Node.js在Linux上怎樣優化

系統級配置優化

• 調整文件描述符限制：Node.js處理高并發時需大量文件描述符，通過ulimit -n 65535臨時增加限制；永久生效需編輯/etc/security/limits.conf，添加* soft nofile 65535和* hard nofile 65535。
• 優化內核參數：修改/etc/sysctl.conf，添加net.core.somaxconn = 65535（提升TCP連接隊列長度）、net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535（增加SYN隊列容量）、fs.file-max = 100000（系統級最大文件描述符數），執行sysctl -p使配置生效。
• 使用高性能文件系統：優先選擇XFS（支持高并發、大文件）或EXT4（穩定成熟），掛載時添加noatime,nodiratime選項（減少文件訪問時間更新的開銷）。

Node.js應用代碼優化

• 采用異步編程模型：用async/await、Promise替代同步API（如fs.readFile→fs.promises.readFile），避免阻塞事件循環；對于CPU密集型任務，拆分為小任務或使用setImmediate/process.nextTick分散負載。
• 優化內存使用：用Buffer和Stream處理大文件（如視頻、日志），避免一次性加載到內存；及時釋放無用對象（如移除事件監聽器、清空緩存），防止內存泄漏。
• 高效數據結構與算法：選擇合適的數據結構（如Map替代Object進行高頻查找）、優化循環邏輯（如減少嵌套循環、提前終止不必要的迭代），降低CPU占用。

進程與并發管理

• 啟用集群模式：利用多核CPU，通過cluster模塊創建多個工作進程（數量等于CPU核心數），主進程負責分發請求。示例代碼：

  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'); // 啟動應用
  }
  

• 使用Worker Threads：針對CPU密集型任務（如加密、圖像處理），通過worker_threads模塊創建子線程，避免阻塞主線程的事件循環。

V8引擎調優

• 調整堆內存大小：默認情況下，V8的老生代內存限制為1.4GB（64位系統），通過--max-old-space-size參數增大（如node --max-old-space-size=4096 app.js設置為4GB），避免因內存不足導致的崩潰。
• 啟用TurboFan優化：Node.js 8+默認使用TurboFan編譯器，確保使用最新穩定版（LTS版本），以獲得更好的JIT編譯優化。

進程管理與監控

• 使用PM2進程管理器：通過pm2 start app.js -i max啟動集群模式（自動匹配CPU核心數），支持負載均衡、自動重啟（進程崩潰后5秒內重啟）、日志管理（pm2 logs）和性能監控（pm2 monit）。
• 實時性能監控：用htop（查看CPU/內存使用率）、vmstat（監控系統級資源）、iostat（查看磁盤I/O）等工具；或使用node --inspect啟動調試模式，結合Chrome DevTools分析CPU、內存熱點。

網絡與數據庫優化

• 網絡層優化：啟用HTTP/2（支持多路復用，減少連接開銷）、Keep-Alive（復用TCP連接，降低握手延遲）；使用CDN分發靜態資源（如圖片、CSS），減輕服務器負載。
• 數據庫優化：為常用查詢字段添加索引（加速數據檢索）、使用連接池（如mysql2的pool模塊，減少連接建立/銷毀的開銷）、優化查詢語句（避免SELECT *、使用分頁LIMIT）。

緩存策略

• 應用層緩存：使用Redis或Memcached緩存頻繁訪問的數據（如用戶會話、數據庫查詢結果），減少數據庫訪問次數；設置合理的過期時間（如TTL=3600秒），避免緩存雪崩。
• 靜態資源緩存：通過Nginx配置expires 30d，讓瀏覽器緩存靜態資源（如JS、CSS），減少重復請求。

工具與持續優化

• 性能分析工具：用clinic.js（生成性能報告，包括CPU、內存、事件循環分析）、node --inspect（結合Chrome DevTools查看火焰圖）定位性能瓶頸。
• 日志管理：使用winston或pino等異步日志庫，避免同步日志寫入阻塞事件循環；通過logrotate工具分割日志文件（如按天分割），防止日志過大占用磁盤空間。