如何优化 Node.js 生产基础设施： 2025的最佳实践
Node.js 生产部署最佳实践来自我们经过实践检验的基础架构，该基础架构每天可处理数百万个请求。
在 Forward Email，我们花费了数年时间完善 Node.js 生产环境的搭建。本指南全面分享了我们久经考验的 Node.js 生产部署最佳实践，重点介绍性能优化、监控以及我们在扩展 Node.js 应用程序以处理每日数百万笔交易过程中积累的经验教训。
我们的单核性能优化革命达到 573%
当我们从英特尔迁移到 AMD Ryzen 处理器时，我们实现了 性能提升 573% 在我们的 Node.js 应用程序中。这不仅仅是一个小小的优化，它从根本上改变了我们的 Node.js 应用程序在生产环境中的性能，并证明了单核性能优化对于任何 Node.js 应用程序的重要性。
[!TIP] 对于 Node.js 生产部署的最佳实践，硬件选择至关重要。我们特意选择了 DataPacket 托管服务，因为他们支持 AMD Ryzen 处理器，因为 JavaScript 执行是单线程的，所以单核性能对于 Node.js 应用程序至关重要。
为什么单核性能优化对 Node.js 如此重要
我们从 Intel 迁移到 AMD Ryzen 的结果是：
- 性能提升 573% 在请求处理中（记录在 我们的状态页面的 GitHub 问题 #1519)
- 消除处理延迟 几乎即时的响应（在 GitHub 问题 #298)
- 更好的性价比 适用于 Node.js 生产环境
- 缩短响应时间 覆盖我们所有的应用程序端点
性能提升非常显著，我们现在认为 AMD Ryzen 处理器对于任何严肃的 Node.js 生产部署都至关重要，无论您运行的是 Web 应用程序、API、微服务还是任何其他 Node.js 工作负载。
相关内容
有关我们的基础设施选择的更多详细信息，请查看：
- 最佳电子邮件转发服务 - 性能比较
- 自托管解决方案 - 硬件建议
Node.js 生产环境设置：我们的技术栈
我们的 Node.js 生产部署最佳实践包含基于多年生产经验的精心技术选择。以下是我们使用的技术以及这些选择适用于任何 Node.js 应用程序的原因：
包管理器：pnpm，提高生产效率
我们使用的内容： pnpm （固定版本）
我们选择 pnpm 而不是 npm 和 yarn 作为我们的 Node.js 生产环境设置，因为：
- 安装时间更快 在 CI/CD 管道中
- 磁盘空间效率 通过硬链接
- 严格的依赖解析 防止幻影依赖
- 更好的性能 在生产部署中
[!NOTE] 作为 Node.js 生产部署最佳实践的一部分，我们固定了 pnpm 等关键工具的确切版本，以确保所有环境和团队成员的机器上的行为一致。
实施细节：
Web 框架：用于现代 Node.js 生产的 Koa
我们使用的内容：
我们选择 Koa 而非 Express 作为 Node.js 生产基础架构，是因为它拥有先进的 async/await 支持和更简洁的中间件组合。我们的创始人 Nick Baugh 曾为 Express 和 Koa 做出过贡献，这让我们对这两个框架的生产应用有了深入的了解。
无论您构建的是 REST API、GraphQL 服务器、Web 应用程序还是微服务，这些模式都适用。
我们的实施方案：
后台作业处理：Bree 实现生产可靠性
我们使用的内容： bree 调度程序
我们创建并维护 Bree 是因为现有的作业调度程序无法满足我们在 Node.js 生产环境中对工作线程支持和现代 JavaScript 特性的需求。这适用于任何需要后台处理、计划任务或工作线程的 Node.js 应用程序。
我们的实施方案：
错误处理：@hapi/boom 实现生产可靠性
我们使用的内容： @hapi/boom
我们在整个 Node.js 生产应用程序中使用 @hapi/boom 来构建结构化的错误响应。此模式适用于任何需要一致错误处理的 Node.js 应用程序。
我们的实施方案：
如何在生产环境中监控 Node.js 应用程序
