۵ مزیت استفاده از Worker Threads در Node.js

اگر مدتی است که با Node.js کار می‌کنید، احتمالاً با معماری تک‌نخی معروف (و گاهی بدنام) آن برخورد کرده‌اید. این معماری برای مدیریت هزاران درخواست همزمان به صورت کارآمد یک نعمت است — اما وقتی صحبت از کارهای CPU-intensive می‌شود، می‌تواند کمی دردسرساز باشد.

آیا تا به حال سعی کرده‌اید فشرده‌سازی فایل بزرگ، پردازش تصویر یا محاسبات پیچیده را در Node.js اجرا کنید؟ احتمالاً کل اپلیکیشن شما یخ زده است، درست است؟ این به این دلیل است که این عملیات‌ها event loop را مسدود می‌کنند.

اما اگر به شما بگویم که Node.js در واقع از multi-threading پشتیبانی می‌کند — و این فقط برای موارد استفاده edge نیست؟

اجازه دهید شما را با جادوی Worker Threads آشنا کنم — یک ماژول داخلی Node.js که برای اجرای JavaScript در threadهای موازی طراحی شده است. این یک ابزار قدرتمند است که باید از آن استفاده کنید، به خصوص در محیط‌های production که روی پلتفرم‌هایی مانند Cloudways میزبانی می‌شوند، جایی که عملکرد، مقیاس‌پذیری و پایداری بسیار مهم هستند.

اول از همه، Worker Threads در Node.js چیست؟

به زبان ساده، Worker Threads به شما امکان می‌دهند کد JavaScript را در چندین thread اجرا کنید. هر thread در محیط ایزوله خودش اجرا می‌شود، اما می‌توانند از طریق messaging با thread اصلی ارتباط برقرار کنند.

این یعنی حالا می‌توانید کارهای سنگین CPU (مثل رمزنگاری، پردازش تصویر، تبدیل داده و غیره) را بدون مسدود کردن event loop خود به workerها منتقل کنید. سرور اصلی به سرویس‌دهی درخواست‌ها ادامه می‌دهد، در حالی که workerها کارهای سنگین را در پس‌زمینه انجام می‌دهند.

برای استفاده از آن‌ها، فقط باید import کنید:

const { Worker } = require('worker_threads');

و آماده استفاده هستید.

چرا فقط از Child Processes استفاده نکنیم؟

سوال خوبی است.

در حالی که Node.js از قبل از child processes برای موازی‌سازی پشتیبانی می‌کند، آن‌ها footprint حافظه سنگینی دارند و هر بار یک instance جدید از موتور Node.js را spawn می‌کنند.

در مقابل:

• Worker Threads از طریق SharedArrayBuffer حافظه را به اشتراک می‌گذارند

• آن‌ها بسیار سبک‌تر و سریع‌تر برای راه‌اندازی هستند

• آن‌ها عملکرد بهتری دارند وقتی کارها شامل داده‌های بزرگ یا محاسبات فشرده هستند

پس اگر به دنبال مقیاس‌پذیری کارآمد هستید، به خصوص در اپلیکیشن‌های مدرن که روی پلتفرم‌های cloud مانند Cloudways deploy شده‌اند، Worker Threads گزینه بهتری هستند.

حالا بیایید به پنج مزیت قدرتمند استفاده از آن‌ها در production بپردازیم.

۱. موازی‌سازی واقعی برای کارهای CPU-Intensive

Node.js هرگز برای کارهای CPU-heavy طراحی نشده بود — در I/O می‌درخشد. اما با Worker Threads، بالاخره می‌توانید محاسبات را از سرویس‌دهی به کاربران جدا کنید.

مثال واقعی:

فرض کنید در حال ساخت یک سرویس تبدیل ویدیو یا یک generator گزارش PDF هستید. این‌ها CPU hog هستند. اگر آن‌ها را روی thread اصلی اجرا کنید، اپلیکیشن شما به کندی می‌رود.

با Worker Threads:

• هر کار ویدیو به worker خودش می‌رود

• thread اصلی برای سرویس‌دهی درخواست‌های API کاربران آزاد می‌ماند

• هیچ تأخیر یا lag قابل توجهی وجود ندارد

این یعنی اپلیکیشن Node.js شما ناگهان مانند یک backend بهینه‌شده multi-core رفتار می‌کند. وقتی روی سرویس‌هایی مانند Cloudways که گزینه‌های CPU مقیاس‌پذیر ارائه می‌دهند deploy می‌کنید، این به یک ارزش جدی تبدیل می‌شود.

