Node.js의 성능 지표를 빠르게 이해하세요.

이 글은 여러분에게 Node.js의 성능 지표를 안내할 것입니다. 여러분에게 도움이 되기를 바랍니다!

프론트엔드 엔지니어에게 Node.js 애플리케이션 개발을 마스터하는 것이 선배/전문가가 되는 유일한 방법입니다. 게다가 Node.js는 서버측 언어이기 때문에 개발 작업을 완료할 수 있을 뿐만 아니라 서버 성능에도 주의를 기울여야 합니다. [추천 학습: "nodejs tutorialNode.js应用开发是我们走上资深/专家的一条必经之路。此外Node.js是一门服务端语言，我们不仅要能够完成开发任务，而且更应该要关注服务器性能。【推荐学习：《nodejs 教程》】

本文就针对Node.js的基础和性能指标做一些初步的介绍。

应用场景

在介绍NodeJS性能指标之前呢，我们先来看看它的应用场景，针对不同的应用场景，所要关注的性能指标是有所不同的。

• BFF中间层，接口的代理，充当网关层

• 开发构建工具gulp，webpack基于Node.js

• 桌面应用程序Electron和Node.js结合

• SSR服务端渲染

Node.js如果是用于前端SSR的话，那么CPU和网络就会成为主要的性能瓶颈；

如果使用NodeJS来进行数据持久化相关的工作，那么I/O和磁盘会有很高的占用率;

而在大多数场景下，CPU、内存以及网络可以说是Node的主要性能瓶颈。

优缺点

• node.js容错，性能不是很好

• node.js操作数据库不专业

• node.js处理异步io强

• io密集型，不适合cpu密集型

事件循环（libuv）

这里引用官网的一张图，展示了事件循环操作顺序的简化概览

阶段描述

• 定时器：本阶段执行已经被 setTimeout() 和 setInterval() 的调度回调函数。
• 待定回调：执行延迟到下一个循环迭代的 I/O 回调。
• idle, prepare：仅系统内部使用。
• 轮询：检索新的 I/O 事件;执行与 I/O 相关的回调（几乎所有情况下，除了关闭的回调函数，那些由计时器和 setImmediate() 调度的之外），其余情况 node 将在适当的时候在此阻塞。
• 检测：setImmediate() 回调函数在这里执行。
• 关闭的回调函数：一些关闭的回调函数，如：socket.on('close', ...)

V8 GC机制

我们知道Node.js® 是一个基于 Chrome V8 引擎 的 JavaScript 运行时环境，同时它又是单线程的。

其中 V8内存 分为新生代和老生代 :

新生代：采用from空间->to空间内存回收scavenge算法

老生代：采用引用标记、碎片整理的形式进行内存回收

如果GC时间过长，会导致js线程阻塞，影响服务性能。内存使用不当，则会造成内存溢出。了解了以上Node.js的基础知识之后，我们再来看性能指标

性能指标

我们从系统层面和Node.js进程层面进行一个性能指标描述

系统层面

针对服务器（物理机、虚拟机、Docker 等）级别，提供如下监控指标：

• 内存使用

• CPU 使用率

• 系统负载，使用中进程/等待进行的进程数

• 系统 QPS

• 硬性性能指标

• 磁盘使用率

• GC"]
  

이 글에서는 Node.js의 기본 사항과 성능 지표에 대한 사전 소개를 제공합니다.

• 애플리케이션 시나리오

NodeJS의 성능 지표를 소개하기 전에 먼저 애플리케이션 시나리오를 살펴보겠습니다. 다양한 애플리케이션 시나리오마다 관심을 가져야 할 성능 지표가 다릅니다.

BFF인터페이스의 프록시인 중간 계층은 게이트웨이 계층 역할을 합니다.

개발 및 빌드 도구 gulp, webpack은 Node.js
• Desktop 애플리케이션 Electron과 Node.js

• SSR 서버 측 렌더링<p> </p>
• Node.js가 프런트엔드 SSR에 사용된다면 CPU와 Network는 주요 성능 병목 현상;
  NodeJS를 사용하여 데이터 지속성 관련 작업을 수행하는 경우 I/O 및 디스크의 점유율이 높아집니다 rate;
• 그리고 대부분의 경우 CPU, 메모리 및 네트워크는 Node.js의 주요 성능 병목 현상이라고 할 수 있습니다.
  장점과 단점

• node.js는 내결함성이 있고 성능이 그다지 좋지 않습니다.

• node.js는 데이터베이스 운영에 전문적이지 않습니다.

