nodejs-服务的简单调优

有许多第三方工具可用来分析Node.js应用程序，比如火焰图。但在许多情况下，最简单的选择是使用内置的分析器使用V8内部的分析器，在程序执行期间定期对堆栈进行采样。它将这些示例的结果以及重要的优化事件记录为一系列滴答，本文假设读者已经对nodejs异步回调的特性有一点了解，不了解也不所谓，只是了解的话，文章阅读会更清晰。

下面介绍一下，使用nodejs内置的V8分析器，分析并优化一个web接口：

首先准备好web服务，我们使用express框架搭一个简单的接口服务，下面看代码：

const express = require("express");
const crypto = require("crypto");

const app = express();

app.get("/register",async(req, res)=>{
  // 获取传入的用户名和密码
  let username = req.query.username;
  let password = req.query.password;
  // 生成加强密码强度的盐值
  let slat = crypto.randomBytes(16).toString("base64")
  const hash = crypto.pbkdf2Sync(password,slat,10000,512,"sha512")
  // 将结果数据返回
  res.send(JSON.stringify({username,hash:hash.toString("base64")}));
});

app.listen(8080);

上面我们准备好了一个web服务，下面我们把这个服务跑起来，并用测试工具对它进行测试：

启动：node --prof app.js

// 使用--prof参数，表示使用内部的剖析器，使用这个参数启动应用后，当有请求访问时，会在应用应用程序当前目录下生成一个.log文件，这个文件里面记录了nodejs的堆栈信息

测试并发：ab -k -c 20 -n 250 "http://localhost:8080/register?username=matt&password=password"

// 使用上面的命令去请求我们启动好的服务，ab是linux下的一个并发测试工具，-c 表示并发数，-n 表示总共要完成多少个请求，ab的详细用法，这里不再解释，大家自行了解。

下面是我运行ab命令后的结果：

下面是我本机生成的log文件的结果：

这个log文件是不可读的，需要用nodejs转换为我们可分析的文件，使用下面的命令：

node --prof-process isolate-0xnnnnnnnnnnnn-v8.log > processed.txt

 转换后的文件内容有点多，我只粘贴出对我们分析有用的部分：

上图给出的摘要部分：

可以看到99%的耗时都消耗在了C++对应的库，因为nodejs的加密模块底层是调用C++的库来实现的；javascript代码执行只占用了0.9%；剩余的GC（垃圾回收）占用0.1%,这也是一个需要关注的值；文中的例子比较简单，所以nodejs的垃圾回收在这个例子中占用的很少，当接口很复杂的时候，GC肯定会变大，当GC占用过多的时候，就要考虑对代码格式进行优化，比如声明过多的变量，导致GC明显增大；这是可以考虑使用变量复用，前面声明的变量生命周期已经结束来，就可以考虑在后面需要声明新变量的时候，复用前面的变量名，唯一的缺点就是，变量的复用，会使得代码可读性变差，这就需要详细的代码注视了。这样一定程度可以减小GC的占用，因为当GC运行的时候，程序是不能做其它任何事情的。

我们接着分析文件，既然C++代码占用这么多时间，我们来看它具体做了什么，转换后的log文件中有C++的详细部分：

上图可以看到 ，PBKDF2这个函数占用了97%，说明C++代码耗时的地方就在这里。找到了程序主要耗时的地方，那么我们接下来对这一块进行改进。

原来，我们用的pbkdf2Sync这个方法进行加密获得hash，这是一个同步的方法，nodejs的优点是异步回调，我们用异步来充分发挥nodejs的特性，pbkdf2Sync对应有一个异步的方法，看下面的代码：

app.get("/register",async(req, res)=>{
  // 获取传入的用户名和密码
  let username = req.query.username;
  let password = req.query.password;
  // 生成加强密码强度的盐值
  let slat = crypto.randomBytes(16).toString("base64")
  // 使用异步来加密获得hash值
  crypto.pbkdf2(password,slat,10000,512,"sha512",(err,hash)=>{
       // 将结果数据返回
      res.send(JSON.stringify({username,hash:hash.toString("base64")}));
    });
});

我们再运行程序，然后使用ab测试工具，重新测试，看一下结果：

这次的运行结果每个请求16毫秒，之前是48毫秒，性能提高了2倍多；再一次证明，nodejs的异步回调的优势。

我们再来看滴答文件：

这次，javascript代码占用为15.9%，GC占用1.3%，二者都有明显的上升，因为之前pbkdf2Sync同步方法，会阻塞后面的请求，改为异步后，在执行C++代码时，nodejs仍然可以接受后面的请求，待加密完成后，再响应前面的请求。从而提高了nodejs程序的性能。