面试题：Node.js 性能监控工具集成之如何利用 Node.js 原生模块和第三方工具监控内存泄漏

Question

在Node.js应用中，内存泄漏是影响性能的常见问题。请阐述如何结合Node.js原生的process.memoryUsage()方法以及像Node.js heapdump这样的第三方工具，实时监控内存使用情况并定位内存泄漏的源头。要求详细说明实现步骤和关键代码逻辑。

Answer 1

1. 使用 process.memoryUsage() 实时监控内存使用基础信息

1. 实现步骤：
   • 在Node.js应用的关键位置，比如主程序入口或者性能敏感的函数内部，周期性调用 process.memoryUsage() 方法。
   • 将返回的内存使用信息记录下来，以便后续分析。
2. 关键代码逻辑：

setInterval(() => {
    const memoryUsage = process.memoryUsage();
    console.log(`RSS: ${memoryUsage.rss} bytes`);
    console.log(`Heap Total: ${memoryUsage.heapTotal} bytes`);
    console.log(`Heap Used: ${memoryUsage.heapUsed} bytes`);
}, 5000);

- 上述代码使用 `setInterval` 每5秒打印一次内存使用信息。`rss` 是进程的常驻集大小（resident set size），表示进程在内存中占用的总字节数。`heapTotal` 和 `heapUsed` 分别表示V8堆的总大小和已使用大小。

2. 结合 heapdump 第三方工具定位内存泄漏源头

1. 安装 heapdump：
   • 在项目目录下执行 npm install heapdump 安装该工具。
2. 实现步骤：
   • 在应用启动时，设置一个用于触发堆快照的机制，比如通过HTTP接口或者特定信号。
   • 当检测到内存使用异常（通过 process.memoryUsage() 监控发现 heapUsed 持续增长等情况）时，触发堆快照。
   • 分析堆快照文件，找出引用链过长或者存在循环引用的对象，这些可能是内存泄漏的源头。
3. 关键代码逻辑：

const http = require('http');
const heapdump = require('heapdump');

http.createServer((req, res) => {
    if (req.url === '/dump') {
        heapdump.writeSnapshot((err, filename) => {
            if (err) {
                console.error('Error writing heap snapshot:', err);
                res.statusCode = 500;
                res.end('Error writing heap snapshot');
            } else {
                console.log('Heap snapshot written to:', filename);
                res.statusCode = 200;
                res.end('Heap snapshot written successfully');
            }
        });
    } else {
        res.statusCode = 404;
        res.end('Not Found');
    }
}).listen(3000, () => {
    console.log('Server running on port 3000');
});

- 上述代码创建了一个简单的HTTP服务器，当访问 `/dump` 路径时，使用 `heapdump.writeSnapshot` 方法生成堆快照文件。生成的堆快照文件可以使用Chrome DevTools等工具打开分析，在 `Profiles` 标签页中加载快照文件，通过查看对象的保留大小（Retained Size）和引用关系来定位内存泄漏的对象。