深入NodeJS模块os - 与操作系统“打交道”

读了 os 模块的文档，研究了几个有意思的问题：

识别操作系统平台
理解和计算“平均负载”
理解和计算“cpu 使用率”
理解和计算“内存使用率”
查看运行时间

识别操作系统平台

nodejs 提供了os.platform()和os.type()，可以用来识别操作系统平台。推荐使用: os.platform()

理解和计算“平均负载”

平均负载是指：单位时间内，系统处于可运行状态和不可中断状态的平均进程数。它和 cpu 使用率没有直接关系。

其中，这里的可运行状态指的是：正在使用 cpu 或正在等待 cpu 的进程。不可中断状态指的是：内核态关键流程中的进程。

在 nodejs 中，直接调用os.loadavg()可以获得 1、5 和 15 分钟的平均负载，它和 unix 命令uptime返回值一样。

为什么需要关心平均负载这个问题呢？因为进程分为 2 种，第一种就是“CPU 密集型”，它的 cpu 使用率和平均负载都是高的；第二种是“IO 密集型”，它的 cpu 使用率不一定高，但是等待 IO 会造成平均负载高。所以，cpu 使用率和平均负载共同反应系统性能。

平均活跃进程数最理想的状态是 cpu 数量=平均负载，如果 cpu 数量 < 平均负载，那么平均负载过高。

// 判断是否平均负载过高

function isHighLoad() {

    const cpuNum = os.cpus().length;

    return os.loadavg().map(item => item > cpuNum);

}

理解和计算“cpu 使用率”

很多监控软件都提供针对 cpu 使用率的“实时”监控，当然这个实时不是真的实时，有个时间差。这个功能，nodejs 如何实现呢？

第一步：封装getCPUInfo()，计算获取 cpu 花费的总时间与空闲模式花费的时间。

/**

 * 获取cpu花费的总时间与空闲模式的时间

 */

function getCPUInfo() {

    const cpus = os.cpus();

    let user = 0,

        nice = 0,

        sys = 0,

        idle = 0,

        irq = 0,

        total = 0;

cpus.forEach(<span class="hljs-function" style="line-height: 26px;"><span class="hljs-params" style="line-height: 26px;">cpu</span> =&gt;</span> {

    <span class="hljs-keyword" style="color: #333; font-weight: bold; line-height: 26px;">const</span> { times } = cpu;

    user += times.user;

    nice += times.nice;

    sys += times.sys;

    idle += times.idle;

    irq += times.irq;

});

total = user + nice + sys + idle + irq;

<span class="hljs-keyword" style="color: #333; font-weight: bold; line-height: 26px;">return</span> {

    total,

    idle

};

第二步：当前时间点 t1，选定一个时间差 intervel，计算 t1 和 t1 + interval 这两个时间点的 cpu 时间差与空闲模式时间差，返回 1 - 空闲时间差 / cpu时间差。返回的结果就是时间差 intervel 内的平均 cpu 使用率。

function getCPUUsage(interval = 1000) {

    const startInfo = getCPUInfo();

<span class="hljs-keyword" style="color: #333; font-weight: bold; line-height: 26px;">return</span> <span class="hljs-keyword" style="color: #333; font-weight: bold; line-height: 26px;">new</span> <span class="hljs-built_in" style="color: #0086b3; line-height: 26px;">Promise</span>(<span class="hljs-function" style="line-height: 26px;"><span class="hljs-params" style="line-height: 26px;">resolve</span> =&gt;</span> {

    setTimeout(<span class="hljs-function" style="line-height: 26px;"><span class="hljs-params" style="line-height: 26px;">()</span> =&gt;</span> {

        <span class="hljs-keyword" style="color: #333; font-weight: bold; line-height: 26px;">const</span> endInfo = getCPUInfo();

        <span class="hljs-keyword" style="color: #333; font-weight: bold; line-height: 26px;">const</span> idleDiff = startInfo.idle - endInfo.idle;

        <span class="hljs-keyword" style="color: #333; font-weight: bold; line-height: 26px;">const</span> totalDiff = startInfo.total - endInfo.total;

        resolve(<span class="hljs-number" style="color: #008080; line-height: 26px;">1</span> - <span class="hljs-built_in" style="color: #0086b3; line-height: 26px;">Math</span>.abs(idleDiff / totalDiff));

    }, interval);

});

使用方式如下：

getCPUUsage().then(usage => console.log("cpu使用率：", usage));

理解和计算“内存使用率”

cpu 的指标有平均负载、cpu 使用率，内存的指标有内存使用率。

借助 nodejs 接口，实现非常简单：

function getMemUsage() {

    return 1 - os.freemem() / os.totalmem();

}

查看运行时间

nodejs 运行时间：process.uptime()
系统运行时间：os.uptime()

参考链接

放在最后

觉得不错，帮忙点个推荐呗，您的支持是对我最大的激励
欢迎我的公众号：「心谭博客」，只专注于前端 + 算法的原创分享

由于个人精力有限，很多系列和历史文章没有即时同步，请前往「前端图谱」&「算法题解」，保证您有所收获。