• node.js는 비동기 IO 처리에 강합니다.

io 집약적이며 CPU 집약적

이벤트 루프(libuv)

여기 공식 웹사이트의 사진이 있으며, 이벤트 루프 작업 순서에 대한 간략한 개요를 보여줍니다

🎜단계 설명🎜🎜🎜🎜🎜 Timer🎜: 이 단계의 실행은 setTimeout () 및 setInterval() 예약 콜백 함수였습니다. 🎜🎜🎜보류 중인 콜백🎜: 다음 루프 반복까지 실행이 지연되는 I/O 콜백입니다. 🎜🎜🎜idle, prepare🎜: 시스템 내부 전용입니다. 🎜🎜🎜Polling🎜: 새 I/O 이벤트를 검색하고 I/O 관련 콜백을 실행합니다(종료 콜백을 제외한 거의 모든 경우 타이머 및 setImmediate()에 의해 처리됨(예약 제외) ), 다른 경우에는 노드가 적절한 시간에 여기에서 차단됩니다. 🎜🎜🎜Detection🎜: setImmediate() 여기서 콜백 함수가 실행됩니다. 🎜🎜🎜닫기 콜백 함수🎜: socket.on('close', ...)🎜🎜🎜V8 GC 메커니즘🎜🎜우리는 Node.js®를 알고 있습니다. Chrome V8 엔진🎜을 기반으로 하는 JavaScript 런타임 환경이며 단일 스레드입니다. 🎜🎜V8 메모리는 신세대와 구세대로 구분됩니다. 🎜🎜🎜신세대🎜: 우주에서 우주로의 메모리 재활용 청소 알고리즘🎜🎜🎜구세대🎜 사용: 참조 표시를 사용하여 조각 모음 형태의 메모리 재활용🎜🎜GC 시간이 너무 길면 js 스레드가 차단되어 서비스 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 메모리를 잘못 사용하면 메모리 오버플로가 발생합니다. 위에서 Node.js의 기본 지식을 이해한 후 성능 지표🎜🎜성능 지표🎜🎜성능 지표를 시스템 수준과 Node.js 프로세스 수준🎜🎜🎜🎜시스템 수준🎜🎜🎜🎜에 대해 설명합니다. 서버( 물리적 머신, 가상 머신, Docker 등) 수준에서는 다음과 같은 모니터링 지표가 제공됩니다. 🎜🎜🎜🎜메모리 사용량 🎜🎜🎜🎜 CPU 사용량 🎜🎜🎜🎜시스템 로드, 사용 중인 프로세스 수/진행 대기 중🎜🎜🎜🎜시스템 QPS🎜🎜🎜🎜하드 성능 지표🎜 🎜🎜🎜디스크 사용량 🎜🎜🎜🎜GC 통계🎜🎜🎜🎜...🎜🎜🎜🎜🎜🎜프로세스 수준🎜🎜🎜🎜Node.js 프로세스별로 다음과 같은 모니터링 지표가 제공됩니다. : 🎜🎜🎜🎜힙 내(전체 및 사용) 및 오프 힙 메모리 통계🎜🎜🎜🎜힙의 각 메모리 공간이 차지하는 메모리 통계🎜🎜🎜🎜전체 프로세스 실행 시간 중 가비지 수집(GC) 비율🎜 🎜🎜🎜QPS🎜🎜🎜🎜 1초, 15초, 30초, 60초를 누르세요. CPU 통계🎜🎜🎜🎜libuv 핸들, 타이머 통계🎜🎜🎜🎜...🎜🎜🎜🎜🎜얻는 방법🎜🎜 🎜어떻게 얻어야 할까요? 위에서 언급한 성과 지표는 무엇입니까? 🎜🎜🎜🎜시스템 수준🎜🎜🎜

시스템 수준 표시기는 다음 두 가지 방법으로 얻을 수 있습니다

1.os 모듈

const os = requie('os')

코드 예제



실행 결과



2.top 및 iostat 명령을 사용하여 메모리 및 하드 디스크 사용량을 확인하세요.

top [ 매개변수]



iostat[매개변수]



메모리 사용량

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

코드 예시



실행 결과:

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

명사 설명:

rss는 상주 세트 크기로, 이 프로세스에 할당된 실제 메모리의 양입니다(할당된 전체 메모리의 일부)
일반적으로 이 표시기가 증가하면 메모리 누수가 발생할 수 있습니다

内存泄漏

heapTotal 和 heapUsed 代表 V8 的内存使用情况。

external 代表 V8 管理的，绑定到 Javascript 的 C++ 对象的内存使用情况。

CPU profile

一般来说，如果涉及到内存泄漏的，可以抓取 堆快照，那如果是 CPU 异常飙高的，可以抓取 CPU Profile

可通过以下两种方式进行获取：



GC trace

V8提供了很多node.js程序启动的参数选项，通过以下实例代码的方式可以获取到GC日志的信息



node --trace_gc的执行结果

可以看到V8对于新老内存采用不同的GC过程



内存快照



如果使用 node-inspector 的话，快照中会有前端的变量干扰。推荐使用 heapdump 用来保存内存快照，使用 devtool 来查看内存快照。使用 heapdump 保存内存快照时，只会有 Node.js 环境中的对象，不会受到干扰。后面会介绍heapdump的使用

