前言

了解和測(cè)量HTTP時(shí)間有助于我們發(fā)現(xiàn)客戶(hù)端到服務(wù)器或服務(wù)器到服務(wù)器之間的通信性能瓶頸。 本文介紹了HTTP請(qǐng)求中的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，并展示了如何在Node.js中進(jìn)行測(cè)量。

在我們開(kāi)始了解HTTP時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)之前，讓我們來(lái)看一些基本的概念：

• IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）：IP是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，涉及網(wǎng)絡(luò)尋址和路由。 IP負(fù)責(zé)根據(jù)一個(gè)或多個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)包頭將數(shù)據(jù)包從源主機(jī)傳送到目標(biāo)主機(jī)。 它還定義了封裝要傳遞的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)。
• DNS（域名服務(wù)器）：DNS是一種分層分散式命名系統(tǒng)，用于將諸如risingstack.com的人類(lèi)可讀主機(jī)名解析為機(jī)器可讀的IP地址。
• TCP（傳輸控制協(xié)議）：TCP標(biāo)準(zhǔn)定義了如何在應(yīng)用程序之間建立和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)話(huà)以交換數(shù)據(jù)。 TCP在通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)通信的主機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序之間提供可靠，有序和錯(cuò)誤檢查的八位字節(jié)流。 HTTP客戶(hù)端通過(guò)建立TCP連接來(lái)發(fā)起請(qǐng)求。
• SSL / TLS（傳輸層安全性）：TLS是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供通信安全性的加密協(xié)議。 SSL（安全套接字層）是TLS的不推薦使用的前身。 TLS和SSL都使用證書(shū)建立安全連接。 SSL證書(shū)不依賴(lài)于加密協(xié)議（如TLS），證書(shū)包含密鑰對(duì)：公鑰和私鑰。 這些密鑰一起工作，建立一個(gè)加密的連接。

現(xiàn)在我們來(lái)看一下通常HTTP請(qǐng)求的時(shí)間表：

• DNS查找：執(zhí)行DNS查找所花費(fèi)的時(shí)間。 DNS查找將域名解析為IP地址。 每個(gè)新的域需要一個(gè)完整的往返行程來(lái)進(jìn)行DNS查找。 當(dāng)目的地已經(jīng)是IP地址時(shí)，沒(méi)有DNS查找。
• TCP連接：在源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)之間建立TCP連接所需的時(shí)間。 必須在多步握手過(guò)程中正確建立連接。 TCP連接由操作系統(tǒng)管理，如果基礎(chǔ)TCP連接無(wú)法建立，則OS范圍的TCP連接超時(shí)將會(huì)進(jìn)入我們應(yīng)用程序中的超時(shí)配置。
• TLS握手：完成TLS握手的時(shí)間。 在握手過(guò)程中，端點(diǎn)交換認(rèn)證和密鑰以建立或恢復(fù)安全會(huì)話(huà)。 沒(méi)有HTTPS請(qǐng)求的不需要TLS握手。
• 第一個(gè)字節(jié)的時(shí)間（TTFB）：等待初始響應(yīng)的時(shí)間。 此時(shí)間除了等待服務(wù)器處理請(qǐng)求和傳遞響應(yīng)所花費(fèi)的時(shí)間之外，還可以捕獲往返服務(wù)器的延遲。
• 內(nèi)容傳輸：接收響應(yīng)數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間。 響應(yīng)數(shù)據(jù)的大小和可用的網(wǎng)絡(luò)帶寬決定其持續(xù)時(shí)間。

如何通過(guò)HTTP時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)幫助發(fā)現(xiàn)性能瓶頸？

例如，如果您的DNS查詢(xún)所花費(fèi)的時(shí)間比預(yù)期的要長(zhǎng)，那么問(wèn)題可能是您的DNS提供商或DNS緩存設(shè)置。

緩慢的內(nèi)容傳輸可能是由效率低下的反應(yīng)機(jī)構(gòu)引起的，例如發(fā)回太多的數(shù)據(jù)（未使用的JSON屬性等）或緩慢的連接。