我们在生产环境中监控 Node.js 应用程序的方法，是经过多年大规模运行应用程序的经验积累而不断演变的。我们实施多层监控，以确保任何类型的 Node.js 应用程序的可靠性和性能。
系统级 Node.js 生产监控
我们的核心实施： helpers/monitor-server.js
我们使用的内容： node-os-utils
我们的生产监控阈值（来自我们的实际生产代码）：
- 2GB 堆大小限制 带有自动警报
- 25% 内存使用率 警告阈值
- CPU 使用率 80% 警报阈值
- 75% 磁盘使用率 警告阈值
[!警告] 这些阈值适用于我们特定的硬件配置。在实施 Node.js 生产监控时，请查看我们的 Monitor-server.js 实现，以了解确切的逻辑并根据您的设置调整这些值。
Node.js 生产环境的应用程序级监控
我们的错误分类： helpers/is-code-bug.js
此助手区分：
- 实际代码错误 需要立即关注
- 用户错误 这是预期的行为
- 外部服务故障 我们无法控制
此模式适用于任何 Node.js 应用程序 - Web 应用程序、API、微服务或后台服务。
我们的日志记录实现： helpers/logger.js
我们实施全面的字段编辑来保护敏感信息，同时在我们的 Node.js 生产环境中保持有用的调试功能。
特定应用监控
我们的服务器实现：
队列监控： 我们实施了 5GB 的队列限制和 180 秒的请求处理超时，以防止资源耗尽。这些模式适用于任何具有队列或后台处理的 Node.js 应用程序。
使用 PM2 健康检查进行 Node.js 生产监控
凭借多年的生产经验，我们利用 PM2 完善了 Node.js 生产环境的设置。PM2 健康检查对于维护任何 Node.js 应用程序的可靠性至关重要。
我们的PM2健康检查系统
我们的核心实施： jobs/check-pm2.js
我们通过 PM2 健康检查进行 Node.js 生产监控包括：
- 每 20 分钟一班 通过 cron 调度
- 需要至少 15 分钟的正常运行时间 在考虑流程是否健康之前
- 验证进程状态和内存使用情况
- 自动重启失败的进程
- 防止重启循环 通过智能健康检查
[!CAUTION] For Node.js production deployment best practices, we require 15+ minutes uptime before considering a process healthy to avoid restart loops. This prevents cascading failures when processes are struggling with memory or other issues.
我们的PM2生产配置
我们的生态系统设置： 研究我们的服务器启动文件以进行 Node.js 生产环境设置：
无论您运行的是 Express 应用程序、Koa 服务器、GraphQL API 还是任何其他 Node.js 应用程序，这些模式都适用。
自动 PM2 部署
PM2部署： ansible/playbooks/node.yml
我们通过 Ansible 自动化整个 PM2 设置，以确保所有服务器上的 Node.js 生产部署保持一致。
生产错误处理和分类系统
我们最有价值的 Node.js 生产部署最佳实践之一是适用于任何 Node.js 应用程序的智能错误分类：
我们的 isCodeBug 生产实现
此帮助程序为生产中的 Node.js 应用程序提供智能错误分类，以便：
- 优先处理实际错误 超过用户错误
- 改善我们的事件响应 关注实际问题
- 减少警报疲劳 来自预期的用户错误
- 更好地理解 应用程序与用户生成的问题
此模式适用于任何 Node.js 应用程序 - 无论您是构建电子商务网站、SaaS 平台、API 还是微服务。
与我们的生产记录集成
我们的记录器集成： helpers/logger.js
我们的记录器使用 isCodeBug 确定警报级别和字段编辑，确保我们收到有关实际问题的通知，同时过滤掉 Node.js 生产环境中的噪音。
相关内容
了解有关我们的错误处理模式的更多信息：
使用 v8-profiler-next 和 cpupro 进行高级性能调试
