DevToolBoxFREE
BlogAdvertise

Node.js Performance Optimization: Clustering, Streams, Profiling

12 นาทีโดย DevToolBox

Node.js สามารถจัดการการเชื่อมต่อพร้อมกันหลายหมื่นรายการบนเซิร์ฟเวอร์เดียว คู่มือนี้ครอบคลุม clustering, streams, profiling และ กลยุทธ์การ caching

ทำความเข้าใจ Event Loop

Node.js เป็น single-threaded การบล็อก event loop จะบล็อกคำขอทั้งหมด

// NEVER do this — blocks the event loop
app.get('/compute', (req, res) => {
  // Synchronous CPU-heavy computation blocks ALL requests
  let result = 0;
  for (let i = 0; i < 1e9; i++) result += i;  // 1 billion iterations!
  res.json({ result });
});

// DO THIS instead — offload to worker thread
const { Worker, isMainThread, parentPort, workerData } = require('worker_threads');

app.get('/compute', (req, res) => {
  const worker = new Worker('./computeWorker.js', {
    workerData: { input: req.query.n }
  });
  worker.on('message', result => res.json({ result }));
  worker.on('error', err => res.status(500).json({ error: err.message }));
});

Clustering สำหรับประสิทธิภาพ Multi-Core

Node.js ทำงานบน CPU core เดียวโดยค่าเริ่มต้น

// Node.js Cluster Module — Use All CPU Cores
const cluster = require('cluster');
const os = require('os');
const express = require('express');

const NUM_WORKERS = os.cpus().length;

if (cluster.isPrimary) {
  console.log(`Primary ${process.pid} is running`);
  console.log(`Starting ${NUM_WORKERS} workers...`);

  // Fork workers
  for (let i = 0; i < NUM_WORKERS; i++) {
    cluster.fork();
  }

  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`Worker ${worker.process.pid} died (${signal || code}). Restarting...`);
    cluster.fork(); // Auto-restart crashed workers
  });

  cluster.on('online', (worker) => {
    console.log(`Worker ${worker.process.pid} is online`);
  });

} else {
  // Worker process — runs the actual server
  const app = express();

  app.get('/api/users', async (req, res) => {
    const users = await db.getUsers();
    res.json(users);
  });

  app.listen(3000, () => {
    console.log(`Worker ${process.pid} listening on port 3000`);
  });
}

// Alternative: PM2 cluster mode (recommended for production)
// pm2 start server.js -i max   # auto-detect CPU count
// pm2 start server.js -i 4     # explicit count

Streams สำหรับประสิทธิภาพหน่วยความจำ

Streams ช่วยให้ประมวลผลข้อมูลทีละส่วนโดยไม่ต้องโหลดทั้งหมดเข้าหน่วยความจำ

// Node.js Streams — Memory-Efficient Processing

const fs = require('fs');
const { Transform, pipeline } = require('stream');
const { promisify } = require('util');
const pipelineAsync = promisify(pipeline);

// 1. Stream a large file as HTTP response (no memory buffering)
app.get('/download/large-file', (req, res) => {
  const filePath = './large-file.csv';
  const stat = fs.statSync(filePath);

  res.setHeader('Content-Type', 'text/csv');
  res.setHeader('Content-Length', stat.size);
  res.setHeader('Content-Disposition', 'attachment; filename=data.csv');

  // Pipe file directly to response — never fully in memory
  fs.createReadStream(filePath).pipe(res);
});

// 2. Transform stream for CSV processing
class CsvParser extends Transform {
  constructor() {
    super({ objectMode: true });
    this.buffer = '';
    this.headers = null;
  }

  _transform(chunk, encoding, callback) {
    this.buffer += chunk.toString();
    const lines = this.buffer.split('\n');
    this.buffer = lines.pop(); // Keep incomplete line in buffer

    for (const line of lines) {
      if (!this.headers) {
        this.headers = line.split(',');
        continue;
      }
      const values = line.split(',');
      const record = {};
      this.headers.forEach((h, i) => record[h.trim()] = values[i]?.trim());
      this.push(record);
    }
    callback();
  }
}

