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Node JS Buffer使用理解

JavaScript 起初为浏览器而设计,没有读取或操作二进制数据流的机制。Buffer类的引入,则让NodeJS拥有操作文件流或网络二进制流的能力。

Buffer基本概念

Buffer 对象的内存分配不是在V8的堆内存中,而是Node在C++层面进行内存申请,可以理解为在内存中单独开辟了一部分空间,但是使用时分配内存则是由Node层面完成的,释放也是由Node中v8的gc机制自动控制。Buffer基本操作,这里不在赘述,官方文档很详细。

Buffer性能对比

通常,网络传输中,都需要将数据转换为Buffer。下面做一个性能对比实验。

1.使用纯字符串返回给客户端

const http = require('http');

let hello = ''
for (var i = 0; i < 10240; i++) {
  hello += "a";
}

console.log(`Hello:${hello.length}`)
// hello = Buffer.from(hello);

http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200);
  res.end(hello);
}).listen(8001);
复制代码

使用ab -c 200 -t 100 http://127.0.0.1:8001/命令来进行性能测试,发起200个并发客户端

string-200

使用字符串,QPS可以达到4019.70,传输率为40491.45KB每秒。

2.使用Buffer。将字符串转换为Buffer对象,再发给客户端。

const http = require('http');

let hello = ''
for (var i = 0; i < 10240; i++) {
  hello += "a";
}

console.log(`Hello:${hello.length}`)
hello = Buffer.from(hello);

http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200);
  res.end(hello);
}).listen(8001);
复制代码

取消Buffer转换的注释,同样使用ab -c 200 -t 100 http://127.0.0.1:8001/测试,同样发起200个并发客户端。

buffer-200

使用Buffer,QPS达到7130.05,传输率为71822.74KB每秒。 性能是原来的177%,极大的节省了服务器资源。 上面这个对比示例参考于《深入浅出Node JS》。

那么问题来了,为什么会有这么大的性能提升呢?

道理其实很简单,在NodeJS中,进行http传输时,若返回的类型为string,则会将string类型的参数,转换为Buffer,通过NodeJS中的Stream流,一点点的返回给客户端。如果我们直接返回Buffer类型,就没有了转换操作,直接返回,减少了CPU的重复使用率。这一部分逻辑见Node源码github.com/nodejs/node…

在上面性能对比示例中,返回string时,每次请求都需要将string装换成Buffer返回;而直接返回Buffer时,这个Buffer是我们启动服务时就存放在内存中的,每次请求直接返回内存中的Buffer即可,因此Buffer使用前后QPS提升了很多。

因此,我们在写业务代码时,部分资源可以预先转换为Buffer类型(如js、css等静态资源文件),直接返回buffer给客户端,再比如一些文件转发的场景,将获取到的内容储存为Buffer直接转发,避免额外的转换操作。

参考资料:

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