نکته: در Cloudways، می‌توانید به صورت عمودی (RAM/CPU) با فقط چند کلیک scale کنید. این را با Worker Threads ترکیب کنید، و یک دستورالعمل برای microservices با عملکرد بالا دارید.

۲. دیگر Event Loop را مسدود نمی‌کند

یکی از بزرگ‌ترین anti-patternها در Node.js مسدود کردن event loop است. اگر تا به حال "event loop lag" را تجربه کرده‌اید، درد را می‌دانید — حتی یک تابع واحد می‌تواند اپلیکیشن را برای همه کاربران یخ بزند.

Worker Threads این مشکل را به صورت طراحی حل می‌کنند.

آن‌ها کار مسدودکننده را به یک thread پس‌زمینه منتقل می‌کنند، که یعنی:

• APIهای شما responsive می‌مانند

• درخواست‌های کاربر در صف گیر نمی‌کنند

• می‌توانید فرآیندهای پس‌زمینه را بدون نگرانی از latency اجرا کنید

در یک محیط production، به خصوص وقتی روی سرورهای managed مانند Cloudways deploy شده‌اید، این خیلی مهم است. APIهای backend شما سریع و real-time احساس می‌شوند، حتی اگر در حال تولید یک گزارش Excel پیچیده یا parsing لاگ‌های بزرگ در پس‌زمینه باشید.

حتی می‌توانید این jobهای پس‌زمینه را با استفاده از ابزارهای cron-like یا cron scheduler سفارشی Cloudways زمان‌بندی کنید، که به شما امکان می‌دهد کارهای زمان‌بر را از جریان کاربر جدا کنید.

۳. معماری مقیاس‌پذیر برای Microservices و Workerها

اپلیکیشن‌های مدرن دیگر monolith نیستند — آن‌ها service هستند. شما دارید:

• سرورهای API

• پردازشگرهای پس‌زمینه

• handlerهای job ایمیل/SMS

• پردازشگرهای رسانه

• صف‌ها و consumerها

به جای راه‌اندازی سرورهای جدید برای هر نوع سرویس، Worker Threads به شما امکان می‌دهند handlerهای task ایزوله را در همان فرآیند Node.js بسازید — بدون اینکه با threadها به صورت دستی مانند زبان‌های دیگر کار کنید.

و وقتی روی Cloudways deploy می‌کنید، این تبدیل به طلا می‌شود:

• یک اپلیکیشن Node.js واحد را راه‌اندازی کنید

• در داخل آن، threadها را برای workerهای مختلف اختصاص دهید

• هر worker یک task مختلف اجرا می‌کند (مثلاً billing، logging، analytics)

• از صف‌های Redis یا RabbitMQ (Cloudways از طریق add-onها از این‌ها پشتیبانی می‌کند) برای trigger کردن آن‌ها استفاده کنید

این هزینه زیرساخت را کاهش می‌دهد، deployment شما را ساده می‌کند و همه چیز را در یک مکان به خوبی مدیریت‌شده نگه می‌دارد.

۴. عملکرد بهبود یافته با حافظه مشترک

Worker Threads فقط درباره جداسازی نیستند — آن‌ها همچنین می‌توانند حافظه را به اشتراک بگذارند، که آن‌ها را فوق‌العاده کارآمد می‌کند.

با استفاده از SharedArrayBuffer، می‌توانید:

• مقدار زیادی داده را بدون کپی کردن منتقل کنید

• روی datasetهای مشترک بین threadها کار کنید

• مصرف حافظه را کاهش دهید و سرعت را افزایش دهید

این به خصوص زمانی مفید است که با پردازش داده real-time سروکار دارید، مثل:

• فیدهای بازار سهام

• موتورهای بازی

• داده‌های دستگاه IoT

• معاملات high-frequency

اگر چنین اپلیکیشن‌های performance-heavy را روی Cloudways میزبانی می‌کنید، استفاده از planهای CPU اختصاصی + Worker Threads به شما نوعی سرعت خام می‌دهد که حتی setupهای multithreaded سنتی به آن حسادت می‌کنند.

نکته حرفه‌ای: از PM2 + Worker Threads در Cloudways برای مدیریت crash recovery، load balancing و مدیریت multi-thread با ظرافت استفاده کنید.

