Node.js内存溢出,顶尖的前端技术工程师都会这样处理?!

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Node.js 做密集型运算,或者所操作的数组、对象本身较大时,容易出现内存溢出的问题,这是由于 Node.js 的运行环境依赖 V8 引擎导致的。如果经常有较大数据量运算等操作,需要对 Node.js 运行环境限制有充分的了解。
本文涵盖

  • 内存溢出问题

  • 为什么会内存溢出

  • 2.1 V8内存分配机制

  • 2.2 内存溢出的原因

3.如何解决内存溢出问题

1. 内存溢出问题下面是我们在Node.js应用中经常遇到的两类内存溢出问题:
密集型运算示例1:当我们需要批量处理一些数据(如:更新用户某项信息)时,我们可能需要一个较大的for或while循环来完成所有的数据的更新,如:

for (var i = 0; i < 10000000; i++) {

((i) => {

var site = {};

site.name = 'koala';

site.domain = '程序员成长指北';

// 这里是一个保存或更新等操作

setTimeout(()=>{

console.log(i, site);

}, 0)

})(i)

}

操作的数据量较大示例2:对象需要频繁的创建/销毁,或操作对象本身较大,如:

var sites = [];

for (var x=0;x<5000;x++){

var site=[];

for (var y=0;y<5000;y++){

site = [y, 'koala', '程序员成长指北'];

sites.push(site);

}

}

上面两类操作都会出现类似以下错误:

<--- Last few GCs --->

……

FATAL ERROR: CALL_AND_RETRY_LAST Allocation failed - process out of memory

Abort trap: 6

2. 为什么会内存溢出2.1 V8内存分配机制我们都知道,V8是 Google 在 Chrome 浏览器中使用的 JavaScript 引擎。而在浏览器环境中,运算一般不需要多大内存。V8 对每个进程分配的运行内存,在32位系统中约为700MB,而在64位系统中约为1.4GB。2.2 内存溢出的原因Node.js 程序之所以会出内存溢出的情况,可以分为三方面的原因:1. V8本身分配的内存较小、2. JavaScript语言本身限制、3. 程序员使用不当。在示例1中,每次运算所需的内存量并不大,但由于for循环,造成V8内存不能及时释放。随着程序运行时候的增加,内存占用量会越来越大,并最终导致内存的溢出。在示例2中,可能所创建对象本身并没有超过内存限制。但是除对象本身外:创建对象、对象引用、Node.js程序本身等都需要内存空间,这样就很容易导致内存的溢出。
3. 解决内存溢出问题在Node.js应用开发过程中,了解V8内存分配和JavaScript语言限制是Node程序的基本素质。我们应该在应用中权衡利弊,综合考虑内存与程序的运行效率。以下几点防止内存溢出的建议:
1. 使用 async/await防止事件堆积,变为同步操作await将代码执行顺序变为了同步。这样可以使 V8 获得内存回收的机会,有效解决过多事件堆积造成的内存溢出。我们可以使用await方法处理:

async function dbFuc() {

for (let i = 0; i < 10000000; i++) {

var site = {};

site.name = 'koala';

site.domain = '程序员成长指北';

// 这里是一个保存或更新等操作

await console.log(i, site);

}

}

dbFuc();

每次循环V8都会回收内存一次,因此内存不会再溢出。但这样做必然会造成运行效率的降低,而应该在速度在安全之间平衡,控制好循环的安全次数。说明:实际开发中,上面这种虽然解决了内存溢出,但是仍然会造成进程阻塞,可以开启一个进程/线程来解决阻塞问题(具体可以看我的这篇文章深入理解Node.js 进程与线程(8000长文彻底搞懂))
2. 增加V8内存空间Node.js提供了一个程序运行参数--max-old-space-size,可以通过该参数指定V8所占用的内存空间,这样可以在一定程度上避免程序内存的溢出。如,我们可以在运行示例2程序时指定使用4G的内存:

node --max-old-space-size=4096 app

3. 使用非V8内存Node.js程序所使用的内存分为两类:

  • V8内存:数组、字符串等JavaScript内置对象,运行时使用“V8内存”
  • 系统内存:Buffer是一个Node.js的扩展对象,使用底层的系统内存,不占用V8内存空间。与之相关的文件系统fs和流Stream流操作,都不会占用V8内存。(fs 和 stream可以看一下我这两篇文章
  • Node.js 高级进阶之 fs 文件模块学习
  • 说Node.js做后端开发,stream有必要了解下)

在程序允许的情况下,应该将数据保存在Buffer中,而不是转换成字符串等JS对象,这样可以避免V8内存的过多占用。