Node.js里的性能杀手和终极解决方案

Posted 2021-04-25 技术风向标

node里有不少用法是性能杀手，用得不好的话会导致app性能下降，大大拖你的node app的后腿。然而优化Node App的终极大招也是最简单直接的方法，其实就是升级Node.js. 

要知道，如果某个方法里包含有不可优化的模式，即便它很常见，javascript引擎也不会去优化它。

下图总结了一些常见的用法在Node.js各个版本里是否能被优化：

可以看出，有些模式随着Node.js版本的升级，其性能也在优化，不再是性能杀手。

下面我们来逐个过一遍表里的这些模式，每个模式都有：

1. 代码示例；

2. 对该语言特征/模式的简短描述，并尽量解释为什么V8无法对它进行优化。
   

Rest参数

function exec(...rest) {

    return rest[0];

}

Rest参数在ECMAScript 2015规范中引入，作为arguments 对象的辅助。 

目前，V8不会对使用了这个功能的方法做优化。

访问并不存在的参数索引

function exec(/* no arguments */) {

    var arg = arguments[1];

}

arguments对象在ECMAScript第一版引入，用于向函数签名中增加多态。

就我所知，目前在V8中只有两种arguments的用法不是性能杀手。

调试声明

function exec() {

    debugger;

}

调试声明（debugger statement）在ECMAScript规范的第三版中正式引入。使用之后可能会改变脚本的执行工作流程。

对使用了调试声明的函数进行优化的过程非常复杂。 不过无论如何，生产代码中是不应该有任何调试语句的。

关键字在循环外部的'for...in'循环

function exec() {

    var obj = {};

    for (key in obj) {}

}

for...in循环把V8团队折磨得很惨，因为他们为此专门在blog里写了文章Fast For-In in V8:

https://v8project.blogspot.fr/2017/03/fast-for-in-in-v8.html

闭包导致arguments的泄漏

function exec() {

    var args = arguments;

    return function() {

      return args;

    }

  }

Bluebird wiki里有篇很好的文章专门针对arguments泄漏问题:

https://github.com/petkaantonov/bluebird/wiki/Optimization-killers#32-leaking-arguments

对象字面量中有getter或者setter

function exec() {

    var obj = {

      get prop() {

        return 1;

      }

    };

  }

function exec() {

    var obj = {

      set prop(value) {

      }

    };

  }

如果能访问对象的属性，ECMAScript可以用一种强大的方式来执行代码。但是这可能会对对象的成员类型引入多态。

用arguments重写命名函数的参数

function exec(arg0) {

    var foo = arguments[0];

    arg0 = 'foo';

  }

再说一次，这就是上文提到的“用arguments”。V8不喜欢你们把arguments弄得乱七八糟。

把arguments传给call()

function exec() {

    Array.prototype.slice.call(arguments);

  }

  

如果你想把某个函数的参数从一个方法传给另一个方法，千万不要用Function.prototype.call，而要用Function.prototype.apply。因为apply把类Array对象当作第二个参数，你可以直接把参数对象传给它：myFunction.apply(null, arguments)

对arguments和对const/let变量的phi用法

function test1() {

        var _arguments = arguments;

        if (0 === 0) { // anything evaluating to true, except a number or `true`

            _arguments = [0]; // Unsupported phi use of arguments

        }

    }

function test() {

        for (let i = 0; i < 0; i++) {

            const x = __lookupGetter__; // `__lookupGetter__` and

        }

        const self = this; // `this` should both be present for this to happen

    }

返回arguments

function exec() {

    return arguments;

  }

这就是所谓的arguments泄漏，几乎不可能对这样的函数进行优化。

Yield

function* exec() {

    yield 0;

}

ECMAScript 2016中引入了Generators。对V8来说这种对象的行为很奇怪，因为这些函数可以先退出再重新进来。

目前V8不对generator做优化。

给arguments对象赋值

function exec() {

    arguments = 'foo';

}

在以前，这种模式是不会被优化的，跟上文提到的原因一样，这也是因为用了arguments对象。

不过好像最新版已经可以优化它了。

调用`eval()`

function exec() {

    eval('var foo = 5;');

}

同样，这样的用法以前是不会被优化的。eval是一个自带黑魔法的函数，它计算JavaScript字符串，把它作为脚本代码来执行并且返回字符串。

这决定了它的不稳定的性质，但最新版引擎也会优化它，这得多谢它的新架构：TurboFan

`try…catch…finally`/`try…finally`/ `try…catch`

function exec() {

    try {} catch (e) {} finally {}

}

view rawtry-catch-finally.js hosted with ❤ by GitHub

function exec() {

    try {} finally {}

}

view rawtry-finally.js hosted with ❤ by GitHub

function exec() {

    try {} catch (e) {}

}

这可以算是V8对常用结构最酷的一次强化了，可能还是得归功于它的新的优化编译器TurboFan。

用Function.prototype.bind()绑定函数

var exec = function() {};

exec.bind(null)();

Function.prototype.bind在ECMAScript 5.1中引入，通过将上下文（this和arguments）与另一个函数绑定的方式，实现用一个函数创建另一个新函数。

Benedikt Meurer针对这个话题写了一篇好文章：

http://benediktmeurer.de/2016/01/14/optimizing-bound-functions-further/

数组为参数的`for…in`循环

function exec() {

    var arr = [1, 2];

    for (var key in arr) {}

}

前面曾经说过，for...in循环让V8团队非常头疼，我再一次建议你们读一读他们的博客文章：

https://v8project.blogspot.fr/2017/03/fast-for-in-in-v8.html

超过128个case的`switch`语句

function exec(arg) {

    switch (arg) {

        case 1: break;

        case 2: break;

        ...

        case 128: break;

        case 129: break;

    }

}

以前，这样臃肿的switch是不会被优化的，不过V8团队已经解除了这个限制，现在已经可以被优化了。

总的来看，升级node.js之后会对你的node app有性能提升，而 要想彻底优化你的node应用，还得对V8 JavaScript引擎有深入的了解。

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