Node.js のパフォーマンス指標をすぐに理解する

この記事では、Node.js のパフォーマンス指標について説明します。お役に立てば幸いです。

私たちフロントエンド エンジニアにとって、Node.js アプリケーション開発をマスターすることが、シニア/エキスパートになる唯一の方法です。また、Node.js はサーバーサイド言語であるため、開発タスクを完了できるだけでなく、サーバーのパフォーマンスにも注意を払う必要があります。 [推奨学習: "nodejs チュートリアル "]

この記事では、Node.js の基本とパフォーマンス指標について予備的な紹介をします。

アプリケーション シナリオ

NodeJS パフォーマンス インジケーターを紹介する前に、まずそのアプリケーション シナリオを見てみましょう。アプリケーション シナリオが異なると、注目するパフォーマンス インジケーターは異なります。 。

• BFF中間層、つまりインターフェイスのプロキシは、ゲートウェイ層として機能します

• 開発および構築ツールgulp、webpackNode.js に基づく

• デスクトップ アプリケーションElectron と Node.js を組み合わせた

• SSRサーバーサイドレンダリング

Node.js がフロントエンドに使用されている場合 SSR、その場合、CPU と Network が主な パフォーマンス ボトルネックになります ;

NodeJS を使用してデータ永続化関連の作業を実行する場合、 I/O および Disk の占有率は高くなります。

ほとんどのシナリオでは、CPU、Memory、および ネットワークノードの主なパフォーマンスのボトルネックと言えます。

利点と欠点

• node.js はフォールト トレラントですが、パフォーマンスはあまり良くありません

• node.js操作データベースは専門的ではありません

• node.js は非同期 io の処理に優れています

• io 集中型ですが、CPU 集中型には適していません

イベント ループ (libuv)

これは公式 Web サイトから引用した図で、イベント ループの操作シーケンスの概要を簡略化して示しています

フェーズの説明

• Timer: このステージでは、setTimeout() となっているスケジュール コールバック関数を実行します。および setInterval()。
• 保留中のコールバック : 次のループ反復まで実行が遅延される I/O コールバック。
• idle、prepare: システムによって内部的にのみ使用されます。
• ポーリング: 新しい I/O イベントを取得し、I/O 関連のコールバックを実行します (シャットダウン コールバックを除くほぼすべての場合、タイマーと setImmediate() によって駆動されます スケジューリングを除く)、その他の場合、ノードは適切なタイミングでここでブロックされます。
• 検出: setImmediate() ここでコールバック関数が実行されます。
• #クローズド コールバック関数: いくつかのクローズド コールバック関数 (例: socket.on('close', ...)
#V8 GC メカニズム

Node.js® は

Chrome V8 エンジン

に基づく JavaScript ランタイム環境であり、シングルスレッドであることがわかっています。

V8 メモリ

は新世代と旧世代に分かれています:

新世代

: スペースからスペースへのメモリ リサイクル スカベンジ アルゴリズムを使用します

旧世代

: 参照マーキングとデフラグメンテーションの形式でのメモリのリサイクルGC 時間が長すぎると、JS スレッドがブロックされ、サービスに影響を及ぼします。パフォーマンス。メモリを不適切に使用すると、メモリ オーバーフローが発生します。上記の Node.js の基本知識を理解した後、パフォーマンス指標を見てみましょう

パフォーマンス指標

システム レベルと Node.js プロセス レベルからパフォーマンス指標について説明します

システム レベル##サーバーの場合 (物理マシン

、

仮想マシン、Dockerなど) レベルで、次の監視指標を提供します: #メモリ使用量

• CPU

  使用率

• システム負荷、使用中/進行を待機しているプロセスの数

• システム

  QPS

• ハード パフォーマンス インジケーター

##ディスク使用量
##GC
• 統計
  ## … …

• プロセス レベル

• Node.js プロセスごとに、次の監視インジケーターが提供されます。

ヒープ内 (合計および使用済み) およびオフヒープ メモリの統計情報 ##ヒープ内の各メモリ領域が占有するメモリ統計

ガベージ コレクション (GC) はプロセス全体の実行時間の割合を占めます
QPS
CPU 統計に基づく1 秒、15 秒、30 秒、および 60 秒
libuv ハンドル、タイマー統計
....
#取得方法

• 上記のパフォーマンス指標はどのように取得すればよいでしょうか?

• システム レベル

システムレベルのインジケーターは、次の 2 つの方法で取得できます

1. os モジュール

const os = requie('os')

コード例

実行結果

2. top および iostat コマンドを使用して、メモリとハードディスクを確認します。

top [パラメータ]

iostat[パラメータ]

メモリ使用量

//该方法返回 Node.js 进程的内存使用情况的对象
process.memoryUsage()

コード例

実行結果:

{
  rss: 4935680,
  heapTotal: 1826816,
  heapUsed: 650472,
  external: 49879
}复制代码

名詞の説明:

rss が常駐しています セット サイズは、このプロセスに割り当てられている物理メモリの量です (割り当てられた合計メモリの一部)

