一、 是什么
Node作為一門服務端語言，性能方面尤為重要，其衡量指標一般有如下：
- CPU
- 內存
- I/O
- 網絡
CPU
主要分成了兩部分：
- CPU負載：在某個時間段內，占用以及等待CPU的進程總數
- CPU使用率：CPU時間占用狀況，等於 1 - 空閑CPU時間(idle time) / CPU總時間
這兩個指標都是用來評估系統當前CPU的繁忙程度的量化指標
Node應用一般不會消耗很多的CPU，如果CPU占用率高，則表明應用存在很多同步操作，導致異步任務回調被阻塞
內存指標
內存是一個非常容易量化的指標。內存占用率是評判一個系統的內存瓶頸的常見指標。對於Node來說，內部內存堆棧的使用狀態也是一個可以量化的指標
// /app/lib/memory.js
const os = require('os');
// 獲取當前Node內存堆棧情況
const { rss, heapUsed, heapTotal } = process.memoryUsage();
// 獲取系統空閑內存
const sysFree = os.freemem();
// 獲取系統總內存
const sysTotal = os.totalmem();
module.exports = {
memory: () => {
return {
sys: 1 - sysFree / sysTotal, // 系統內存占用率
heap: heapUsed / headTotal, // Node堆內存占用率
node: rss / sysTotal, // Node占用系統內存的比例
}
}
}
- rss：表示node進程占用的內存總量。
- heapTotal：表示堆內存的總量。
- heapUsed：實際堆內存的使用量。
- external ：外部程序的內存使用量，包含Node核心的C++程序的內存使用量
在Node中，一個進程的最大內存容量為1.5GB。因此我們需要減少內存泄露
磁盤 I/O
硬盤的IO 開銷是非常昂貴的，硬盤 IO 花費的 CPU 時鍾周期是內存的 164000 倍
內存 IO比磁盤IO 快非常多，所以使用內存緩存數據是有效的優化方法。常用的工具如 redis、memcached等
並不是所有數據都需要緩存，訪問頻率高，生成代價比較高的才考慮是否緩存，也就是說影響你性能瓶頸的考慮去緩存，並且而且緩存還有緩存雪崩、緩存穿透等問題要解決
二、如何監控
關於性能方面的監控，一般情況都需要借助工具來實現
這里采用Easy-Monitor 2.0，其是輕量級的 Node.js 項目內核性能監控 + 分析工具，在默認模式下，只需要在項目入口文件 require 一次，無需改動任何業務代碼即可開啟內核級別的性能監控分析
使用方法如下：
在你的項目入口文件中按照如下方式引入，當然請傳入你的項目名稱：
const easyMonitor = require('easy-monitor');
easyMonitor('你的項目名稱');
打開你的瀏覽器，訪問 http://localhost:12333 ，即可看到進程界面
關於定制化開發、通用配置項以及如何動態更新配置項詳見官方文檔
三、如何優化
關於Node的性能優化的方式有：
- 使用最新版本Node.js
- 正確使用流 Stream
- 代碼層面優化
- 內存管理優化
使用最新版本Node.js
每個版本的性能提升主要來自於兩個方面：
- V8 的版本更新
- Node.js 內部代碼的更新優化
正確使用流 Stream
在Node中，很多對象都實現了流，對於一個大文件可以通過流的形式發送，不需要將其完全讀入內存
const http = require('http');
const fs = require('fs');
// bad
http.createServer(function (req, res) {
fs.readFile(__dirname + '/data.txt', function (err, data) {
res.end(data);
});
});
// good
http.createServer(function (req, res) {
const stream = fs.createReadStream(__dirname + '/data.txt');
stream.pipe(res);
});
代碼層面優化
合並查詢，將多次查詢合並一次，減少數據庫的查詢次數
// bad
for user_id in userIds
let account = user_account.findOne(user_id)
// good
const user_account_map = {} // 注意這個對象將會消耗大量內存。
user_account.find(user_id in user_ids).forEach(account){
user_account_map[account.user_id] = account
}
for user_id in userIds
var account = user_account_map[user_id]
內存管理優化
在 V8 中，主要將內存分為新生代和老生代兩代：
- 新生代：對象的存活時間較短。新生對象或只經過一次垃圾回收的對象
- 老生代：對象存活時間較長。經歷過一次或多次垃圾回收的對象
若新生代內存空間不夠，直接分配到老生代
通過減少內存占用，可以提高服務器的性能。如果有內存泄露，也會導致大量的對象存儲到老生代中，服務器性能會大大降低
如下面情況：
const buffer = fs.readFileSync(__dirname + '/source/index.htm');
app.use(
mount('/', async (ctx) => {
ctx.status = 200;
ctx.type = 'html';
ctx.body = buffer;
leak.push(fs.readFileSync(__dirname + '/source/index.htm'));
})
);
const leak = [];
leak的內存非常大，造成內存泄露，應當避免這樣的操作，通過減少內存使用，是提高服務性能的手段之一
而節省內存最好的方式是使用池，其將頻用、可復用對象存儲起來，減少創建和銷毀操作
例如有個圖片請求接口，每次請求，都需要用到類。若每次都需要重新new這些類，並不是很合適，在大量請求時，頻繁創建和銷毀這些類，造成內存抖動
使用對象池的機制，對這種頻繁需要創建和銷毀的對象保存在一個對象池中。每次用到該對象時，就取對象池空閑的對象，並對它進行初始化操作，從而提高框架的性能