深刻NodeJS模塊os - 與操做系統「打交道」

讀了 os 模塊的文檔，研究了幾個有意思的問題：

• 🤔 識別操做系統平臺
• 🤔 理解和計算「平均負載」
• 🤔 理解和計算「cpu 使用率」
• 🤔 理解和計算「內存使用率」
• 🤔 查看運行時間

識別操做系統平臺

nodejs 提供了os.platform()和os.type()，能夠用來識別操做系統平臺。推薦使用: os.platform()

理解和計算「平均負載」

平均負載是指：單位時間內，系統處於可運行狀態和不可中斷狀態的平均進程數。它和 cpu 使用率沒有直接關係。

其中，這裏的可運行狀態指的是：正在使用 cpu 或正在等待 cpu 的進程。不可中斷狀態指的是：內核態關鍵流程中的進程。

在 nodejs 中，直接調用os.loadavg()能夠得到 一、5 和 15 分鐘的平均負載，它和 unix 命令uptime返回值同樣。

爲何須要關心平均負載這個問題呢？由於進程分爲 2 種，第一種就是「CPU 密集型」，它的 cpu 使用率和平均負載都是高的；第二種是「IO 密集型」，它的 cpu 使用率不必定高，可是等待 IO 會形成平均負載高。因此，cpu 使用率和平均負載共同反應系統性能。

平均活躍進程數最理想的狀態是 cpu 數量=平均負載，若是 cpu 數量 < 平均負載，那麼平均負載太高。

// 判斷是否平均負載太高
function isHighLoad() {
    const cpuNum = os.cpus().length;
    return os.loadavg().map(item => item > cpuNum);
}

理解和計算「cpu 使用率」

不少監控軟件都提供針對 cpu 使用率的「實時」監控，固然這個實時不是真的實時，有個時間差。這個功能，nodejs 如何實現呢？

第一步：封裝getCPUInfo()，計算獲取 cpu 花費的總時間與空閒模式花費的時間。

/** * 獲取cpu花費的總時間與空閒模式的時間 */
function getCPUInfo() {
    const cpus = os.cpus();
    let user = 0,
        nice = 0,
        sys = 0,
        idle = 0,
        irq = 0,
        total = 0;

    cpus.forEach(cpu => {
        const { times } = cpu;
        user += times.user;
        nice += times.nice;
        sys += times.sys;
        idle += times.idle;
        irq += times.irq;
    });

    total = user + nice + sys + idle + irq;

    return {
        total,
        idle
    };
}

第二步：當前時間點 t1，選定一個時間差 intervel，計算 t1 和 t1 + interval 這兩個時間點的 cpu 時間差與空閒模式時間差，返回 1 - 空閒時間差 / cpu時間差。返回的結果就是時間差 intervel 內的平均 cpu 使用率。

function getCPUUsage(interval = 1000) {
    const startInfo = getCPUInfo();

    return new Promise(resolve => {
        setTimeout(() => {
            const endInfo = getCPUInfo();

            const idleDiff = startInfo.idle - endInfo.idle;
            const totalDiff = startInfo.total - endInfo.total;
            resolve(1 - Math.abs(idleDiff / totalDiff));
        }, interval);
    });
}

使用方式以下：

getCPUUsage().then(usage => console.log("cpu使用率：", usage));

理解和計算「內存使用率」

cpu 的指標有平均負載、cpu 使用率，內存的指標有內存使用率。

藉助 nodejs 接口，實現很是簡單：

function getMemUsage() {
    return 1 - os.freemem() / os.totalmem();
}

查看運行時間

• nodejs 運行時間： process.uptime()
• 系統運行時間： os.uptime()

參考連接

• Node.js os doc
• 第三方擴展庫：os-utils
• 怎麼理解平均負載（一）
• 字節序（大小端）理解

放在最後

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