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认识

2024年12月25日
柏拉文
越努力，越幸运

一、GC​

1.1 nodejs_gc_duration_seconds​

nodejs_gc_duration_seconds 记录垃圾回收（GC）的持续时间。

二、ART​

ART (Active Request Time)，即活跃请求时间。在 Node.js 应用程序中，ART 指标用于表示处理某个请求的时间。具体而言，它衡量的是从接收到请求到处理完成的整个周期所消耗的时间，通常用秒或毫秒为单位。ART 可以帮助识别请求处理中的性能瓶颈。如果 ART 数值较高，说明请求的处理时间较长，可能是由于计算密集型操作、数据库查询、外部服务依赖等原因造成的。通过监控 ART 指标，可以在不同路由和方法级别上查看哪些请求花费的时间较长，从而进行优化，比如增加缓存、优化查询、减少阻塞操作等。

三、QPS​

3.1 真实 QPS​

QPS (Queries per Second) 是衡量系统处理能力的一个重要指标，通常用于表示系统在每秒钟能够处理多少个请求。真实 QPS 是一种专注于计算真实、有效请求的 QPS 指标，区别于那些可能被错误请求、健康检查、静态资源请求等所影响的总 QPS。也就是说，真实 QPS 更关注的是应用层实际处理的请求，通常用来反映应用的实际负载。真实 QPS 能够帮助评估实际业务请求的流量，帮助开发人员和运维团队进行容量规划。

真实 QPS 计算的是每秒处理的有效请求数，通常会排除掉错误请求、无效请求、超时请求等。更多地关注系统健康状况和正常请求的处理能力，排除掉可能对应用健康产生负面影响的请求。

TPS 用来衡量系统处理每秒原子事务的能力，适用于那些涉及多个操作、需要事务保证的一致性的场景。TPS 则更侧重于事务处理，尤其是那些需要保证一致性和原子性的操作。例如: 在数据库中，一个事务可能包括插入、更新和删除等操作。QPS 用来衡量系统处理每秒请求的能力，通常适用于 无状态请求，且不需要事务处理的场景。QPS 是一个更宽泛的概念，适用于大多数的 HTTP 请求和查询操作，关注的是请求的频率。例如，一个 HTTP 请求可能只是查询或获取资源，并不涉及多步骤的操作。

3.2 每秒 QPS​

每秒 QPS（Queries Per Second） 是衡量系统每秒处理的请求数量的指标，通常用于衡量一个 Web 应用或服务的吞吐量。在 Node.js 中，QPS 代表每秒钟 HTTP 请求的数量。这个指标对于监控系统性能、分析应用负载、预测资源需求和调优服务器性能非常有用。了解高负载时的 QPS，可以帮助我们提前进行容量规划，避免系统崩溃。可以根据设定的阈值，监控 QPS 指标来触发警报，及时发现系统故障或瓶颈。

每秒 QPS：计算的是每秒处理的请求数，不区分请求类型和状态，所有请求都会计入。更多地用于吞吐量、系统负载的监控，帮助了解系统在特定时间段内的处理能。

TPS 用来衡量系统处理每秒原子事务的能力，适用于那些涉及多个操作、需要事务保证的一致性的场景。TPS 则更侧重于事务处理，尤其是那些需要保证一致性和原子性的操作。例如: 在数据库中，一个事务可能包括插入、更新和删除等操作。QPS 用来衡量系统处理每秒请求的能力，通常适用于 无状态请求，且不需要事务处理的场景。QPS 是一个更宽泛的概念，适用于大多数的 HTTP 请求和查询操作，关注的是请求的频率。例如，一个 HTTP 请求可能只是查询或获取资源，并不涉及多步骤的操作。

四、TPS​

TPS (Transactions Per Second) 是衡量系统或服务每秒处理多少事务的指标。它通常用于监控数据库、消息队列和应用层的事务处理能力。对于 Web 服务而言，TPS 代表的是每秒钟系统能够处理的业务请求或事务的数量。通过对 TPS 的监控，系统架构师可以更好地规划服务器的扩容和负载均衡，以适应日益增长的负载。如果 TPS 达到一定阈值并出现下降或不稳定，可以及时发现潜在的性能瓶颈或资源不足问题。

TPS 用来衡量系统处理每秒原子事务的能力，适用于那些涉及多个操作、需要事务保证的一致性的场景。TPS 则更侧重于事务处理，尤其是那些需要保证一致性和原子性的操作。例如: 在数据库中，一个事务可能包括插入、更新和删除等操作。QPS 用来衡量系统处理每秒请求的能力，通常适用于 无状态请求，且不需要事务处理的场景。QPS 是一个更宽泛的概念，适用于大多数的 HTTP 请求和查询操作，关注的是请求的频率。例如，一个 HTTP 请求可能只是查询或获取资源，并不涉及多步骤的操作。