压力测试

项目上线前是要进行压力测试的，通过压力测试来寻找是否存在内存泄漏

压测工具：ab测试(ApacheBench）、autocannon

下面展示了使用ab功能进行压力测试的结果



上述运行结果可以看到

我们的一个QPS：4301.28/sec

每个请求的平均时长：23ms

传输率：617.47kb/s

内存泄漏

Node.js相对比较专业的后端语言Java、PHP等，一些基础的建设相对是不够完善的。加上单线程的特点，在大型的应用当中，很容易引起服务器或者Node.js进程的性能瓶颈。

引起node内存泄漏通常有以下三种情况：

• node v8本身内存大小的限制：64 位系统约为 1.4GB，32 位系统约为 0.7GB。

• 程序使用不当：全局变量引用、闭包使用不当、事件监听未销毁

• 大文件应用：应该使用buffer操作，buffer不占用v8内存

那如何去排查内存泄漏呢？可以通过以下工具使用

工具使用

一. heapdump：生成内存快照 + chrome面板分析

需要注意的是，打印内存快照是很耗 CPU 的操作，可能会对线上业务造成影响。

引入

const heapdump = require('heapdump')

获取

方式一：命令 kill -USR2 <pid></pid>heapTotal 및 heapUsed는 V8 메모리 사용량을 나타냅니다.

external은 V8에서 관리하는 Javascript에 바인딩된 C++ 개체의 메모리 사용량을 나타냅니다.

🎜🎜CPU 프로필🎜🎜🎜🎜일반적으로 메모리 누수가 있는 경우 🎜Heap 스냅샷🎜을 캡처할 수 있습니다. CPU가 비정상적으로 높으면 CPU 프로필을 캡처할 수 있습니다. 다음 두 가지 방법으로 얻을 수 있습니다: 🎜🎜🎜🎜🎜🎜GC Trace🎜🎜🎜🎜V8은 node.js 프로그램 시작을 위한 다양한 매개변수 옵션을 제공합니다. 다음 예제 코드를 통해 GC 로그 정보를 얻을 수 있습니다🎜🎜🎜🎜node --trace_gc 실행 결과🎜🎜를 보시면 알 수 있습니다 V8은 기존 메모리와 새 메모리에 대해 서로 다른 GC 프로세스를 사용합니다🎜🎜🎜🎜🎜🎜메모리 스냅샷🎜🎜🎜🎜🎜🎜node-inspector를 사용하는 경우 스냅샷에 프런트엔드 가변 간섭이 발생합니다. heapdump는 메모리 스냅샷을 저장하는 데 사용됩니다. devtool을 사용하여 메모리 스냅샷을 확인하세요. heapdump를 사용하여 메모리 스냅샷을 저장하면 Node.js 환경의 개체만 중단되지 않습니다. heapdump 사용법은 추후 소개할 예정입니다🎜

🎜스트레스 테스트🎜

🎜프로젝트가 온라인화되기 전, 스트레스 테스트를 통해 메모리 누수가 있는지 알아보는 스트레스 테스트가 필요합니다🎜 🎜🎜스트레스 테스트 도구🎜: ab 테스트(ApacheBench), autocannon🎜🎜다음은 ab 함수를 이용한 스트레스 테스트 결과입니다🎜🎜🎜🎜🎜위의 실행 결과를 볼 수 있습니다🎜🎜🎜QPS 중 하나: 4301.28/초🎜🎜평균 지속 시간 각 요청당: 23ms 🎜🎜전송 속도: 617.47kb/s🎜

🎜메모리 누수🎜

🎜Node.js는 Java, PHP 등 비교적 전문적인 백엔드 언어이지만 일부 기본 구성은 상대적으로 불완전한. 단일 스레드의 특성과 결합하여 대규모 애플리케이션에서는 서버나 Node.js 프로세스에서 성능 병목 현상이 발생하기 쉽습니다. 🎜🎜노드 메모리 누수를 일으키는 상황은 일반적으로 세 가지입니다: 🎜
• 🎜노드 v8 자체의 메모리 크기 제한: 64비트 시스템은 약 1.4GB, 32비트 시스템은 약 0.7GB입니다. 🎜
• 🎜부적절한 프로그램 사용: 전역 변수 참조, 부적절한 클로저 사용, 이벤트 리스너가 파괴되지 않음🎜
• 🎜대용량 파일 응용 프로그램: 버퍼 작업을 사용해야 함, 버퍼가 점유되지 않음 v8 memory🎜
🎜 그렇다면 메모리 누수를 확인하는 방법은 무엇일까요? 다음 도구를 사용할 수 있습니다🎜

🎜도구 사용법🎜

🎜🎜🎜1. 힙 덤프: 메모리 스냅샷 생성 + 크롬 패널 분석🎜🎜🎜🎜메모리 스냅샷 인쇄는 CPU를 많이 소모한다는 점에 유의해야 합니다. 온라인 비즈니스에 영향을 미칠 수 있습니다. 🎜🎜🎜 🎜🎜

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

🎜🎜Get🎜🎜🎜 소개 방법 1: 명령 kill -USR2 <pid></pid>🎜🎜🎜🎜

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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위 내용은 Node.js의 성능 지표를 빠르게 이해하세요.의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!