如何使用Node.js的Async Hooks模塊追蹤異步資源

小編給大家分享一下如何使用Node.js的Async Hooks模塊追蹤異步資源，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

Async Hooks 功能是 Node.js v8.x 版本新增加的一個(gè)核心模塊，它提供了 API 用來追蹤 Node.js  程序中異步資源的聲明周期，可在多個(gè)異步調(diào)用之間共享數(shù)據(jù)

executionAsyncId 和 triggerAsyncId

async hooks 模塊提供了 executionAsyncId() 函數(shù)標(biāo)志當(dāng)前執(zhí)行上下文的異步資源 Id，下文使用 asyncId 表示。還有一個(gè)  triggerAsyncId() 函數(shù)來標(biāo)志當(dāng)前執(zhí)行上下文被觸發(fā)的異步資源 Id，也就是當(dāng)前異步資源是由哪個(gè)異步資源創(chuàng)建的。每個(gè)異步資源都會(huì)生成  asyncId，該 id 會(huì)呈遞增的方式生成，且在 Node.js 當(dāng)前實(shí)例里全局唯一。

const asyncHooks = require('async_hooks'); const fs = require('fs'); const asyncId = () => asyncHooks.executionAsyncId(); const triggerAsyncId = () => asyncHooks.triggerAsyncId();  console.log(`Global asyncId: ${asyncHooks.executionAsyncId()}, Global triggerAsyncId: ${triggerAsyncId()}`);  fs.open('hello.txt', (err, res) => {   console.log(`fs.open asyncId: ${asyncId()}, fs.open triggerAsyncId: ${triggerAsyncId()}`); });

下面是我們運(yùn)行的結(jié)果，全局的 asyncId 為 1，fs.open 回調(diào)里打印的 triggerAsyncId 為 1 由全局觸發(fā)。

Global asyncId: 1, Global triggerAsyncId: 0 fs.open asyncId: 5, fs.open triggerAsyncId: 1

默認(rèn)未開啟的 Promise 執(zhí)行跟蹤

默認(rèn)情況下，由于 V8 提供的 promise introspection API 相對(duì)消耗性能，Promise 的執(zhí)行沒有分配  asyncId。這意味著默認(rèn)情況下，使用了 Promise 或 Async/Await 的程序?qū)⒉荒苷_的執(zhí)行和觸發(fā) Promise 回調(diào)上下文的  ID。即得不到當(dāng)前異步資源 asyncId 也得不到當(dāng)前異步資源是由哪個(gè)異步資源創(chuàng)建的 triggerAsyncId，如下所示：

Promise.resolve().then(() => {   // Promise asyncId: 0. Promise triggerAsyncId: 0   console.log(`Promise asyncId: ${asyncId()}. Promise triggerAsyncId: ${triggerAsyncId()}`); })

通過 asyncHooks.createHook 創(chuàng)建一個(gè) hooks 對(duì)象啟用 Promise 異步跟蹤。

const hooks = asyncHooks.createHook({}); hooks.enable();  Promise.resolve().then(() => {   // Promise asyncId: 7. Promise triggerAsyncId: 6   console.log(`Promise asyncId: ${asyncId()}. Promise triggerAsyncId: ${triggerAsyncId()}`); })

異步資源的生命周期

asyncHooks 的 createHook() 方法返回一個(gè)用于啟用(enable)和禁用(disable)hooks 的實(shí)例，該方法接收  init/before/after/destory 四個(gè)回調(diào)來標(biāo)志一個(gè)異步資源從初始化、回調(diào)調(diào)用之前、回調(diào)調(diào)用之后、銷毀整個(gè)生命周期過程。

init(初始化)

當(dāng)構(gòu)造一個(gè)可能發(fā)出異步事件的類時(shí)調(diào)用。

• async：異步資源唯一 id

• type：異步資源類型，對(duì)應(yīng)于資源的構(gòu)造函數(shù)名稱，更多類型參考 async_hooks_type

• triggerAsyncId：當(dāng)前異步資源由哪個(gè)異步資源創(chuàng)建的異步資源 id

• resource：初始化的異步資源

/**  * Called when a class is constructed that has the possibility to emit an asynchronous event.  * @param asyncId a unique ID for the async resource  * @param type the type of the async resource  * @param triggerAsyncId the unique ID of the async resource in whose execution context this async resource was created  * @param resource reference to the resource representing the async operation, needs to be released during destroy  */ init?(asyncId: number, type: string, triggerAsyncId: number, resource: object): void;

before（回調(diào)函數(shù)調(diào)用前）

當(dāng)啟動(dòng)異步操作（例如 TCP 服務(wù)器接收新鏈接）或完成異步操作（例如將數(shù)據(jù)寫入磁盤）時(shí)，系統(tǒng)將調(diào)用回調(diào)來通知用戶，也就是我們寫的業(yè)務(wù)回調(diào)函數(shù)。在這之前會(huì)先觸發(fā) before 回調(diào)。

/**  * When an asynchronous operation is initiated or completes a callback is called to notify the user.  * The before callback is called just before said callback is executed.  * @param asyncId the unique identifier assigned to the resource about to execute the callback.  */ before?(asyncId: number): void;

after(回調(diào)函數(shù)調(diào)用后)

