Node.js在Linux上的网络优化方法

Node.js 在 Linux 上的网络优化方法

一 系统层优化

• 文件描述符与进程限制
  • 提升进程可打开文件数与用户级限制，避免“Too many open files”。
  • 临时生效：执行 ulimit -n 65535；永久生效：在 /etc/security/limits.conf 增加

    * soft nofile 65535
    * hard nofile 65535
    

  • 注意：部分服务管理器（如 systemd）可能覆盖 limits，需在服务单元中单独设置 LimitNOFILE=65535。
• TCP/IP 内核参数（/etc/sysctl.conf 示例）

  # 连接队列与端口
  net.core.somaxconn = 65535
  net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
  net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535
  
  # 快速回收与复用
  net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
  net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
  
  # 保活探测
  net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
  
  # 接收缓冲与队列
  net.core.netdev_max_backlog = 2000
  

  • 应用：sudo sysctl -p
  • 说明：在 NAT/负载均衡 或高并发短连接场景，开启 tcp_tw_reuse 通常安全；tcp_tw_recycle 在多主机环境下可能导致问题，生产环境不建议开启。
• 传输与协议栈
  • 启用 Gzip/Brotli 压缩，减少传输体积（如 Express 使用 compression 中间件）。
  • 启用 HTTP/2（多路复用、头部压缩），可通过 Nginx 反向代理或 Node.js 原生 http2 模块实现。
  • 静态资源使用 CDN 与 Nginx 缓存，降低源站压力、缩短首包时间。

二 Node.js 应用层优化

• 并发与多核利用
  • 使用 集群模式（cluster） 启动与 CPU 核数 相同的工作进程，充分利用多核；结合 反向代理/负载均衡 分发连接。
• 异步与流式处理
  • 充分利用 异步 I/O，避免阻塞事件循环；大数据场景使用 Streams 降低内存占用、提升吞吐。
• 连接与协议
  • 长连接/微服务调用复用 HTTP Keep-Alive；按需启用 HTTP/2；对外部依赖设置合理 超时/重试 与 连接池。
• 缓存与数据访问
  • 使用 Redis/Memcached 做热点数据缓存；数据库查询加索引、使用连接池，减少频繁建立/销毁连接。
• 代理与静态资源
  • 以 Nginx 作为反向代理与静态资源服务器，处理 SSL/TLS 终止、HTTP/2、压缩、缓存，Node.js 专注业务逻辑。

三 代理 负载均衡与安全

• 反向代理与负载均衡
  • 使用 Nginx 进行反向代理与 轮询/最少连接 等策略的负载均衡；同时代理 WebSocket 可获得更稳定的长连接体验。
• TLS 与 HTTP/2
  • 在 Nginx 侧完成 SSL/TLS 终止与证书管理，启用 HTTP/2 提升多路复用与头部压缩效率。
• 静态资源与带宽控制
  • 通过 Nginx 缓存与压缩静态资源；必要时用 tc（Traffic Control）进行带宽与队列管理，保障关键业务带宽。

四 监控 调优与排障

• 运行与资源监控
  • 使用 PM2 进行进程守护与监控：pm2 start app.js、pm2 monit；结合日志与指标观察 CPU、内存、事件循环延迟、连接数 等。
• 性能分析
  • 结合 Chrome DevTools、Node.js 内置计时与事件循环分析，定位 慢查询、阻塞调用、内存泄漏 等瓶颈。
• 连接与端口可用性检查
  • 检查端口占用：ss -lntp | grep <port>；查看文件描述符使用：lsof -p <pid> | wc -l；确认当前 ulimit -n 与 /etc/security/limits.conf 是否生效。
• 调优顺序建议
  • 先优化 系统层（文件描述符、TCP 队列、端口范围）→ 再优化 传输层（压缩、HTTP/2、长连接）→ 最后优化 应用层（异步、流式、缓存、集群）。