前言
对于我们前端工程师来说，掌握Node.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。
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。
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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
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node.js容错，性能不是很好
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node.js操作数据库不专业
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node.js处理异步io强
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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：
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内存使用
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CPU使用率 -
系统负载，使用中进程/等待进行的进程数
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系统
QPS -
硬性性能指标
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磁盘使用率
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GC统计 -
……
进程层面
针对每个 Node.js 进程，提供如下监控指标：
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堆内（total 和 used）和堆外内存统计
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堆内各个内存空间占用内存统计
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垃圾回收（GC）占整个进程运行时间比例
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QPS
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按 1s、15s、30s、60s 的 CPU 统计
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libuv 句柄，定时器统计
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……
如何获取
针对上面讲到的性能指标，我们该如何获取呢？
系统层面
系统层面的指标可以通过以下两种方式获取
- os模块
const os = requie('os')
代码示例
执行结果
- top和iostat命令查看内存和硬盘使用
top [参数]
iostat[参数]
内存使用情况
//该方法返回 Node.js 进程的内存使用情况的对象
process.memoryUsage()
代码示例
执行结果：
{
rss: 4935680,
heapTotal: 1826816,
heapUsed: 650472,
external: 49879
}
名词解释：
rss 是驻留集大小, 是给这个进程分配了多少物理内存（占总分配内存的一部分）
一般这个指标上升，可能会发生内存泄漏
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：
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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。
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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
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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>
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
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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 < Load < 1：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～