// 3. Pipeline for reliable error handling
async function processLargeCsvFile(inputPath, outputPath) {
  await pipelineAsync(
    fs.createReadStream(inputPath),
    new CsvParser(),
    new Transform({
      objectMode: true,
      transform(record, enc, cb) {
        // Transform each record
        record.processed = true;
        cb(null, JSON.stringify(record) + '\n');
      }
    }),
    fs.createWriteStream(outputPath)
  );
  console.log('Processing complete');
}

กลยุทธ์การ Caching

Caching เป็นการปรับแต่งประสิทธิภาพที่มีผลกระทบสูงที่สุด

// Caching Strategies for Node.js

// 1. In-Memory LRU Cache
const { LRUCache } = require('lru-cache');

const cache = new LRUCache({
  max: 500,           // Maximum 500 items
  ttl: 5 * 60 * 1000, // 5 minutes TTL
  allowStale: true,   // Return stale value while refreshing
  updateAgeOnGet: true,
});

async function getUser(id) {
  const cacheKey = `user:${id}`;
  const cached = cache.get(cacheKey);
  if (cached) return cached;

  const user = await db.findUser(id);
  cache.set(cacheKey, user);
  return user;
}

// 2. Redis Cache with Stale-While-Revalidate
const Redis = require('ioredis');
const redis = new Redis();

async function getCachedData(key, fetchFn, ttl = 300) {
  const [cached, ttlRemaining] = await redis.pipeline()
    .get(key)
    .ttl(key)
    .exec();

  if (cached[1]) {
    const data = JSON.parse(cached[1]);

    // Background refresh when < 60 seconds remaining
    if (ttlRemaining[1] < 60) {
      fetchFn().then(fresh =>
        redis.setex(key, ttl, JSON.stringify(fresh))
      );
    }

    return data;
  }

  const data = await fetchFn();
  await redis.setex(key, ttl, JSON.stringify(data));
  return data;
}

// 3. HTTP Response Caching with ETags
app.get('/api/products', async (req, res) => {
  const products = await getProducts();
  const etag = require('crypto')
    .createHash('md5')
    .update(JSON.stringify(products))
    .digest('hex');

  if (req.headers['if-none-match'] === etag) {
    return res.status(304).end();
  }

  res.setHeader('ETag', etag);
  res.setHeader('Cache-Control', 'public, max-age=60, stale-while-revalidate=300');
  res.json(products);
});

คำถามที่พบบ่อย

ควรสร้าง worker threads หรือ cluster workers กี่ตัว?

สำหรับ cluster: สร้าง worker หนึ่งตัวต่อ CPU core, os.cpus().length workers

เมื่อไหร่ควรใช้ streams vs โหลดข้อมูลเข้าหน่วยความจำ?

ใช้ streams สำหรับไฟล์ขนาดเกิน 10MB การ pipe ข้อมูล และการประมวลผลแบบ incremental

flag --inspect คืออะไร?

flag --inspect เริ่มต้น Node.js โดยเปิดใช้งาน V8 inspector protocol

ทำไมแอป Node.js ของฉันถึงใช้หน่วยความจำมากขนาดนี้?

สาเหตุทั่วไป: memory leaks, cache โดยไม่มี eviction policy, dataset ขนาดใหญ่ใน memory

เครื่องมือที่เกี่ยวข้อง

𝕏 Twitterin LinkedIn
บทความนี้มีประโยชน์ไหม?

Stay Updated

Get weekly dev tips and new tool announcements.

No spam. Unsubscribe anytime.

Partner Picks

Sponsor this article

Place your product next to this developer topic with tracked clicks.

Ask about article sponsorship

ลองเครื่องมือที่เกี่ยวข้อง

This site uses cookies for analytics and to display ads. By continuing to browse, you agree. Privacy Policy