۵. کد تمیزتر، دیباگ آسان‌تر و جداسازی بهتر Concerns

استفاده از Worker Threads شما را مجبور می‌کند concerns را جدا کنید. شما منطق سنگین را به فایل‌ها، workerها و ماژول‌های اختصاصی منتقل می‌کنید. نتیجه؟

• کدبیس شما تمیزتر است

• نگهداری آن آسان‌تر است

• خطاها در workerها اپلیکیشن اصلی شما را crash نمی‌کنند

• دیباگ متمرکزتر می‌شود (به خصوص با logging مناسب)

این یک ساختار نمونه برای یک پروژه مبتنی بر Worker است:

project/
│
├── server.js
├── workers/
│   ├── emailWorker.js
│   ├── analyticsWorker.js
│   └── pdfWorker.js
├── routes/
│   └── api.js
└── utils/
    └── helpers.js

این جداسازی scale کردن اپلیکیشن، همکاری در تیم‌ها و deploy مستقل را خیلی آسان‌تر می‌کند.

وقتی با Git deployments Cloudways یا pipelineهای CI/CD (مانند GitHub Actions) جفت می‌شود، این رویکرد modular به‌روزرسانی‌ها را به workerها و سرویس‌ها به راحتی push می‌کند.

نحوه استفاده از Worker Threads (یک Template ساده برای شروع)

این یک مثال minimal از استفاده از Worker Threads است:

main.js

const { Worker } = require('worker_threads');

function runWorker() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const worker = new Worker('./worker.js');
    worker.on('message', resolve);
    worker.on('error', reject);
    worker.on('exit', code => {
      if (code !== 0)
        reject(new Error(`Worker stopped with exit code ${code}`));
    });
  });
}

runWorker().then(result => {
  console.log('Worker result:', result);
});

worker.js

const { parentPort } = require('worker_threads');

let sum = 0;
for (let i = 0; i < 1e8; i++) {
  sum += i;
}

parentPort.postMessage(sum);

می‌توانید این را روی یک اپلیکیشن Node.js Cloudways اجرا کنید و فوراً مزایا را ببینید — thread اصلی به اجرا ادامه می‌دهد در حالی که worker کار خودش را انجام می‌دهد. این نحوه عملکرد اپلیکیشن‌های مدرن برای سریع و مقیاس‌پذیر ماندن است.

چرا Worker Threads در پلتفرم‌هایی مانند Cloudways می‌درخشند

بیایید با آن روبرو شویم — همه cloud hostها یکسان ساخته نشده‌اند. می‌توانید سعی کنید Worker Threads را روی یک VPS اجرا کنید، اما بدون CPU مقیاس‌پذیر، پشتیبانی managed Node.js و deploymentهای آسان، به دیوار برخورد خواهید کرد.

اما با Cloudways، متفاوت است:

• Deployment یک‌کلیکی Node.js با دسترسی کامل SSH

• Vertical scaling به شما امکان می‌دهد CPU/RAM را با رشد استفاده از thread تنظیم کنید

• Jobهای cron سفارشی برای زمان‌بندی و مدیریت taskهای worker

• ادغام آسان با Redis/MongoDB/MySQL

• Planهای CPU اختصاصی برای taskهای performance-intensive

• Domain mapping آسان + SSL رایگان — چون عملکرد فقط درباره کد backend نیست

اگر در حال ساخت اپلیکیشن‌هایی هستید که از worker threadها برای پردازش رسانه، analytics یا صف‌های job async استفاده می‌کنند، Cloudways دقیقاً آنچه را که نیاز دارید بدون سردرد DevOps به شما می‌دهد.

نتیجه‌گیری: آینده Node.js چندنخی است

Worker Threads دیگر experimental نیستند — آن‌ها production-ready هستند و در حال تبدیل شدن به یک استاندارد برای ساخت اپلیکیشن‌های Node.js سریع، مقیاس‌پذیر و قابل نگهداری هستند.

اگر با مشکلات عملکرد مواجه شده‌اید یا در حال juggling چندین سرویس برای taskهای پس‌زمینه هستید، الان زمان آن است که معماری خود را بازنگری کنید.

از Worker Threads استفاده کنید.

روی یک پلتفرم مانند Cloudways deploy کنید.

و شروع به ساخت اپلیکیشن‌هایی کنید که به همان سرعتی که کاربران شما انتظار دارند عمل می‌کنند — بدون اینکه backend یا تیم dev شما را خسته کنند.