我们使用高级性能分析工具来分析堆快照，并调试生产环境中的 OOM（内存溢出）问题、性能瓶颈以及 Node.js 内存问题。这些工具对于任何遇到内存泄漏或性能问题的 Node.js 应用程序都至关重要。
我们针对 Node.js 生产的分析方法
我们推荐的工具：
v8-profiler-next- 用于生成堆快照和 CPU 配置文件cpupro- 用于分析 CPU 配置文件和堆快照
[!TIP] 我们将 v8-profiler-next 和 cpupro 结合使用，为 Node.js 应用程序创建了完整的性能调试工作流程。这种组合有助于我们识别内存泄漏、性能瓶颈，并优化生产代码。
我们如何实现堆快照分析
我们的监控实施： helpers/monitor-server.js
我们的生产监控功能包括在内存超过阈值时自动生成堆快照。这有助于我们在 OOM 问题导致应用程序崩溃之前进行调试。
关键实施模式：
- 自动快照 当堆大小超过 2GB 阈值时
- 基于信号的分析 用于生产中的按需分析
- 保留策略 用于管理快照存储
- 与我们的清理工作整合 用于自动维护
性能调试工作流程
研究我们的实际实现：
Node.js 应用程序的推荐实现
对于堆快照分析：
- 安装 v8-profiler-next 用于快照生成
- 使用 cpupro 用于分析生成的快照
- 实施监控阈值 类似于我们的monitor-server.js
- 设置自动清理 管理快照存储
- 创建信号处理程序 用于生产中的按需分析
对于 CPU 分析：
- 生成 CPU 配置文件 在高负荷期间
- 使用 cpupro 分析 识别瓶颈
- 关注热路径 和优化机会
- 监控前/后 性能改进
[!警告] 生成堆快照和 CPU 配置文件可能会影响性能。我们建议实施限制，并且仅在调查特定问题或维护期间启用配置文件。
与我们的生产监控集成
我们的分析工具与我们更广泛的监控策略相结合：
- 自动触发 基于内存/CPU 阈值
- 警报集成 当检测到性能问题时
- 历史分析 跟踪一段时间内的性能趋势
- 与应用程序指标的相关性 进行全面调试
这种方法帮助我们识别和解决内存泄漏，优化热代码路径，并在 Node.js 生产环境中保持稳定的性能。
Node.js 生产基础设施安全
我们通过 Ansible 自动化为 Node.js 生产基础架构实施全面的安全保护。以下实践适用于任何 Node.js 应用程序：
Node.js 生产的系统级安全性
我们的 Ansible 实现： ansible/playbooks/security.yml
我们针对 Node.js 生产环境采取的主要安全措施：
- 已禁用交换 防止敏感数据被写入磁盘
- 核心转储已禁用 防止包含敏感信息的内存转储
- USB 存储被阻止 防止未经授权的数据访问
- 内核参数调整 兼顾安全性和性能
[!警告] 在实施 Node.js 生产部署最佳实践时，如果应用程序超出可用内存，禁用交换分区可能会导致内存不足导致程序终止。我们会仔细监控内存使用情况，并适当调整服务器大小。
Node.js 应用程序的应用程序安全性
我们的日志字段编辑： helpers/logger.js
我们从日志中删除了敏感字段，包括密码、令牌、API 密钥和个人信息。这不仅保护了用户隐私，还确保在任何 Node.js 生产环境中都能进行调试。
基础设施安全自动化
我们为 Node.js 生产完成的完整的 Ansible 设置：
我们的安全内容
详细了解我们的安全方法：
Node.js 应用程序的数据库架构
我们使用针对 Node.js 应用程序优化的混合数据库方法。这些模式可适用于任何 Node.js 应用程序：
Node.js 生产的 SQLite 实现
我们使用的内容：
我们的配置： ansible/playbooks/sqlite.yml
我们在 Node.js 应用程序中使用 SQLite 来存储用户特定数据，因为它提供：
- 数据隔离 每个用户/租户
- 更好的性能 用于单用户查询
- 简化备份 和移民
- 降低复杂性 与共享数据库相比
此模式适用于 SaaS 应用程序、多租户系统或任何需要数据隔离的 Node.js 应用程序。