五、CPU​

5.1 CPU 负载​

CPU 负载 描述的是系统中等待 CPU 执行的任务数量。一般来说，它可以理解为系统队列中任务的数量，包括正在运行和等待运行的任务。CPU 负载的数值越高，说明系统任务越多，CPU 负载越重；数值越低，说明系统任务较少，CPU 有更多的闲暇时间。

CPU 负载 通常以平均值的形式显示，分为 1 分钟平均负载、5 分钟平均负载 和 15 分钟平均负载。这些数值分别表示系统在过去 1 分钟、5 分钟 和 15 分钟内 的平均负载。这个平均值可以帮助我们判断系统的负载趋势和波动情况。

CPU 负载 反映的是系统的整体负载情况，表示系统的繁忙程度，包括等待 CPU 和 I/O 资源的进程。负载不一定与 CPU 使用率直接相关。

5.2 CPU 使用率​

CPU 使用率 是一个衡量计算机中央处理单元（CPU）在给定时间内有多忙碌的指标。它表示在 CPU 能够使用的时间里，CPU 实际上被使用的时间百分比。简单来说，CPU 使用率反映了计算机的处理能力被消耗的程度。

  1. 0% CPU 使用率意味着 CPU 完全空闲，没有任何任务在运行

  2. 100% CPU 使用率意味着 CPU 在该时刻完全处于工作状态，没有闲置

CPU 使用率 主要关注的是 CPU 资源的实际使用情况，反映了 CPU 被占用的百分比。如果系统 CPU 使用率很高，通常意味着系统忙于处理任务。

5.3 process_cpu_seconds_total​

process_cpu_seconds_total (总 CPU 时间)： 这个指标将 用户 CPU 时间 和 系统 CPU 时间 相加，表示 Node.js 进程在用户态和系统态的总 CPU 使用时间，单位为秒。

5.4 process_cpu_user_seconds_total​

process_cpu_user_seconds_total (用户 CPU 时间)： 这个指标用于跟踪 Node.js 进程在用户态（用户空间）花费的总 CPU 时间，单位为秒。用户态是指进程执行应用程序代码的时间。

5.5 process_cpu_system_seconds_total​

process_cpu_system_seconds_total (系统 CPU 时间)： 该指标用于跟踪 Node.js 进程在内核态（操作系统内核空间）花费的总 CPU 时间，单位为秒。系统态时间通常用于处理系统调用（如文件读写、网络请求等）和其他内核任务。

六、内存​

6.1 heap_size_used​

heapUsed: 当前已使用的堆内存量（字节）。

process.memoryUsage() 主要提供进程级别的内存统计信息，包含了堆的总大小、已用大小、外部内存（如 C++ 绑定）的使用情况以及进程的常驻集内存, 是 Node.js 级别的简化接口，适合快速查看进程内存的总体情况; v8.getHeapStatistics() 提供更详细的堆内存统计信息，具体到堆内存的不同区域（如新生代、老生代等）的使用情况, 适用于需要深入分析堆内存使用情况的场景。

这两者并不是完全替代的关系，而是可以结合使用。process.memoryUsage() 更适合监控整个进程的内存使用情况，而 v8.getHeapStatistics() 则为需要深入堆内存分析的场景提供了更多的细节。

6.2 heap_size_total​

heapTotal: 堆内存的总量（字节）。

process.memoryUsage() 主要提供进程级别的内存统计信息，包含了堆的总大小、已用大小、外部内存（如 C++ 绑定）的使用情况以及进程的常驻集内存, 是 Node.js 级别的简化接口，适合快速查看进程内存的总体情况; v8.getHeapStatistics() 提供更详细的堆内存统计信息，具体到堆内存的不同区域（如新生代、老生代等）的使用情况, 适用于需要深入分析堆内存使用情况的场景。

这两者并不是完全替代的关系，而是可以结合使用。process.memoryUsage() 更适合监控整个进程的内存使用情况，而 v8.getHeapStatistics() 则为需要深入堆内存分析的场景提供了更多的细节。

6.3 external_memory​

external: 外部内存（例如 C++ 插件、V8 之外的内存等）的使用量（字节）。

process.memoryUsage() 主要提供进程级别的内存统计信息，包含了堆的总大小、已用大小、外部内存（如 C++ 绑定）的使用情况以及进程的常驻集内存, 是 Node.js 级别的简化接口，适合快速查看进程内存的总体情况; v8.getHeapStatistics() 提供更详细的堆内存统计信息，具体到堆内存的不同区域（如新生代、老生代等）的使用情况, 适用于需要深入分析堆内存使用情况的场景。

