ubuntu下nodejs如何优化性能 - 问答

系统级配置优化

调整内核参数：编辑/etc/sysctl.conf文件，添加或修改以下参数以优化网络性能和文件描述符限制：net.core.somaxconn = 4096（增加TCP连接队列长度）、net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096（提升SYN请求队列容量）、net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535（扩大本地端口范围）、net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1（启用TCP连接复用）。运行sudo sysctl -p使配置生效。
增加文件描述符限制：通过ulimit -n 65535临时提升当前会话的文件描述符限制，永久生效需编辑/etc/security/limits.conf文件，添加* soft nofile 65535和* hard nofile 65535（允许所有用户打开最多65535个文件）。
使用SSD存储：SSD的高速读写性能可显著降低Node.js应用中文件操作（如日志、数据库文件）的延迟，提升整体I/O吞吐量。

Node.js应用自身优化

升级至最新稳定版Node.js：使用nvm（Node Version Manager）安装最新版本（如nvm install --lts），新版本通常包含性能改进、内存管理优化及bug修复。
代码层面优化：
- 优先使用异步操作：用fs.promises.readFile()替代fs.readFileSync()、async/await替代回调函数，避免阻塞事件循环。
- 优化内存管理：避免全局变量（如未声明的变量赋值）、及时移除无用的事件监听器（如emitter.removeListener()）、使用高效数据结构（如Set替代数组进行快速查找）。
- 流式处理大数据：通过fs.createReadStream()和fs.createWriteStream()分块处理大文件，或用stream.pipeline()管理流管道，减少内存占用。

利用集群模块：使用cluster模块创建与CPU核心数匹配的工作进程（numCPUs = require('os').cpus().length），主进程管理子进程生命周期，充分利用多核CPU资源。示例如下：

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
  console.log(`Master ${process.pid} is running`);
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }
  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`Worker ${worker.process.pid} died`);
  });
} else {
  http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200);
    res.end('Hello from worker ' + process.pid + '\n');
  }).listen(8000);
  console.log(`Worker ${process.pid} started`);
}
```。

进程与资源管理

使用PM2进程管理器：通过npm install pm2 -g安装，用pm2 start app.js -i max启动应用（-i max表示根据CPU核心数自动创建进程），pm2 monit监控资源使用（CPU、内存），pm2 logs查看实时日志，pm2 save保存进程列表，pm2 startup设置开机自启。PM2还能自动重启崩溃的进程，提升应用稳定性。
调整V8引擎内存限制：通过NODE_OPTIONS环境变量设置V8堆内存大小，避免因内存不足导致进程崩溃。例如，设置旧生代最大内存为4GB：export NODE_OPTIONS="--max-old-space-size=4096"，或添加到~/.bashrc/~/.zshrc中永久生效。

缓存与外部服务优化

引入缓存层：使用Redis或Memcached缓存频繁访问的数据（如数据库查询结果、会话信息），减少重复计算和数据库请求。例如，用node-redis库实现缓存：

const redis = require('redis');
const client = redis.createClient();

client.on('error', (err) => console.log('Redis Error:', err));

function getCachedData(key, callback) {
  client.get(key, (err, data) => {
    if (err) return callback(err);
    if (data) return callback(null, JSON.parse(data));
    // 缓存未命中时从数据库获取
    fetchDataFromDB(key, (err, result) => {
      if (err) return callback(err);
      client.setex(key, 3600, JSON.stringify(result)); // 缓存1小时
      callback(null, result);
    });
  });
}
```。

优化数据库访问：为常用查询字段添加索引（如CREATE INDEX idx_user_email ON users(email)）、使用批量操作（如INSERT INTO table VALUES (?, ?), (?, ?)）替代单条插入、采用连接池（如mysql2/promise的createPool）复用数据库连接，减少连接建立和销毁的开销。

监控与调优

内置性能分析工具：使用--inspect标志启动应用（node --inspect app.js），通过Chrome DevTools的“Memory”和“Performance”面板分析内存使用情况和CPU占用，识别性能瓶颈。
第三方监控工具：部署New Relic、Datadog或Prometheus+Grafana组合，实时监控应用的响应时间、错误率、内存泄漏等指标，生成可视化报表，帮助快速定位问题。

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