一般に、このインジケータが増加すると、メモリ リークが発生する可能性があります

heapTotal と heapused は、V8 のメモリ使用量を表します。

external は、V8 によって管理される Javascript にバインドされた C オブジェクトのメモリ使用量を表します。

CPU プロファイル

一般的に、メモリ リークが関係する場合は、ヒープ スナップショットを取得してから、 CPU の負荷が異常に高い場合は、CPU プロファイル

# を取得できます。これは次の 2 つの方法で取得できます。

GC トレース

V8 には、node.js プログラムの起動用の多くのパラメーター オプションが用意されています。次のサンプル コードを通じて GC ログ情報を取得できます

node --trace_gc の実行結果

#V8 では新しいメモリと古いメモリに対して異なる GC プロセスが使用されていることがわかります。

##メモリ スナップショット

ノードインスペクターを使用すると、スナップショットにフロントエンド変数の干渉が発生します。メモリ スナップショットを保存するには heapdump を使用し、メモリ スナップショットを表示するには devtool を使用することをお勧めします。 heapdump を使用してメモリ スナップショットを保存すると、Node.js 環境内のオブジェクトのみが中断されません。 heapdump の使用については後で紹介します

ストレス テスト

プロジェクトをオンラインにする前に、ストレス テストを行って、問題がないかどうかを確認する必要があります。ストレス テストによるメモリ リーク

ストレス テスト ツール: ab テスト (ApacheBench)、autocannon

以下は ab 関数を使用したスト​​レス テストの結果を示します

上記の実行結果を確認できます。

QPS の 1 つ: 4301.28/秒

平均継続時間各リクエスト: 23ms

送信速度: 617.47kb/s

#メモリリーク

Node.js は比較的専門的なバックエンド言語 Java、PHPなど、いくつかの基本的な構造は比較的完璧ではありません。シングルスレッドの特性と相まって、大規模なアプリケーションではサーバーや Node.js プロセスでパフォーマンスのボトルネックが発生しやすくなります。

ノード メモリ リークの原因となる状況は通常 3 つあります。

• ノード v8 自体のメモリ サイズ制限: 64 ビット システムは約 1.4GB、32 ビットです。システム容量は約0.7GBです。

• プログラムの不適切な使用: グローバル変数の参照、クロージャの不適切な使用、破棄されていないイベント リスナー

• 大きなファイルのアプリケーション: バッファ操作は次のとおりです。バッファは v8 メモリを占有しません

#それでは、メモリ リークをチェックするにはどうすればよいでしょうか?次のツールを使用できます

#ツールの使用法

#1. heapdump: メモリ スナップショットのクロム パネル分析の生成

メモリ スナップショットの印刷は CPU を非常に消費する操作であり、オンライン ビジネスに影響を与える可能性があることに注意してください。

はじめに

const heapdump = require('heapdump')

Get

方法 1: コマンドkill -USR2

方式二：调用writeSnapshot

heapdump.writeSnapshot('./' + Date.now() + '.heapsnapshot');

chrome面板分析

二. alinode

阿里云也提供了Nodejs应用的性能平台alinode，可以很方便、全面的为我们收集性能指标数据，同时以可视化图表的方式，更加的直观。接入alinode可参考5分钟快速入门

以下是部分采集数据图表展示

一些指标描述

Memory

• memory_sys：系统内存使用百分比。
• memory_node： 所有 Node.js 进程内存使用之和占系统内存的百分比。

CPU

• cpu_sys：系统 CPU 使用百分比。
• cpu_node：所有 Node.js 进程 CPU 使用百分比之和。

Load

• load1：1分钟内平均 Load。

• load5：5分钟内平均 Load。

• load15：15分钟内平均 Load。

• 下面是一些 Load 的参考信息 (Load 已经归一化处理，如果是 N 核 CPU，那么相应 Load * N)：

  • 0.7 ：不错的状态，有新任务也可以及时处理；
  • Load = 1：即将有任务需要额外的等待时间才能被处理，需要引起关注；
  • Load > 5：任务需要等待时间很长，需要干预处理。
  • 通常先看 load15，如果很高，再看 load1 和 load5，看是否有下降趋势，短时间内 load1 大于 1，不用担心，如果长时间 Load 较高，需要引起关注。

QPS

该实例所有 Node.js 进程每秒钟处理的 HTTP 请求数之和。

GC

• gc_avg：所有 Node.js 进程垃圾回收时间占比平均值。
• gc_max：每分钟内垃圾回收时间最多的 Node.js 进程的垃圾回收时间占比。

三. 开源Easy-Monitor

企业级 Node.js 应用性能监控与线上故障定位解决方案。

Easy-Monitor是一款轻量级的Node性能监控工具。快速入口

我们也可以给予它的基础之上去搭建部署一套自己内部的性能平台。

总结

以上是我关于Node.js性能指标以及获取的简单介绍，更多的是对包含性能点的一个整体上的介绍，那针对每个性能指标我们都可以去再做更深入的研究。希望这篇文章能够帮助你，同时也感谢你的阅读，期待再见～

参考

Node.js 性能平台
如何分析 Node.js 中的内存泄漏
本文示例代码

原文地址：https://juejin.cn/post/7008006326857138184

作者：比心FE

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