高负载网络下Nginx与Node.js优化指南

Nginx优化配置

基础性能优化

1. 工作进程配置：

   worker_processes auto;  # 自动匹配CPU核心数
   worker_cpu_affinity auto;  # CPU亲和性绑定
   

2. 连接处理优化：

   events {
    worker_connections 10240;  # 每个worker的最大连接数
    use epoll;  # Linux下高性能事件模型
    multi_accept on;  # 同时接受多个连接
   }
   

3. 缓冲区优化：

   client_body_buffer_size 16k;
   client_header_buffer_size 1k;
   client_max_body_size 8m;
   large_client_header_buffers 4 8k;
   

反向代理优化

1. 连接复用：

   upstream nodejs_backend {
    server 127.0.0.1:3000;
    keepalive 64;  # 保持长连接
   }
   

2. 代理参数优化：

   proxy_http_version 1.1;
   proxy_set_header Connection "";
   proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m inactive=60m;
   

静态资源优化

location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
  expires 365d;
  add_header Cache-Control "public, no-transform";
  access_log off;
}

Node.js优化策略

进程管理

1. 使用集群模式：

   const cluster = require('cluster');
   const numCPUs = require('os').cpus().length;
   
   if (cluster.isMaster) {
    for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
      cluster.fork();
    }
   } else {
    require('./app');
   }
   

2. 使用PM2进程管理器：

   pm2 start app.js -i max  # 根据CPU核心数启动进程
   pm2 save
   pm2 startup
   

性能优化

1. 启用JIT编译：

   node --jitless --no-opt app.js  # 禁用某些情况下可能更高效
   

2. 内存管理：

   // 手动控制GC (谨慎使用)
   if (global.gc) {
    global.gc();
   }
   

3. 使用性能钩子：

   const { performance, PerformanceObserver } = require('perf_hooks');
   

异步优化

1. 使用async/await代替回调：

   async function fetchData() {
    try {
      const result = await someAsyncOperation();
      // 处理结果
    } catch (error) {
      // 错误处理
    }
   }
   

2. 限制并发：

   const { default: PQueue } = require('p-queue');
   const queue = new PQueue({ concurrency: 4 });
   

联合优化策略

1. 负载均衡配置：

   upstream nodejs_cluster {
    least_conn;  # 最少连接算法
    server 127.0.0.1:3000;
    server 127.0.0.1:3001;
    server 127.0.0.1:3002;
    keepalive 64;
   }
   

2. WebSocket优化：

   location /ws/ {
    proxy_pass http://nodejs_cluster;
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "upgrade";
   }
   

3. HTTP/2配置：

   listen 443 ssl http2;
   http2_max_concurrent_streams 128;
   

监控与调优工具

1. Nginx监控：

   • ngx_http_stub_status_module
   • Nginx Amplify
   • Prometheus + Grafana

2. Node.js监控：

   node --inspect app.js  # Chrome DevTools
   clinic doctor -- node app.js
   

3. 系统级监控：

   top
   htop
   nmon
   netdata
   

通过以上优化组合，可以显著提升高负载环境下Nginx和Node.js的性能表现。实际应用中应根据具体业务场景和负载特点进行针对性调整。