前言

了解和測量HTTP時間有助于我們發(fā)現(xiàn)客戶端到服務器或服務器到服務器之間的通信性能瓶頸。 本文介紹了HTTP請求中的時間開銷，并展示了如何在Node.js中進行測量。

在我們開始了解HTTP時間開銷之前，讓我們來看一些基本的概念：

• IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）：IP是網(wǎng)絡層協(xié)議，涉及網(wǎng)絡尋址和路由。 IP負責根據(jù)一個或多個IP網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)包頭將數(shù)據(jù)包從源主機傳送到目標主機。 它還定義了封裝要傳遞的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包結構。
• DNS（域名服務器）：DNS是一種分層分散式命名系統(tǒng)，用于將諸如risingstack.com的人類可讀主機名解析為機器可讀的IP地址。
• TCP（傳輸控制協(xié)議）：TCP標準定義了如何在應用程序之間建立和維護網(wǎng)絡對話以交換數(shù)據(jù)。 TCP在通過IP網(wǎng)絡通信的主機上運行的應用程序之間提供可靠，有序和錯誤檢查的八位字節(jié)流。 HTTP客戶端通過建立TCP連接來發(fā)起請求。
• SSL / TLS（傳輸層安全性）：TLS是一種通過計算機網(wǎng)絡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都使用證書建立安全連接。 SSL證書不依賴于加密協(xié)議（如TLS），證書包含密鑰對：公鑰和私鑰。 這些密鑰一起工作，建立一個加密的連接。

現(xiàn)在我們來看一下通常HTTP請求的時間表：

• DNS查找：執(zhí)行DNS查找所花費的時間。 DNS查找將域名解析為IP地址。 每個新的域需要一個完整的往返行程來進行DNS查找。 當目的地已經(jīng)是IP地址時，沒有DNS查找。
• TCP連接：在源主機和目標主機之間建立TCP連接所需的時間。 必須在多步握手過程中正確建立連接。 TCP連接由操作系統(tǒng)管理，如果基礎TCP連接無法建立，則OS范圍的TCP連接超時將會進入我們應用程序中的超時配置。
• TLS握手：完成TLS握手的時間。 在握手過程中，端點交換認證和密鑰以建立或恢復安全會話。 沒有HTTPS請求的不需要TLS握手。
• 第一個字節(jié)的時間（TTFB）：等待初始響應的時間。 此時間除了等待服務器處理請求和傳遞響應所花費的時間之外，還可以捕獲往返服務器的延遲。
• 內容傳輸：接收響應數(shù)據(jù)所花費的時間。 響應數(shù)據(jù)的大小和可用的網(wǎng)絡帶寬決定其持續(xù)時間。

如何通過HTTP時間開銷幫助發(fā)現(xiàn)性能瓶頸？

例如，如果您的DNS查詢所花費的時間比預期的要長，那么問題可能是您的DNS提供商或DNS緩存設置。

緩慢的內容傳輸可能是由效率低下的反應機構引起的，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。

測量Node.js中的HTTP時間開銷

為了測量Node.js中的HTTP時間開銷，我們需要訂閱特定的請求，響應和套接字事件。 這是一個簡短的代碼片段，展示了如何在Node.js中執(zhí)行此操作，此示例僅關注時序：

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查找只會發(fā)生在有域名的時候：

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

TCP連接在主機解析后立即發(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

我們等待服務器開始發(fā)送第一個字節(jié)：

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

總持續(xù)時間從開始和結束日期計算：

const total = getDuration(startAt, endAt)

看到整個例子，看看我們的https://github.com/RisingStac...倉庫。

測量時間的工具

現(xiàn)在我們知道如何使用Node測量HTTP時間，我們來討論可用于了解HTTP請求的現(xiàn)有工具。

request module

著名的request module具有測量HTTP定時的內置方法。 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，并在時間軸上可視化它們。 這樣，您可以全面了解后臺發(fā)生的情況，以及構建分布式系統(tǒng)的實際成本是多少。

RisingStack的opentracing-auto庫具有內置的標志，可通過OpenTracing收集所有HTTP時間。

在Jaeger中使用opentracing-auto的HTTP請求時序。

總結

使用Node.js測量HTTP時間可以幫助您發(fā)現(xiàn)性能瓶頸。 Node生態(tài)系統(tǒng)提供了很好的工具來從應用程序中提取這些指標。

好了，以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

翻譯自Understanding & Measuring HTTP Timings with Node.js

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