Ubuntu下Node.js如何进行性能监控 - 问答

Ubuntu下Node.js性能监控的综合方案
在Ubuntu环境下，监控Node.js应用的性能需结合系统级资源监控、应用级指标追踪及可视化分析，以下是具体方法：

一、系统级性能监控（基础资源追踪）

通过Ubuntu自带的命令行工具，快速查看系统资源占用情况，定位Node.js进程的资源瓶颈：

top/htop：top命令实时显示系统中各进程的CPU、内存使用率；htop（需安装：sudo apt install htop）提供更直观的交互式界面，支持按CPU/内存排序，可快速定位高资源占用的Node.js进程。
vmstat/iostat：vmstat 1（每秒刷新）显示虚拟内存统计（内存使用率、交换区使用、进程数等）；iostat 1监控磁盘I/O（读写速度、等待时间），帮助排查磁盘瓶颈。
sar：sar -u 1 3（每秒采集1次，共3次）收集CPU使用率；sar -r 1 3查看内存使用情况，支持历史数据回溯。
glances：跨平台系统监控工具（sudo apt install glances），提供CPU、内存、磁盘、网络等综合指标，支持远程监控。

二、应用级性能监控（Node.js内部指标）

通过Node.js内置模块或第三方库，获取应用级别的性能数据（如内存泄漏、请求延迟）：

内置模块：
- process.memoryUsage()：返回Node.js进程的内存使用情况（rss：常驻内存、heapUsed：堆内存使用量、external：外部内存），帮助判断内存泄漏。
- process.cpuUsage()：返回进程的CPU时间（用户态+内核态），可用于计算CPU使用率。
- console.time()/console.timeEnd()：测量代码块的执行时间（如console.time('myFunction'); myFunction(); console.timeEnd('myFunction')），快速定位性能慢的函数。
第三方库：
- heapdump：heapdump.writeSnapshot('/tmp/heap.snapshot')生成堆内存快照，用Chrome DevTools的Memory面板分析内存泄漏（如未释放的对象）。
- perf_hooks：Node.js内置的性能钩子（const { performance } = require('perf_hooks')），高精度测量代码执行时间（如const start = performance.now(); myFunction(); console.log(performance.now() - start)）。

三、第三方监控工具（全栈性能管理）

借助专业工具实现实时监控、可视化、告警，适合生产环境：

PM2：Node.js进程管理器（sudo npm install pm2 -g），提供进程监控、自动重启、日志管理功能。通过pm2 monit查看实时CPU/内存使用率；pm2 logs实时查看日志；pm2 save保存进程列表，重启后自动恢复。

Prometheus + Grafana：

Prometheus：开源时间序列数据库（需单独部署），通过prom-client库（npm install prom-client）在Node.js中定义指标（如HTTP请求延迟、活动请求数）。示例代码：

const client = require('prom-client');
const httpRequestDuration = new client.Histogram({
  name: 'http_request_duration_ms',
  help: 'HTTP请求延迟（毫秒）',
  labelNames: ['method', 'route', 'code'],
  buckets: [0.1, 5, 15, 50, 100, 200, 300, 400, 500] // 延迟桶
});
app.use((req, res, next) => {
  const start = Date.now();
  res.on('finish', () => {
    httpRequestDuration.observe({ method: req.method, route: req.route, code: res.statusCode }, Date.now() - start);
  });
  next();
});
app.get('/metrics', async (req, res) => {
  res.set('Content-Type', client.register.contentType);
  res.send(await client.register.metrics());
});

Grafana：可视化工具（需单独部署），添加Prometheus数据源，创建仪表板展示请求率、延迟、内存使用等指标。

New Relic/Datadog：全栈APM工具（需注册账号）：
- New Relic：安装newrelic包（npm install newrelic），配置newrelic.js（包含license key），自动追踪请求、错误、数据库查询等性能数据，提供深度分析。
- Datadog：安装dd-trace包（npm install dd-trace），初始化配置（const tracer = require('dd-trace').init({ service: 'my-node-app' })），监控分布式追踪、日志关联，支持实时告警。

四、日志与告警（故障排查与预防）

日志记录：使用winston或bunyan库记录结构化日志（如请求信息、错误堆栈），便于后续分析。示例（winston）：

const winston = require('winston');
const logger = winston.createLogger({
  level: 'info',
  format: winston.format.json(),
  transports: [
    new winston.transports.File({ filename: 'error.log', level: 'error' }),
    new winston.transports.File({ filename: 'combined.log' }),
    new winston.transports.Console()
  ]
});
logger.info('Application started', { port: 3000 });
logger.error('Database connection failed', { error: err.message });

告警设置：通过Prometheus的Alertmanager、New Relic的告警功能或Uptime Kuma（docker run -d --restart=always -p 3001:3001 louislam/uptime-kuma），设置CPU使用率超过80%、请求延迟超过500ms等阈值的告警，通过邮件、Slack等方式通知运维人员。

以上方案覆盖了从系统级到应用级的性能监控需求，可根据应用规模（如小型应用用PM2+htop，大型应用用Prometheus+Grafana+New Relic）灵活组合使用。

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