Node.js 性能监控与调优

为什么要做性能监控？

Node.js 应用在生产环境中可能遇到各种问题：内存泄漏、CPU 占用过高、响应变慢等。建立完善的监控体系是保障服务稳定性的关键。

监控指标

1. 系统指标

2. 应用指标

3. 业务指标

内存泄漏排查

1. 使用 heapdump

const heapdump = require('heapdump');

// 定期生成堆快照
setInterval(() => {
  heapdump.writeSnapshot(`/tmp/${Date.now()}.heapsnapshot`);
}, 60 * 60 * 1000);

2. 使用 Chrome DevTools

3. 常见内存泄漏场景

// 1. 全局变量
const cache = {}; // 无限增长

// 2. 闭包引用
function createHandler() {
  const largeData = new Array(1000000);
  return () => {
    console.log(largeData.length); // largeData 永远不会被释放
  };
}

// 3. 未清理的定时器
setInterval(() => {
  // 一些操作
}, 1000); // 忘记 clearInterval

CPU Profiling

1. 使用 --prof 参数

node --prof app.js
# 生成 isolate-*.log 文件
node --prof-process isolate-*.log > processed.txt

2. 使用 clinic

npm install -g clinic
clinic doctor -- node app.js
clinic flame -- node app.js

3. 使用 0x

npm install -g 0x
0x app.js

事件循环优化

1. 避免阻塞事件循环

// 不好的做法
app.get('/slow', (req, res) => {
  const result = heavyComputation(); // 阻塞事件循环
  res.json(result);
});

// 好的做法
app.get('/slow', async (req, res) => {
  const result = await runInWorker(heavyComputation);
  res.json(result);
});

2. 使用 Worker Threads

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

function runInWorker(fn) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const worker = new Worker(`
      const { parentPort } = require('worker_threads');
      const result = ${fn.toString()}();
      parentPort.postMessage(result);
    `, { eval: true });
    
    worker.on('message', resolve);
    worker.on('error', reject);
  });
}

3. 监控事件循环延迟

const { monitorEventLoopDelay } = require('perf_hooks');

const histogram = monitorEventLoopDelay({ resolution: 20 });
histogram.enable();

setInterval(() => {
  console.log({
    mean: histogram.mean / 1e6, // ms
    p99: histogram.percentile(99) / 1e6,
  });
}, 5000);

监控工具

1. Prometheus + Grafana

const client = require('prom-client');

const register = new client.Registry();

const httpRequestDuration = new client.Histogram({
  name: 'http_request_duration_seconds',
  help: 'Duration of HTTP requests in seconds',
  labelNames: ['method', 'route', 'status'],
  buckets: [0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 5],
});

register.registerMetric(httpRequestDuration);

// 在中间件中使用
app.use((req, res, next) => {
  const end = httpRequestDuration.startTimer();
  res.on('finish', () => {
    end({ method: req.method, route: req.path, status: res.statusCode });
  });
  next();
});

2. APM 工具

总结

Node.js 性能监控与调优的关键：

记住，预防胜于治疗。在开发阶段就注意性能问题，比在生产环境中救火要好得多。