Node.js 在 Linux 上的并发能力提升指南
一 架构与进程模型
- 使用 Cluster 模式充分利用多核：主进程监听端口，按 CPU 核心数fork 工作进程；Linux 默认采用 round-robin 调度，能更均匀地分发连接。示例要点：
- 在 master 分支 fork os.cpus().length 个子进程，并监听 worker 退出事件自动重启。
- 在 worker 分支启动业务服务，监听同一端口（由内核复用）。
- 使用 进程管理工具 PM2：一键多进程与守护，生产常用命令为 pm2 start app.js -i max（按 CPU 核数启动）。
- 反向代理与负载均衡：前置 Nginx/HAProxy 做连接管理、SSL 终止、静态资源缓存与负载分发，减轻后端并发压力。
- 适用场景选型：
- Cluster：面向无状态 HTTP 服务的横向扩展，进程隔离、稳定性强。
- Worker Threads：面向 CPU 密集型任务（如加密、压缩、图像处理），避免阻塞事件循环。
二 线程与任务并行
- 优先将 CPU 密集型任务移入 Worker Threads 或线程池；I/O 密集型任务继续使用异步非阻塞即可。
- 采用线程池库 Piscina 管理线程生命周期与队列：
- 适用：同步计算、压缩、加密等；对“异步 I/O”任务提升有限（Node 已通过 libuv 并行化 I/O）。
- 关键配置：合理设置 minThreads / maxThreads 与 maxQueue，经验上可将 maxQueue ≈ maxThreads² 作为起点，再压测微调。
- 稳定性：通过 idleTimeout 减少线程抖动，必要时调整线程优先级避免抢占主事件循环资源。
三 Linux 系统与网络调优
- 提升资源上限与内核参数：
- 文件描述符：在 /etc/security/limits.conf 提高 nofile，运行时可用 ulimit -n 临时调整，避免 “Too many open files”。
- 网络与内核：适度调大 net.core.somaxconn（全连接队列）、开启 TCP keepalive、优化缓冲区，降低连接建立/中断开销与队列溢出风险。
- 传输层优化：
- 启用 HTTP/2（多路复用、头部压缩）降低连接开销；开启 Keep-Alive 复用连接。
- 静态资源使用 CDN 与缓存策略，减少源站并发与带宽压力。
四 数据层与缓存策略
- 数据库优化：为高频查询建立 索引、优化慢查询、使用 连接池 控制并发连接数，避免连接风暴。
- 引入缓存层：使用 Redis/Memcached 缓存热点数据与计算结果，显著降低数据库读压力与 P95/P99 延迟。
- 队列削峰：对耗时任务（如报表、图片/视频处理）使用 Redis 任务队列与异步 worker 处理，保护在线接口稳定性。
五 监控 压测与上线实践
- 运行时监控与剖析：
- 指标与可视化：接入 Prometheus + Grafana 监控 CPU、内存、事件循环延迟、请求延迟/吞吐 等；使用 New Relic 等 APM 追踪事务与错误。
- 日志：采用 Winston/Pino 输出结构化日志，按级别与模块分流，避免同步日志阻塞事件循环。
- 健康检查：暴露 /health 端点供 Nginx/负载均衡器 探活与自动摘除异常实例。
- 压测与容量评估：使用 autocannon 等工具进行并发压测，结合指标调参（进程数、线程池大小、队列长度、连接池与缓存策略），验证瓶颈与收益。
- 上线与守护：使用 PM2 或 systemd 做守护、自动重启与日志轮转，保障高可用与可运维性。