Linux Node.js应用如何进行性能监控

Linux 下 Node.js 性能监控实操指南

一 监控体系与分层

• 建议采用分层监控：系统层、进程层、应用层、日志与链路层、可视化告警层，形成闭环。
• 常用工具与用途一览：
  • 系统层：top/htop、vmstat、iostat、free、df、sar、nmon、atop、perf、strace、tcpdump/Wireshark、Nethogs/iftop（CPU、内存、磁盘 I/O、网络、系统调用与抓包）
  • 进程层：PM2（进程管理、资源监控、日志聚合、自动重启）
  • 应用层：Node.js 内置 perf_hooks/process、v8-profiler、heapdump、node --inspect/–prof、Chrome DevTools
  • 日志与链路层：winston/morgan、ELK Stack/Graylog/Splunk
  • 可视化与告警层：Prometheus + Grafana、New Relic、Datadog、Uptime Kuma
  • 服务编排与可靠性：systemd（常驻进程、自动拉起、日志收集）

二 快速上手步骤

• 进程与日志
  • 使用 PM2 启动与守护：安装 npm i -g pm2；启动 pm2 start app.js --name my-api；查看状态 pm2 status；实时资源监控 pm2 monit；实时日志 pm2 logs my-api；设置自动重启与内存阈值：pm2 set pm2restartdelay 1000、pm2 set pm2maxrestarts 5、pm2 set pm2memoryrestart 100M。
• 系统资源
  • 快速巡检：top/htop（进程资源）、vmstat 1（系统整体）、iostat -x 1（磁盘）、free -m（内存）、df -h（磁盘空间）、sar -u 1 3（CPU 历史/实时）、nmon/atop（综合监控）。
• 运行与故障排查
  • 以服务运行并集中日志：systemd 服务 + journalctl -u my-app 查看 stdout/stderr 与重启原因。
  • 远程调试与剖析：启动 node --inspect 或 node --inspect-brk 连接 Chrome DevTools Performance 面板录制；CPU 热点用 node --prof 生成日志并用 node --prof-process 分析；内存泄漏用 heapdump 生成快照并用 DevTools Memory 面板分析。

三 关键指标与采集方法

• 建议重点观测的指标、采集方式与典型工具如下：

• 示例：用 prom-client 暴露 HTTP 请求时延直方图
  • 代码片段：
    • const promClient = require(‘prom-client’);
    • const httpRequestDurationMicroseconds = new promClient.Histogram({ name: ‘http_request_duration_ms’, help: ‘Duration of HTTP requests in ms’, labelNames: [‘method’, ‘route’, ‘code’], buckets: [0.1, 5, 15, 50, 100, 200, 300, 400, 500] });
    • app.use((req, res, next) => { const start = Date.now(); res.on(‘finish’, () => { const duration = Date.now() - start; httpRequestDurationMicroseconds .labels(req.method, req.route?.path || req.path, res.statusCode) .observe(duration); }); next(); });
  • 在 Prometheus 中配置抓取目标，在 Grafana 中绘制 P50/P95/P99 曲线并设置告警。

四 可视化与告警落地

• 自建可观测性栈：Prometheus 抓取 Node.js（prom-client）与系统指标，Grafana 做可视化仪表盘与阈值告警；适合对数据主权与成本可控的团队。
• 商业 APM：New Relic / Datadog 提供分布式追踪、错误跟踪、数据库与外部调用分析，开箱即用，适合快速提升可观测性覆盖。
• 可用性监控：Uptime Kuma 轻量自托管，支持 HTTP/HTTPS/TCP/Ping 等探针与 Telegram/Discord/Slack 通知，适合站点与接口存活监测。
• 日志中枢：使用 winston/morgan 输出结构化日志，接入 ELK/Graylog/Splunk 做检索、聚合与告警。

五 排障流程与优化建议

• 症状到工具映射
  • CPU 飙高：top/htop → 定位热点进程/线程；perf top -p <PID> 找热点函数；strace -p <PID> -c 看系统调用占比；Node 侧用 --prof + DevTools/火焰图确认 JS 执行热点。
  • 内存泄漏：PM2 monit/process.memoryUsage() 观察堆增长；生成 heapdump 快照，DevTools Memory 面板对比快照定位泄漏对象与引用链。
  • 请求变慢/超时：应用埋点或 APM 看 P95/P99 与错误率；DB 侧开启慢查询日志并用 EXPLAIN 优化索引与语句；必要时抓包 tcpdump 分析握手/重传与长尾延迟。
  • 磁盘/网络瓶颈：iostat 查 IOPS 与 await；df 看容量；iftop/Nethogs 定位进程带宽占用；结合业务日志与 DB 慢查询判断写入放大或外部依赖拥塞。
• 优化要点
  • 避免阻塞事件循环（大计算拆分、使用 Worker Threads/子进程）
  • 合理使用缓存（内存/Redis），减少重复计算与 I/O
  • 优化 SQL 与索引、批量写入、连接池与超时设置
  • 控制并发与背压，设置合理的请求超时与重试策略