsta<\/a>.<\/li>\n<li>Autoriza a Kinsta con tu proveedor Git.<\/li>\n<li>Haz clic en <strong>Aplicaciones<\/strong> en la barra lateral izquierda, y luego en <strong>A\u00f1adir aplicaci\u00f3n<\/strong>.<\/li>\n<li>Selecciona el repositorio y la rama desde la que deseas desplegar.<\/li>\n<li>Asigna un nombre \u00fanico a tu aplicaci\u00f3n y elige una <strong>ubicaci\u00f3n para el centro de datos<\/strong>.<\/li>\n<li>A continuaci\u00f3n, configura tu entorno de construcci\u00f3n. Selecciona la configuraci\u00f3n de <strong>m\u00e1quina de construcci\u00f3n est\u00e1ndar<\/strong> con la opci\u00f3n <a href=\"https:\/\/docs.sevalla.com\/applications\/build-options\/nixpacks\">Nixpacks<\/a> recomendada para esta demo.<\/li>\n<li>Utiliza todas las configuraciones por defecto y luego haz clic en <strong>Crear aplicaci\u00f3n<\/strong>.<\/li>\n<\/ol>\n<h2>Resumen<\/h2>\n<p>El clustering en Node.js permite la creaci\u00f3n de m\u00faltiples procesos worker para distribuir la carga de trabajo, mejorando el rendimiento y la escalabilidad de las aplicaciones Node.js. Implementar correctamente el clustering es crucial para alcanzar todo el potencial de esta t\u00e9cnica.<\/p>\n<p>Dise\u00f1ar la arquitectura, gestionar la asignaci\u00f3n de recursos y minimizar la latencia de la red son factores vitales a la hora de implementar el clustering en Node.js. La importancia y complejidad de esta implementaci\u00f3n son las razones por las que los gestores de procesos como PM2 deben utilizarse en entornos de producci\u00f3n.<\/p>\n<p><em>\u00bfQu\u00e9 opinas del clustering de Node.js? \u00bfLo has utilizado antes? \u00a1Comp\u00e1rtela en la secci\u00f3n de comentarios!<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Node.js es un entorno de ejecuci\u00f3n JavaScript del lado del servidor que utiliza un modelo de entrada-salida (I\/O, input-output ) basado en eventos y sin bloqueos. &#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":199,"featured_media":75242,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_kinsta_gated_content":false,"_kinsta_gated_content_redirect":"","footnotes":""},"tags":[],"topic":[1311,1297],"class_list":["post-75241","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","topic-node-js","topic-tutoriales-javascript"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO Premium plugin v24.6 (Yoast SEO v24.6) - 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