5個提升Node.js應用性能的技巧

「若是你的 node 服務器前面沒有 nginx, 那麼你可能作錯了。」— Bryan Hughes

Node.js 是使用 最流行的語言— JavaScript 構建服務器端應用的領先工具 。因爲能夠同時提供 web 服務器和應用服務器的功能，Node.js 被認爲是以微服務爲基礎的開發和部署的關鍵工具。

在後端開發中，Node.js 能夠替換或者擴展 Java 和 .NET。

Node.js 是單線程非阻塞 I/O, 使其能夠支持成千上萬的併發操做。這和 NGINX 解決 C10K 問題的方式一模一樣。Node.js 以高效的性能和開發效率著稱。

因此，到底哪裏作錯了？

Node.js 的一些缺陷使得以 Node.js 爲基礎的系統面臨潛在的性能問題甚至崩潰，這在系統流量迅速增加時表現的尤爲明顯。雖然 Node.js 是處理 web 應用邏輯的很好工具，但它並不擅長處理靜態文件，好比圖片和 JavaScript 文件，一樣不擅長多個服務器間的負載均衡。

爲了更好的使用 Node.js, 你須要把緩存靜態文件、代理、負載均衡、客戶端鏈接管理等功能交給 NGINX 去作。

下面是一些提升 Node.js 性能的建議：

實現一個反向代理服務器
緩存靜態文件
多服務器負載均衡
代理 WebSocket 鏈接
實現 SSL/TLS 和 HTTP/2
注：提高 Node.js 應用性能的最快方法是修改你的 Node.js 文件來利用多核處理器，查看這篇文章來學習如何充分利用服務器上的多核CPU。

1、實現一個反向代理服務器

相比大多數應用服務器，Node.js 能夠很輕鬆的處理大量的網絡流量，但這並非 Node.js 的設計初衷。

若是你有一個高流量的站點，提升性能的第一步是在你的 Node.js 前面放一個反向代理服務器。這能夠保護你的 Node.js 服務器免於直接暴露在網絡中，並且能夠容許你靈活的使用多個應用服務器作負載均衡和靜態文件緩存。

使用 NGINX 在一個已經存在的服務器前作反向代理，做爲 NGINX 的一個核心應用，已經被用於全世界成千上萬的站點中。

下面是使用 NGINX 做爲反向代理服務器的優勢：

• 簡化了權限處理和端口分配

• 更高效的處理靜態資源

• 更好的處理 Node.js 崩潰狀況

• 緩解 DoS 攻擊的影響

注：這篇文章解釋如何在 Ubuntu 14.04 或者 CentOS 環境中使用 NGINX 作反向代理服務器，並且使用 NGINX 在 Node.js 前作反向代理服務器是有效的。

2、緩存靜態文件

隨着流量的增加，以 Node 爲基礎的服務器開始顯現壓力。這時，你可能想作兩件事：

1. 使用更多的 Node.js 服務器。

2. 在多個服務器間作負載均衡

這其實很簡單，NGINX 一開始就是做爲反向代理服務器來實現的，這使其很容易作緩存和負載均衡等。

Modulus 的網站有一篇有用的文章，介紹了使用 NGINX 作 Node.js 反向代理服務器的性能提高。只使用 Node.js 時，做者的網站每秒能處理 900 個請求。 使用 NGINX 做爲反向代理服務器來處理靜態文件後，該網站每秒可處理超過 1600 個請求，接近兩倍的性能提高。

下面是該網站作上述性能提高的配置代碼：

nginx

server {
  listen 80;
  server_name static-test-47242.onmodulus.net;
  root /mnt/app;
  index index.html index.htm;
  location /static/ {
       try_files $uri $uri/ =404;
  }
  location /api/ {
       proxy_pass http://node-test-45750.onmodulus.net;
  }
}

3、實現 Node.js 負載均衡

最終目標— Node.js 運行多個應用服務器，並在這些服務器之間均衡負載。

Node.js 實現負載均衡是比較困難的，由於 Node.js 容許瀏覽器端 JavaScript 和 服務器端 Node.js 經過 json 作數據交互，這就意味着同一個客戶端能夠反覆的訪問一個特定的應用服務器，並且多個應用服務器之間共享 session也是比較困難的。

NGINX 實現無狀態負載均衡的方式：

Round Robin. 新的請求去列表中的下一個服務器
Least Connections. 新的請求去鏈接數最少的服務器
IP Hash. 根據客戶端 IP 的 hash 值指定服務器
只有 IP Hash 這一種可以可靠的把客戶端請求代理到同一臺服務器的方式才能使 Node.js 應用服務器受益。

4、代理 WebSocket 鏈接

全部版本的 HTTP 都是爲客戶端主動請求服務器來設計的，而 WebSocket 能夠實現服務器主動向客戶端的消息推送。

WebSocket 協議使客戶端和服務器端的穩定交互更加簡單，同時也提供更小的交互延遲。當你須要一個全雙工的通信，即客戶端和服務器均可以在須要時主動發起消息請求，那麼使用 WebSocket 就對了。

WebSocket 協議有健全的 JavaScript 接口，所以也原生適合用 Node.js 做爲應用服務器。當鏈接數上升，使用 NGINX 在客戶端和 Node.js 服務器端作代理來緩存靜態文件和負載均衡就變得很是有意義。

5、實現 SSL/TLS 和 HTTP/2

愈來愈多的網站使用 SSL/TLS 來保證信息交互的安全性，你也能夠考慮是否要把它加入到你的網站中，但若是你決定要作，那麼 NGINX 有兩種方式來支持它：

1. 你可使用 NGINX 作 SSL/TLS 反向代理，Node.js 服務器使用解密後的請求而後返回未加密的內容給 NGINX。

2. 使用 HTTP/2 能夠抵消 SSL/TLS 帶來的性能開銷，NGINX 支持 HTTP/2, 因此你能夠同時使用 HTTP/2 和 SSL 代理請求，而你的 Node.js 服務器不須要作任何更改。

在實現階段你須要更新 Node.js 配置文件中的 URL, 在你的 NGINX 配置文件中使用 SPDY 或者 HTTP/2 優化鏈接。添加 HTTP/2 支持意味着支持 HTTP/2 的瀏覽器可使用新的協議和你的應用交互，而老的瀏覽器繼續使用 HTTP/1.x。

總結

這篇博客描述了一些 Node.js 應用程序提高性能的主要方式，主要講述了 NGINX 和 Node.js 混合使用的方式。經過 NGINX 做爲反向代理, 你能夠緩存靜態文件、負載均衡、代理 WebSocket 鏈接、配置 SSL/TLS 和 HTTP/2 協議。

NGINX 和 Node.js 混合是公認的建立微型應用服務器的友好方式，也能夠靈活的擴展示存的以 SOA 爲基礎的項目，好比 Java 或者 microsoft.NET 項目。這遍文章幫你優化你的 Node.js 應用程序，若是你使用 Node.js, 那麼最好和 NGINX 搭配使用。

原文做者：Floyd Smith
翻譯自 MaxLeap 團隊_前端研發人員： Henry Bai
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