Nodejs监控事件循环异常示例详解

当我们在使用 Node.js 开发应用程序时，有时候会发现事件循环出现了异常，导致程序不能正常运行。为了解决这个问题，我们需要对 Node.js 的事件循环进行监控，及时发现并处理异常情况。本文将为大家介绍如何使用一些工具和方法来监控 Node.js 的事件循环异常。

简介

Node.js 是一个基于 JavaScript 的开源运行环境。它可以运行在服务器端，也可以在本地环境中使用。在 Node.js 中，事件循环（event loop）对于程序的运转来说非常重要。它使得 Node.js 可以处理一个高并发的请求，并且保持相对较低的 CPU 占用率。但是，当事件循环出现异常时，整个应用程序的稳定性就会受到影响。因此，了解如何监控 Node.js 的事件循环异常显得尤为重要。

监控方法

使用工具进行监控

• Node.js 自带的工具

Node.js 自带了一个可以监控事件循环的功能，命令行工具叫做 --prof。它可以将事件循环的时间分析和采样后生成日志信息，从而可以检测在事件循环中某些操作会造成性能符和卡顿问题。

运行 Node.js 程序时，可以通过下面的命令来开启 --prof 功能：

node --prof app.js

运行后，Node.js 会在当前目录下生成一个日志文件，文件名为 isolate-0xnnnnnnnnnnnn-v8.log。接着，通过下面的命令，可以将日志文件转换成更易读的格式：

node --prof-process isolate-0xnnnnnnnnnnnn-v8.log > processed.txt

经过处理后，读者可以在生成的文件 processed.txt 中查看具体的事件循环日志信息。它会按照时间顺序列出所有的事件循环阶段，包括该阶段内所有的 CPU 和 I/O 操作等。

• Node.js 应用层监控工具

当 Node.js 应用层监控工具（如 PM2、New Relic、AppDynamics、Dynatrace 等）的监控指标中出现事件循环数值异常或 CPU 占用率的情况时，它们可以将这些异常报告给管理员或开发人员。

举个例子，使用 PM2 监控应用程序的指标时，可以通过下面的命令来查看事件循环异常的数量：

pm2 monit

在代码中添加监控信息

• process.nextTick() 和 setImmediate()

process.nextTick() 和 setImmediate() 这两个方法是事件循环中的关键部分，通过在代码中添加监控信息，可以更加准确地了解事件循环的执行情况。

下面是示例代码：

const fs = require('fs');

function someAsyncOperation(callback) {
    fs.readFile('/path/to/file', callback);
}

const timeoutScheduled = Date.now();

setTimeout(() => {
    const delay = Date.now() - timeoutScheduled;
    console.log(`${delay}ms have passed since I was scheduled`);
}, 100);

someAsyncOperation(() => {
    const startCallback = Date.now();
    while (Date.now() - startCallback < 10) {}
    console.log('Blockinig I/O operation has completed');
});

process.nextTick(() => {
    console.log('process.nextTick() callback is fired');
});

setImmediate(() => {
    console.log('setImmediate() callback is fired');
});

在上述代码中，我们模拟了一个异步操作：读取一个文件。它会回调一个匿名函数，该函数会阻塞事件循环 10 毫秒。除此之外，它还设置了一个定时器，该定时器在 100 毫秒后会回调一个函数。process.nextTick() 和 setImmediate() 函数也被使用，它们会在代码执行完同步代码块后进入事件循环。这样一来，就能进行一些额外的监控操作。

在控制台上运行上述代码后，会输出以下信息：

process.nextTick() callback is fired
Blockinig I/O operation has completed
setImmediate() callback is fired
112ms have passed since I was scheduled

可以看出，process.nextTick() 和 setImmediate() 先于定时器回调函数执行，这是因为 nextTick 回调总是在当前操作后立即执行，即便操作循环执行的过程中并未出现事件。setImmediate() 也总是在当前操作的最后一个 I/O 事件循环之后执行，即便有计划的计时器仍然等待。

示例说明

示例一：通过 Node.js 自带的 --prof 工具监控事件循环

首先，安装 node-examples 库（如果没有安装的话）：

sudo apt-get install node-examples

进入 node-examples 的目录：

cd /usr/share/doc/node-examples/

找到 eventloop_status.js 文件，并以 --prof 参数运行它：

node --prof eventloop_status.js

等待一段时间后，日志文件就生成了。使用 --prof-process 命令处理日志文件：

node --prof-process isolate-0xnnnnnnnnnnnn-v8.log > processed.txt

最后，用文本编辑器打开 processed.txt 文件，即可查看 Node.js 的事件循环日志信息。

示例二：使用 process.nextTick() 和 setImmediate() 监控事件循环

在代码中添加 process.nextTick() 和 setImmediate() 函数，以便更好地监控事件循环的执行情况。

function asyncA() {
  process.nextTick(() => {
    console.log('asyncA process.nextTick 1');
  });
  setImmediate(() => {
    console.log('asyncA setImmediate 1');
  });
  console.log('asyncA sync');
  setTimeout(() => {
    console.log('asyncA setTimeout 1');
    process.nextTick(() => {
      console.log('asyncA process.nextTick 2');
    });
    setImmediate(() => {
      console.log('asyncA setImmediate 2');
    });
  }, 0);
}

function asyncB() {
  console.log('asyncB sync');
  process.nextTick(() => {
    console.log('asyncB process.nextTick 1');
  });
  setImmediate(() => {
    console.log('asyncB setImmediate 1');
  });
  setTimeout(() => {
    console.log('asyncB setTimeout 1');
    process.nextTick(() => {
      console.log('asyncB process.nextTick 2');
    });
    setImmediate(() => {
      console.log('asyncB setImmediate 2');
    });
  }, 0);
}

asyncA();
asyncB();

在运行代码后，会输出以下信息：

asyncA sync
asyncB sync
asyncA setImmediate 1
asyncB setImmediate 1
asyncA process.nextTick 1
asyncB process.nextTick 1
asyncA setTimeout 1
asyncB setTimeout 1
asyncA process.nextTick 2
asyncB process.nextTick 2
asyncA setImmediate 2
asyncB setImmediate 2

结论：从以上的输出信息可以看出，首先同步代码 asyncA sync 和 asyncB sync 都被执行。接下来，process.nextTick() 和 setImmediate() 调用的回调函数会在事件循环中执行。而作为 I/O 事件，setTimeout() 异步回调会在 process.nextTick() 和 setImmediate() 后面执行。因此，process.nextTick() 的回调函数总是比 setImmediate() 的回调函数先执行。而 setTimeout() 的回调函数总是在当前 I/O 循环的最后一个执行。