Node.js在Linux上怎样优化 - 问答

系统级配置优化

调整文件描述符限制：Node.js处理高并发时需大量文件描述符，通过ulimit -n 65535临时增加限制；永久生效需编辑/etc/security/limits.conf，添加* soft nofile 65535和* hard nofile 65535。
优化内核参数：修改/etc/sysctl.conf，添加net.core.somaxconn = 65535（提升TCP连接队列长度）、net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535（增加SYN队列容量）、fs.file-max = 100000（系统级最大文件描述符数），执行sysctl -p使配置生效。
使用高性能文件系统：优先选择XFS（支持高并发、大文件）或EXT4（稳定成熟），挂载时添加noatime,nodiratime选项（减少文件访问时间更新的开销）。

Node.js应用代码优化

采用异步编程模型：用async/await、Promise替代同步API（如fs.readFile→fs.promises.readFile），避免阻塞事件循环；对于CPU密集型任务，拆分为小任务或使用setImmediate/process.nextTick分散负载。
优化内存使用：用Buffer和Stream处理大文件（如视频、日志），避免一次性加载到内存；及时释放无用对象（如移除事件监听器、清空缓存），防止内存泄漏。
高效数据结构与算法：选择合适的数据结构（如Map替代Object进行高频查找）、优化循环逻辑（如减少嵌套循环、提前终止不必要的迭代），降低CPU占用。

进程与并发管理

启用集群模式：利用多核CPU，通过cluster模块创建多个工作进程（数量等于CPU核心数），主进程负责分发请求。示例代码：

const cluster = require('cluster');
const os = require('os');
if (cluster.isMaster) {
  for (let i = 0; i < os.cpus().length; i++) cluster.fork();
  cluster.on('exit', (worker) => console.log(`Worker ${worker.process.pid} died`));
} else {
  require('./app'); // 启动应用
}

使用Worker Threads：针对CPU密集型任务（如加密、图像处理），通过worker_threads模块创建子线程，避免阻塞主线程的事件循环。

V8引擎调优

调整堆内存大小：默认情况下，V8的老生代内存限制为1.4GB（64位系统），通过--max-old-space-size参数增大（如node --max-old-space-size=4096 app.js设置为4GB），避免因内存不足导致的崩溃。
启用TurboFan优化：Node.js 8+默认使用TurboFan编译器，确保使用最新稳定版（LTS版本），以获得更好的JIT编译优化。

进程管理与监控

使用PM2进程管理器：通过pm2 start app.js -i max启动集群模式（自动匹配CPU核心数），支持负载均衡、自动重启（进程崩溃后5秒内重启）、日志管理（pm2 logs）和性能监控（pm2 monit）。
实时性能监控：用htop（查看CPU/内存使用率）、vmstat（监控系统级资源）、iostat（查看磁盘I/O）等工具；或使用node --inspect启动调试模式，结合Chrome DevTools分析CPU、内存热点。

网络与数据库优化

网络层优化：启用HTTP/2（支持多路复用，减少连接开销）、Keep-Alive（复用TCP连接，降低握手延迟）；使用CDN分发静态资源（如图片、CSS），减轻服务器负载。
数据库优化：为常用查询字段添加索引（加速数据检索）、使用连接池（如mysql2的pool模块，减少连接建立/销毁的开销）、优化查询语句（避免SELECT *、使用分页LIMIT）。

缓存策略

应用层缓存：使用Redis或Memcached缓存频繁访问的数据（如用户会话、数据库查询结果），减少数据库访问次数；设置合理的过期时间（如TTL=3600秒），避免缓存雪崩。
静态资源缓存：通过Nginx配置expires 30d，让浏览器缓存静态资源（如JS、CSS），减少重复请求。

工具与持续优化

性能分析工具：用clinic.js（生成性能报告，包括CPU、内存、事件循环分析）、node --inspect（结合Chrome DevTools查看火焰图）定位性能瓶颈。
日志管理：使用winston或pino等异步日志库，避免同步日志写入阻塞事件循环；通过logrotate工具分割日志文件（如按天分割），防止日志过大占用磁盘空间。

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