Node 是否使用 100% CPU？

Question

我对正在运行的节点进程所看到的内容有些困惑。主机上的docker stats 显示容器正在使用超过 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 并看到节点进程正在使用超过 100% 的 CPU 时，这一点得到了证实。

当我跳入 docker 容器时，我看到该节点只使用了 54% 的 CPU，并且处理在两个内核之间进行了拆分。因为 Node 是单线程的，所以我希望看到一个内核达到最大值，另一个内核为 0。

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

你能帮我解释一下结果吗？节点是否已被最大化？或者由于容器中的进程显示为 54% 的使用率可以上升到 100%？为什么节点容器中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，容器中没有运行任何东西。我没有使用集群，尽管我包含的包可能是。

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tops

您所看到的（可能）是由于top 的风格不同。

我要大胆猜测一下，您的 Docker 映像可能是基于 Alpine 的？ Alpine 中的top 命令是busybox。它以 TOTAL 可用 CPU 数量 (nCPU * 100%) 的百分比形式报告每个进程的 CPU 使用率。

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

两个顶部显示相同的东西：每个 CPU 的使用率约为 50%

两个top 的屏幕截图实际上显示了同一件事：node 进程正在使用大约 50% 的 2 个 CPU。

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'

在上面的截图中，我们可以看到两种不同风格的top。它们报告的 CPU 使用率相同，但上面的报告为“100% CPU”（占单个核心的百分比），而较低的报告为 6%（1/16 核心 = 6.25%）。

这告诉我们node 的 CPU 使用率是什么？

节点是单线程的，不能使用超过 100% 的 CPU。 ...有点。在底层，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，可以将你的 CPU 使用率提高到 100% 以上。有些包也写成add-ons to Node，而且这些包也使用线程。

环境变量UV_THREADPOOL_SIZE 限制了可以同时运行的libuv 控制的线程的最大数量。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。