測(cè)量Node.js中的HTTP時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)

為了測(cè)量Node.js中的HTTP時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，我們需要訂閱特定的請(qǐng)求，響應(yīng)和套接字事件。 這是一個(gè)簡(jiǎn)短的代碼片段，展示了如何在Node.js中執(zhí)行此操作，此示例僅關(guān)注時(shí)序：

const timings = {
 // use process.hrtime() as it's not a subject of clock drift
 startAt: process.hrtime(),
 dnsLookupAt: undefined,
 tcpConnectionAt: undefined,
 tlsHandshakeAt: undefined,
 firstByteAt: undefined,
 endAt: undefined
 }

 const req = http.request({ ... }, (res) => {
 res.once('readable', () => {
  timings.firstByteAt = process.hrtime()
 })
 res.on('data', (chunk) => { responseBody += chunk })
 res.on('end', () => {
  timings.endAt = process.hrtime()
 })
 })
 req.on('socket', (socket) => {
 socket.on('lookup', () => {
  timings.dnsLookupAt = process.hrtime()
 })
 socket.on('connect', () => {
  timings.tcpConnectionAt = process.hrtime()
 })
 socket.on('secureConnect', () => {
  timings.tlsHandshakeAt = process.hrtime()
 })
 }) 

DNS查找只會(huì)發(fā)生在有域名的時(shí)候：

/ There is no DNS lookup with IP address
const dnsLookup = dnsLookupAt !== undefined ? 
 getDuration(startAt, dnsLookupAt) : undefined

TCP連接在主機(jī)解析后立即發(fā)生：

const tcpConnection = getDuration((dnsLookupAt || startAt), tcpConnectionAt)

TLS握手（SSL）只能使用https協(xié)議：

// There is no TLS handshake without https 
const tlsHandshake = tlsHandshakeAt !== undefined ? 
  getDuration(tcpConnectionAt, tlsHandshakeAt) : undefined

我們等待服務(wù)器開(kāi)始發(fā)送第一個(gè)字節(jié)：

const firstByte = getDuration((tlsHandshakeAt || tcpConnectionAt), firstByteAt)

總持續(xù)時(shí)間從開(kāi)始和結(jié)束日期計(jì)算：

const total = getDuration(startAt, endAt)

看到整個(gè)例子，看看我們的https://github.com/RisingStac...倉(cāng)庫(kù)。

測(cè)量時(shí)間的工具

現(xiàn)在我們知道如何使用Node測(cè)量HTTP時(shí)間，我們來(lái)討論可用于了解HTTP請(qǐng)求的現(xiàn)有工具。

request module

著名的request module具有測(cè)量HTTP定時(shí)的內(nèi)置方法。 您可以使用time屬性啟用它。

const request = require('request')

request({ 
 uri: 'https://risingstack.com',
 method: 'GET',
 time: true
}, (err, resp) => {
 console.log(err || resp.timings)
})

分布式跟蹤

可以使用分布式跟蹤工具收集HTTP定時(shí)，并在時(shí)間軸上可視化它們。 這樣，您可以全面了解后臺(tái)發(fā)生的情況，以及構(gòu)建分布式系統(tǒng)的實(shí)際成本是多少。

RisingStack的opentracing-auto庫(kù)具有內(nèi)置的標(biāo)志，可通過(guò)OpenTracing收集所有HTTP時(shí)間。

在Jaeger中使用opentracing-auto的HTTP請(qǐng)求時(shí)序。

總結(jié)

使用Node.js測(cè)量HTTP時(shí)間可以幫助您發(fā)現(xiàn)性能瓶頸。 Node生態(tài)系統(tǒng)提供了很好的工具來(lái)從應(yīng)用程序中提取這些指標(biāo)。

好了，以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來(lái)一定的幫助，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

翻譯自Understanding & Measuring HTTP Timings with Node.js

最新評(píng)論