这两者并不是完全替代的关系，而是可以结合使用。process.memoryUsage() 更适合监控整个进程的内存使用情况，而 v8.getHeapStatistics() 则为需要深入堆内存分析的场景提供了更多的细节。

6.4 resident_memory​

rss: 常驻内存集（Resident Set Size），即进程使用的总内存，包括所有的堆内存和外部内存等。

process.memoryUsage() 主要提供进程级别的内存统计信息，包含了堆的总大小、已用大小、外部内存（如 C++ 绑定）的使用情况以及进程的常驻集内存, 是 Node.js 级别的简化接口，适合快速查看进程内存的总体情况; v8.getHeapStatistics() 提供更详细的堆内存统计信息，具体到堆内存的不同区域（如新生代、老生代等）的使用情况, 适用于需要深入分析堆内存使用情况的场景。

这两者并不是完全替代的关系，而是可以结合使用。process.memoryUsage() 更适合监控整个进程的内存使用情况，而 v8.getHeapStatistics() 则为需要深入堆内存分析的场景提供了更多的细节。

6.5 heap_space_size_used​

v8.getHeapSpaceStatistics() 是 V8 引擎提供的一个方法，它可以返回关于堆空间的详细统计信息。V8 将堆内存划分为多个空间，每个空间代表堆的不同区域，例如 新生代（new space）、老生代（old space）、代码空间（code space）、大型对象空间（large object space） 等。

通过 v8.getHeapSpaceStatistics()，你可以得到关于各个堆空间的详细内存使用情况，该方法返回一个数组，每个元素代表一个堆空间的统计信息，包含以下字段：

  • space_name: 堆空间的名称（例如 new_space, old_space, code_space, large_object_space）。

  • space_size: 堆空间的总大小（字节）。

  • space_used_size: 堆空间的已用内存（字节）。

  • space_available_size: 堆空间的可用内存（字节）。

6.6 heap_space_size_total​

v8.getHeapSpaceStatistics() 是 V8 引擎提供的一个方法，它可以返回关于堆空间的详细统计信息。V8 将堆内存划分为多个空间，每个空间代表堆的不同区域，例如 新生代（new space）、老生代（old space）、代码空间（code space）、大型对象空间（large object space） 等。

通过 v8.getHeapSpaceStatistics()，你可以得到关于各个堆空间的详细内存使用情况，该方法返回一个数组，每个元素代表一个堆空间的统计信息，包含以下字段：

  • space_name: 堆空间的名称（例如 new_space, old_space, code_space, large_object_space）。

  • space_size: 堆空间的总大小（字节）。

  • space_used_size: 堆空间的已用内存（字节）。

  • space_available_size: 堆空间的可用内存（字节）。

6.7 heap_space_size_available​

v8.getHeapSpaceStatistics() 是 V8 引擎提供的一个方法，它可以返回关于堆空间的详细统计信息。V8 将堆内存划分为多个空间，每个空间代表堆的不同区域，例如 新生代（new space）、老生代（old space）、代码空间（code space）、大型对象空间（large object space） 等。

通过 v8.getHeapSpaceStatistics()，你可以得到关于各个堆空间的详细内存使用情况，该方法返回一个数组，每个元素代表一个堆空间的统计信息，包含以下字段：

  • space_name: 堆空间的名称（例如 new_space, old_space, code_space, large_object_space）。

  • space_size: 堆空间的总大小（字节）。

  • space_used_size: 堆空间的已用内存（字节）。

  • space_available_size: 堆空间的可用内存（字节）。

七、句柄​

在 Node.js 中，句柄（Handles） 通常指的是进程中打开的各种资源，如文件描述符、TCP/UDP 套接字、进程的 I/O 等等。每个句柄都占用一些内存，并且可以影响系统的性能。

在 Node.js 中，文件句柄 和 网络连接句柄 是最常见的两种类型。要计算句柄，我们通常会查看进程的打开文件描述符的数量。这些句柄可以通过 process._getActiveHandles() 来获取。

  • process._getActiveHandles() 返回当前 Node.js 进程的所有活动句柄（如 TCP、UDP、定时器、请求等）。

  • process._getActiveRequests() 返回当前 Node.js 进程中的所有活动请求（如 HTTP 请求等）。

八、事件循环​

在 Node.js 中，事件循环延迟是一个重要的性能指标，它反映了 Node.js 事件循环处理异步任务的效率。我们可以通过两种方式来计算事件循环的延迟时间：一种是基于 process.hrtime()，另一种是通过 Node.js 提供的 perf_hooks 模块中的 monitorEventLoopDelay API。