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Node.js 受益于它的事件驱动和异步的特征,已经很快了。但是,在现代网络中只是快是不行的。如果你打算用 Node.js 开发你的下一个Web 应用的话,那么你就应该无所不用其极,让你的应用更快,异常的快。本文将介绍 10 条,经过检验得知可大大提高 Node 应用的技巧。废话不多说,让我们逐条来看看。

并行

创建 Web 应用的时候,你可能要多次调用内部 API 来获取各种数据。比如说,假设在 Dashboard 页面上,你要执行下面这几个调用:

  • 用户信息 -getUserProfile().
  • 当前活动 -getRecentActivity().
  • 订阅内容 -getSubscriptions().
  • 通知内容 -getNotifications().

为了拿到这些信息,你应该会为每个方法创建独立的中间件,然后将它们链接到 Dashboard 路由上。不过问题是,这些方法的执行是线性的,上一个没结束之前下一个不会开始。可行解决案是并行调用它们。

如你所知由于异步性,Node.js 非常擅长并行调用多个方法。我们不能暴殄天物。我上面提到的那些方法没有依赖性,所以我们可以并行执行它们。这样我们可以削减中间件数量,大幅提高速度。

我们可以用 async.js 来处理并行,它是一个专门用来调教 JavaScript 异步的 Node 模块。下面代码演示怎样用 async.js 并行调用多个方法的:

function runInParallel() {
  async.parallel([
    getUserProfile,
    getRecentActivity,
    getSubscriptions,
    getNotifications
  ], function(err, results) {
    //This callback runs when all the functions complete
  });
}

异步

根据设计 Node.js 是单线程的。基于这点,同步代码会堵塞整个应用。比如说,多数的文件系统 API 都有它们的同步版本。下面代码演示了文件读取的同步和异步两种操作:

// Asynchronous
fs.readFile('file.txt', function(err, buffer) {
  var content = buffer.toString();
});

// Synchronous
var content = fs.readFileSync('file.txt').toString();

优化查询

假设你有个博客,你要在主页上显示最新帖子。你可能会通过 Mongoose 这样取数据:

Post.find().limit(10).exec(function(err, posts) {
  //send posts to client
});

不过问题是 Mongoose 的 find() 方法会把对象的所有字段都查询出来,而许多字段在主页上并不要求。比如说,commentsis 保存的是特定帖子的回复。我们不需要显示文章回复,所以我们可以在查询的时候把它给剔除掉。这无疑会提高速度。可以像这样优化上面那条查询:

Post.find().limit(10).exclude('comments').exec(function(err, posts) {
  //send posts to client
});

用标准的 V8 方法

集合上的一些操作,比如 map,reduce,和 forEach 不一定支持所有浏览器。我们可以通过前台的库解决部分浏览器兼容性问题。但对于 Node.js,你要确切知道 Google 的 V8 JavaScript 引擎支持哪些操作。这样,你就可以在服务端直接用这些内建方法来操作集合了。

缓存

如果你用到一些不经常变化的数据,你应该把它们缓存起来,改善性能。比如说,下面的代码是获取最新帖子并显示的例子:

var router = express.Router();

router.route('/latestPosts').get(function(req, res) {
  Post.getLatest(function(err, posts) {
    if (err) {
      throw err;
    }

    res.render('posts', { posts: posts });
  });
});

 

如果你不经常发贴的话,你可以把帖子列表缓存起来,然后一段时间之后再把它们清理掉。比如,我们可以用 Redis 模块来达到这个目的。当然,你必须在你的服务器上装 Redis。然后你可以用叫做 node_redis 的客户端来保存键/值对。下面的例子演示我们怎么缓存帖子:

var redis = require('redis'),
    client = redis.createClient(null, null, { detect_buffers: true }),
    router = express.Router();

router.route('/latestPosts').get(function(req,res){
  client.get('posts', function (err, posts) {
    if (posts) {
      return res.render('posts', { posts: JSON.parse(posts) });
    }

    Post.getLatest(function(err, posts) {
      if (err) {
        throw err;
      }

      client.set('posts', JSON.stringify(posts));    
      res.render('posts', { posts: posts });
    });
  });
});

看到了吧,我们首先检查 Redis 缓存,看看是否有帖子。如果有,我们从缓存中拿这些帖子列表。否则我们就检索数据库内容,然后把结果缓存。此外,一定时间之后,我们可以清理 Redis 缓存,这样就可以更新内容了。

gzip 压缩

开启 gzip 压缩对你的 Web 应用会产生巨大影响。当一个 gzip 压缩浏览器请求某些资源的时候,服务器会在响应返回给浏览器之前进行压缩。如果你不用 gzip 压缩你的静态资源,浏览器拿到它们可能会花费更长时间。

