Node 使用 100% CPU 吗？

Question

我对我在运行的节点进程中看到的内容感到有些困惑。主机上的 docker stats 显示容器使用了超过 100% 的 CPU。这让我认为节点进程正在最大化 CPU。当我在主机上运行 top 并看到节点进程使用超过 100% 的 CPU 时证实了这一点。

当我进入 docker 容器时，我看到该节点仅使用了 54% 的 CPU，并且处理在两个内核之间拆分。因为 Node 是单线程的，所以我期待看到一个内核最大化，另一个内核为 0。

我发现了这个 QA，看起来操作系统可能正在内核之间移动进程（对我来说是新闻）。 Is This Single Node.JS App Using Multiple Cores?

你能帮我解释一下结果吗？节点是否已达到最大值？或者因为容器中的进程显示 54% 的使用率可以达到 100% 吗？为什么节点容器的顶部显示节点的使用率为 54%，但两个内核的使用率为 45% + 46%。除了单节点进程之外，容器中什么都没有运行。我没有使用集群，尽管我包含的一个包可能是。

我问这一切是因为我试图了解我是否应该扩展这个 ECS 实例，或者节点是否可以处理更多。

Node.JS: 15.1.0
EC2 Instance: c5.large
NestJS: 7.3.1

Answer 1

不同的top

您所看到的（可能）是由于 top 的口味不同。

我会胡乱猜测，说您的 Docker 映像可能基于 Alpine？ Alpine 中的 top 命令是 busybox。它将每个进程的 CPU 使用率报告为 TOTAL 可用 CPU 数量 (nCPUs * 100%) 的百分比。

这与大多数其他类型的 top 不同，后者将每个进程的 CPU 使用率报告为 SINGLE CPU 的百分比。

两个顶部都显示相同的内容：每个 CPU 使用率约为 50%

这两个 top 屏幕截图实际上显示了相同的内容：node 进程使用了​​ 2 个 CPU 中每一个的大约 50%。

测试理论

我们可以通过以下方式进行测试：

# This will max out 1 cpu of the system
docker run --name stress --rm -d alpine sh -c 'apk add stress-ng && stress-ng --cpu 1'

# This shows the busybox top with usage as ratio of total CPUs
# press 'c' in top to see the per-CPU info at the top
docker exec -it stress top

# This will install and run procps top, with usage as a ratio of single CPU
docker exec -it stress sh -c 'apk add procps && /usr/bin/top'

在上面的屏幕截图中，我们可以看到 top 的两种不同风格。它们报告的 CPU 使用率相同，但上层报告为“100% CPU”（占单核的百分比），而下层报告为 6%（1/16 核 = 6.25%）。

这告诉我们关于 node 的 CPU 使用情况的什么信息？

Node 是单线程的，不能使用超过 100% 的 CPU。 ...有点。在幕后，Node 使用 libuv，它确实在孤岛中运行线程。例如，这就是 Node 接收 IO 操作的异步事件的方式。这些线程确实使用 CPU，并且可以将您的 CPU 使用率提高到 100% 以上。一些包也写成 add-ons to Node，这些也使用线程。

环境变量 UV_THREADPOOL_SIZE 限制了可以同时运行的 libuv 控制线程的最大数量。在运行节点之前将其设置为更大的数字（默认为 4）可能会消除瓶颈。

如果您正在执行一些 CPU 密集型操作，请考虑使用 cluster、Worker Threads、writing your own add-on 或生成单独的进程来进行计算。