1. 合理设置线程池大小
- 理解线程池：Node.js 的线程池主要用于处理一些无法通过异步 I/O 直接处理的阻塞操作，如
fs.readFileSync 这类同步文件操作（虽然不推荐在高并发中使用同步操作，但某些场景下可能无法避免）以及 crypto 模块的一些计算密集型任务。
- 设置原则：
- 经验法则：一般可以根据服务器的 CPU 核心数来初步设定线程池大小。例如，如果服务器是 8 核 CPU，可以将线程池大小设置为 4 - 8 之间。因为如果线程池过大，线程之间的上下文切换开销会增加，反而影响性能；如果过小，又无法充分利用 CPU 资源。
- 动态调整：可以通过性能监控工具来观察应用在不同负载下的线程池使用情况，动态调整线程池大小。例如，使用
node:worker_threads 模块配合性能分析工具，实时监控任务队列长度、线程执行时间等指标，根据这些指标来调整线程池大小。
2. 利用集群（cluster）模块
- 理解集群模块：Node.js 的
cluster 模块允许应用程序在多个进程中运行，每个进程称为一个工作进程（worker）。这些工作进程共享相同的服务器端口，利用多核 CPU 的优势，提高应用程序的性能和稳定性。
- 使用方式：
const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;
if (cluster.isMaster) {
console.log(`主进程 ${process.pid} 正在运行`);
for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
cluster.fork();
}
cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
console.log(`工作进程 ${worker.process.pid} 已退出`);
});
} else {
http.createServer((req, res) => {
res.writeHead(200);
res.end('你好世界\n');
}).listen(8000);
console.log(`工作进程 ${process.pid} 已启动`);
}
- **负载均衡**：`cluster` 模块默认采用轮询的方式将客户端请求分配到各个工作进程。对于 I/O 密集型应用，这种方式通常能较好地均衡负载。但对于一些特定场景，如某些请求可能与特定的状态或数据相关联，可能需要自定义负载均衡策略。例如，可以使用 `cluster.schedulingPolicy = cluster.SCHED_RR` （默认轮询策略）或 `cluster.schedulingPolicy = cluster.SCHED_NONE` （自定义策略），然后通过消息传递机制在主进程和工作进程之间协调请求分发。
3. 优化事件循环以提高异步 I/O 性能
- 理解事件循环：Node.js 的事件循环是其实现异步编程的核心机制。它不断地从任务队列中取出任务并执行，包括 I/O 回调、定时器回调等。
- 优化方法：
- 减少长时间运行的同步任务：确保事件循环不会被长时间阻塞。避免在事件循环中执行大量的同步计算或 I/O 操作。如果有必要进行计算密集型任务，可以将其放到
worker_threads 中执行，这样不会阻塞事件循环。
- 合理使用定时器：对于定时器任务，要注意设置合适的延迟时间。避免设置过小的延迟时间导致过多的定时器任务堆积在事件循环队列中，增加事件循环的压力。例如，如果只是为了周期性地执行一些轻量级的 I/O 操作（如定期检查文件更新），可以适当设置较长的间隔时间。
- 优化 I/O 操作：
- 使用异步 I/O 方法：尽量使用 Node.js 提供的异步 I/O 方法，如
fs.readFile 代替 fs.readFileSync。
- 批量处理 I/O：如果有多个相关的 I/O 操作，可以考虑批量处理。例如，对于多个文件读取操作，可以使用
Promise.all 来并行执行这些操作，减少事件循环的等待时间。
- 流处理：对于大文件的 I/O 操作，使用流（stream）来处理。流可以逐块读取或写入数据，而不是一次性加载整个文件，从而减少内存占用，提高 I/O 性能，并且不会阻塞事件循环。例如，使用
fs.createReadStream 和 fs.createWriteStream 来处理文件的读写操作。