在 Express 应用中,我们可以用内建 express.static() 中间件来处理静态内容。此外,还可以用 compression 中间件压缩和处理静态内容。下面是使用例:

var compression = require('compression');

app.use(compression()); //use compression 
app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));

实现一个反向代理服务器

相比大多数应用服务器,Node.js 可以很轻松的处理大量的网络流量,但这并不是 Node.js 的设计初衷。

如果你有一个高流量的站点,提高性能的第一步是在你的 Node.js 前面放一个反向代理服务器。这可以保护你的 Node.js 服务器免于直接暴露在网络中,而且可以允许你灵活的使用多个应用服务器做负载均衡和静态文件缓存。

使用 NGINX 在一个已经存在的服务器前做反向代理,作为 NGINX 的一个核心应用,已经被用于全世界成千上万的站点中。

下面是使用 NGINX 作为反向代理服务器的优点:

简化了权限处理和端口分配

更高效的处理静态资源

更好的处理 Node.js 崩溃情况

缓解 DoS 攻击的影响

注:这篇文章解释如何在 Ubuntu 14.04 或者 CentOS 环境中使用 NGINX 做反向代理服务器,而且使用 NGINX 在 Node.js 前做反向代理服务器是有效的。

缓存静态文件

随着流量的增长,以 Node 为基础的服务器开始显现压力。这时,你可能想做两件事:

使用更多的 Node.js 服务器。

在多个服务器间做负载均衡

这其实很简单,NGINX 一开始就是作为反向代理服务器来实现的,这使其很容易做缓存和负载均衡等。

Modulus 的网站有一篇有用的文章,介绍了使用 NGINX 做 Node.js 反向代理服务器的性能提升。只使用 Node.js 时,作者的网站每秒能处理 900 个请求。 使用 NGINX 作为反向代理服务器来处理静态文件后,该网站每秒可处理超过 1600 个请求,接近两倍的性能提升。

下面是该网站做上述性能提升的配置代码:

nginx

server {
 
listen 80;
 
server_name www.js-code.com;
 
root /mnt/app;
 
index index.html index.htm;
 
location /static/ {
 
try_files $uri $uri/ =404;
 
}
 
location /api/ {
 
proxy_pass http://www.js-code.com;
 
}
 
}

实现 Node.js 负载均衡

最终目标— Node.js 运行多个应用服务器,并在这些服务器之间均衡负载。

Node.js 实现负载均衡是比较困难的,因为 Node.js 允许浏览器端 JavaScript 和 服务器端 Node.js 通过 json 做数据交互,这就意味着同一个客户端可以反复的访问一个特定的应用服务器,而且多个应用服务器之间共享 session也是比较困难的。

NGINX 实现无状态负载均衡的方式:

Round Robin. 新的请求去列表中的下一个服务器

Least Connections. 新的请求去连接数最少的服务器

IP Hash. 根据客户端 IP 的 hash 值指定服务器

只有 IP Hash 这一种能够可靠的把客户端请求代理到同一台服务器的方式才能使 Node.js 应用服务器受益。

代理 WebSocket 连接

所有版本的 HTTP 都是为客户端主动请求服务器来设计的,而 WebSocket 可以实现服务器主动向客户端的消息推送。

WebSocket 协议使客户端和服务器端的稳定交互更加简单,同时也提供更小的交互延迟。当你需要一个全双工的通讯,即客户端和服务器都可以在需要时主动发起消息请求,那么使用 WebSocket 就对了。

WebSocket 协议有健全的 JavaScript 接口,因此也原生适合用 Node.js 作为应用服务器。当连接数上升,使用 NGINX 在客户端和 Node.js 服务器端做代理来缓存静态文件和负载均衡就变得非常有意义。

实现 SSL/TLS 和 HTTP/2

越来越多的网站使用 SSL/TLS 来保证信息交互的安全性,你也可以考虑是否要把它加入到你的网站中,但如果你决定要做,那么 NGINX 有两种方式来支持它:

你可以使用 NGINX 做 SSL/TLS 反向代理,Node.js 服务器使用解密后的请求然后返回未加密的内容给 NGINX。

使用 HTTP/2 可以抵消 SSL/TLS 带来的性能开销,NGINX 支持 HTTP/2, 所以你可以同时使用 HTTP/2 和 SSL 代理请求,而你的 Node.js 服务器不需要做任何更改。

在实现阶段你需要更新 Node.js 配置文件中的 URL, 在你的 NGINX 配置文件中使用 SPDY 或者 HTTP/2 优化连接。添加 HTTP/2 支持意味着支持 HTTP/2 的浏览器可以使用新的协议和你的应用交互,而老的浏览器继续使用 HTTP/1.x。

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总结

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