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为高负载网络优化Nginx和Node.js

  Node.js

  得益于事件驱动式设计可以异步处理I/O,Node.js开箱即可处理大量的连接和请求。虽然有其它一些调优手段,但这篇文章将主要关注node.js的进程方面。

  Node是单线程的,不会自动使用多核。也就是说,应用不能自动获得服务器的全部能力。

  实现Node进程的集群化

  我们可以修改应用,让它fork多个线程,在同一个端口上接收数据,从而实现负载的跨越多核。Node有一个cluster模块,提供了实现这个目标所必需的所有工具,但要将它们加入应用中还需要很多体力活。如果你用的是express,eBay有一个叫cluster2的模块可以用。

  防止上下文切换

  当运行多个进程时,应该确保每个CPU核同一时间只忙于一个进程。一般来说,如果CPU有N个核,我们应该生成N-1个应用进程。这样可以确保每个进程都能得到合理的时间片,而剩下的一个核留给内核调度程序运行其它任务。我们还要确保服务器上基本不执行除Node.js外的其它任务,防止出现CPU的争用。

  我们曾经犯过一个错误,在服务器上部署了两个node.js应用,然后每个应用都开了N-1个进程。结果,它们互相之间抢夺CPU,导致系统的负荷急升。虽然我们的服务器都是8核的机器,但仍然可以明显地感觉到由上下文切换引起的性能开销。上下文切换是指CPU为了执行其它任务而挂起当前任务的现象。在切换时,内核必须挂起当前进程的所有状态,然后装载和执行另一个进程。为了解决这个问题,我们减少了每个应用开启的进程数,让它们公平地分享CPU,结果系统负荷就降了下来:

关于Node.js进程方面

  请注意上图,看系统负荷(蓝线)是如何降到CPU核数(红线)以下的。在其它服务器上,我们也看到了同样的情况。既然总的工作量保持不变,那么上图中的性能改善只能归功于上下文切换的减少。

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