본 블로그에서는 Node.js 애플리케이션이 실행되는 클러스터 환경에서의 스케줄링 알고리즘에 대해 알아보겠습니다.

1. 클러스터 환경 소개
2. 스케줄링 알고리즘 소개
3. Round Robin 알고리즘
4. 가장 가까운 프로세서 먼저 스케줄링 알고리즘
5. 가장 작은 수행 시간 우선 스케줄링 알고리즘
6. 참고 자료

클러스터 환경 소개

클러스터 환경은 하나의 노드나 머신에서 실행되는 애플리케이션을 여러 대의 서버에 분산시켜 성능을 향상시키는 환경을 말합니다. Node.js 애플리케이션을 클러스터 환경에서 실행할 경우, 여러 개의 프로세스가 동시에 실행되는 상황에서 효율적인 스케줄링 알고리즘이 필요합니다.

스케줄링 알고리즘 소개

스케줄링 알고리즘은 여러 프로세스가 CPU 자원을 공유할 때, 각 프로세스에 CPU 자원을 할당하는 방법을 결정하는 알고리즘을 말합니다.

Round Robin 알고리즘

Round Robin 알고리즘은 각 프로세스가 동일한 크기의 시간 할당량을 받고, 할당량이 끝나면 다음 프로세스에게 CPU를 넘기는 방식으로 스케줄링합니다. 이는 모든 프로세스가 동일한 비율로 CPU를 사용할 수 있도록 합니다.

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

if (cluster.isMaster) {
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }
} else {
  // 워커 프로세스에서 실제 작업 로직 구현
}

가장 가까운 프로세서 먼저 스케줄링 알고리즘

이 알고리즘은 현재 프로세스가 지역성(Locality)를 가질 때, 먼저 그 프로세스를 실행하여 CPU 캐시의 활용을 극대화하는 알고리즘입니다.

가장 작은 수행 시간 우선 스케줄링 알고리즘

이 알고리즘은 현재 시간에서 가장 짧은 수행 시간을 가진 프로세스를 먼저 실행하는 방식으로 스케줄링합니다. 이를 통해 대기 시간을 최소화하고 전체적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.

참고 자료

• Tanenbaum, A. S., & Bos, H. (2015). Modern Operating Systems.
• Silberschatz, A., Galvin, P. B., & Gagne, G. (2018). Operating System Concepts.

본 블로그에서는 Node.js 애플리케이션이 클러스터 환경에서 실행될 때, 스케줄링 알고리즘의 중요성과 다양한 알고리즘에 대해 살펴보았습니다. 앞으로도 클러스터 환경에서의 성능 최적화를 위해 스케줄링 알고리즘에 대한 연구와 개발이 계속되고 있으며, 자세한 내용은 참고 자료를 통해 확인할 수 있습니다.

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