Node.js 生产的 MongoDB 实现
我们使用的内容：
我们的设置实现： helpers/setup-mongoose.js
我们的配置： config/mongoose.js
我们在 Node.js 生产环境中使用 MongoDB 来存储应用程序数据，因为它提供：
- 灵活的模式 用于不断发展的数据结构
- 更好的性能 对于复杂查询
- 水平扩展 能力
- 丰富的查询语言
[!NOTE] 我们的混合方法针对特定用例进行了优化。请研究我们代码库中实际的数据库使用模式，以了解此方法是否适合您的 Node.js 应用程序需求。
Node.js 生产后台作业处理
我们围绕 Bree 构建了后台作业架构，以实现可靠的 Node.js 生产部署。这适用于任何需要后台处理的 Node.js 应用程序：
我们的 Bree 服务器生产设置
我们的主要实现： bree.js
我们的 Ansible 部署： ansible/playbooks/bree.yml
生产作业示例
健康监测： jobs/check-pm2.js
清理自动化： jobs/cleanup-tmp.js
我们所有的工作： 浏览我们的完整职位目录
这些模式适用于需要以下功能的任何 Node.js 应用程序：
- 计划任务（数据处理、报告、清理）
- 后台处理（图像大小调整、电子邮件发送、数据导入）
- 健康监测和维护
- CPU 密集型任务的工作线程利用率
Node.js 生产环境的作业调度模式
研究我们的作业目录中的实际作业调度模式，以了解：
- 我们如何在 Node.js 生产中实现类似 cron 的调度
- 我们的错误处理和重试逻辑
- 我们如何使用工作线程来执行 CPU 密集型任务
生产 Node.js 应用程序的自动维护
我们实施主动维护，以防止常见的 Node.js 生产问题。以下模式适用于任何 Node.js 应用程序：
我们的清理实施
我们对 Node.js 生产应用程序的自动化维护目标是：
- 临时文件 超过 24 小时
- 日志文件 超出保留限制
- 缓存文件 和临时数据
- 已上传的文件 不再需要
- 堆快照 从性能调试
这些模式适用于生成临时文件、日志或缓存数据的任何 Node.js 应用程序。
Node.js 生产的磁盘空间管理
我们的监控阈值： helpers/monitor-server.js
- 队列限制 用于后台处理
- 75% 磁盘使用率 警告阈值
- 自动清理 当超过阈值时
基础设施维护自动化
我们针对 Node.js 生产的 Ansible 自动化：
Node.js 生产部署实施指南
研究我们的实际代码以获得生产最佳实践
从以下关键文件开始设置 Node.js 生产环境：
- 配置：
config/index.js - 监控：
helpers/monitor-server.js - 错误处理：
helpers/is-code-bug.js - 记录：
helpers/logger.js - 进程健康：
jobs/check-pm2.js
从我们的博客文章中学习
我们的 Node.js 生产技术实施指南：
Node.js 生产的基础设施自动化
我们的 Ansible 剧本可用于研究 Node.js 生产部署：
我们的案例研究
我们的企业实施：
结论：Node.js 生产部署最佳实践
我们的 Node.js 生产基础设施证明 Node.js 应用程序可以通过以下方式实现企业级可靠性：
- 经过验证的硬件选择 （针对AMD Ryzen单核性能优化573%）
- 经过实践检验的 Node.js 生产监控 具有特定阈值和自动响应
- 智能错误分类 改善生产环境中的事件响应
- 高级性能调试 使用 v8-profiler-next 和 cpupro 来预防 OOM
- 全面安全加固 通过 Ansible 自动化
- 混合数据库架构 针对应用需求进行了优化
- 自动化维护 防止常见的 Node.js 生产问题
重点： 学习我们实际的实现文件和博客文章，而不是遵循通用的最佳实践。我们的代码库提供了 Node.js 生产部署的实际模式，可适用于任何 Node.js 应用程序 - Web 应用、API、微服务或后台服务。