當(dāng)回調(diào)處理完成之后觸發(fā) after 回調(diào)，如果回調(diào)出現(xiàn)未捕獲異常，則在觸發(fā) uncaughtException 事件或域(domain)處理之后觸發(fā)  after 回調(diào)。

/**  * Called immediately after the callback specified in before is completed.  * @param asyncId the unique identifier assigned to the resource which has executed the callback.  */ after?(asyncId: number): void;

destory(銷毀)

當(dāng) asyncId 對(duì)應(yīng)的異步資源被銷毀后調(diào)用 destroy 回調(diào)。一些資源的銷毀依賴于垃圾回收，因此如果對(duì)傳遞給 init  回調(diào)的資源對(duì)象有引用，則有可能永遠(yuǎn)不會(huì)調(diào)用 destory 從而導(dǎo)致應(yīng)用程序中出現(xiàn)內(nèi)存泄漏。如果資源不依賴?yán)厥眨@將不會(huì)有問題。

/**  * Called after the resource corresponding to asyncId is destroyed  * @param asyncId a unique ID for the async resource  */ destroy?(asyncId: number): void;

promiseResolve

當(dāng)傳遞給 Promise 構(gòu)造函數(shù)的 resolve() 函數(shù)執(zhí)行時(shí)觸發(fā) promiseResolve 回調(diào)。

/**   * Called when a promise has resolve() called. This may not be in the same execution id   * as the promise itself.   * @param asyncId the unique id for the promise that was resolve()d.   */ promiseResolve?(asyncId: number): void;

以下代碼會(huì)觸發(fā)兩次 promiseResolve() 回調(diào)，第一次是我們直接調(diào)用的 resolve() 函數(shù)，第二次是在 .then()  里雖然我們沒有顯示的調(diào)用，但是它也會(huì)返回一個(gè) Promise 所以還會(huì)被再次調(diào)用。

const hooks = asyncHooks.createHook({   promiseResolve(asyncId) {     syncLog('promiseResolve: ', asyncId);   } }); new Promise((resolve) => resolve(true)).then((a) => {});  // 輸出結(jié)果 promiseResolve:  2 promiseResolve:  3

注意 init 回調(diào)里寫日志造成 “棧溢出” 問題

一個(gè)異步資源的生命周期中第一個(gè)階段 init 回調(diào)是當(dāng)構(gòu)造一個(gè)可能發(fā)出異步事件的類時(shí)會(huì)調(diào)用，要注意由于使用 console.log()  輸出日志到控制臺(tái)是一個(gè)異步操作，在 AsyncHooks 回調(diào)函數(shù)中使用類似的異步操作將會(huì)再次觸發(fā) init 回調(diào)函數(shù)，進(jìn)而導(dǎo)致無限遞歸出現(xiàn)  RangeError: Maximum call stack size exceeded 錯(cuò)誤，也就是 “ 棧溢出”。

調(diào)試時(shí)，一個(gè)簡(jiǎn)單的記錄日志的方式是使用 fs.writeFileSync() 以同步的方式寫入日志，這將不會(huì)觸發(fā) AsyncHooks 的 init  回調(diào)函數(shù)。

const syncLog = (...args) => fs.writeFileSync('log.txt', `${util.format(...args)}\n`, { flag: 'a' }); const hooks = asyncHooks.createHook({   init(asyncId, type, triggerAsyncId, resource) {     syncLog('init: ', asyncId, type, triggerAsyncId)   } }); hooks.enable();  fs.open('hello.txt', (err, res) => {   syncLog(`fs.open asyncId: ${asyncId()}, fs.open triggerAsyncId: ${triggerAsyncId()}`); });

輸出以下內(nèi)容，init 回調(diào)只會(huì)被調(diào)用一次，因?yàn)?fs.writeFileSync 是同步的是不會(huì)觸發(fā) hooks 回調(diào)的。

init:  2 FSREQCALLBACK 1 fs.open asyncId: 2, fs.open triggerAsyncId: 1

異步之間共享上下文

Node.js v13.10.0 增加了 async_hooks 模塊的 AsyncLocalStorage  類，可用于在一系列異步調(diào)用中共享數(shù)據(jù)。

如下例所示，asyncLocalStorage.run() 函數(shù)第一個(gè)參數(shù)是存儲(chǔ)我們?cè)诋惒秸{(diào)用中所需要訪問的共享數(shù)據(jù)，第二個(gè)參數(shù)是一個(gè)異步函數(shù)，我們?cè)? setTimeout() 的回調(diào)函數(shù)里又調(diào)用了 test2 函數(shù)，這一系列的異步操作都不影響我們?cè)谛枰牡胤饺カ@取  asyncLocalStorage.run() 函數(shù)中存儲(chǔ)的共享數(shù)據(jù)。

const { AsyncLocalStorage } = require('async_hooks'); const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage(); asyncLocalStorage.run({ traceId: 1 }, test1); async function test1() {   setTimeout(() => test2(), 2000); } async function test2() {   console.log(asyncLocalStorage.getStore().traceId); }

AsyncLocalStorage 用途很多，例如在服務(wù)端必不可少的日志分析，一個(gè) HTTP 從請(qǐng)求到響應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)交互的日志輸出如果能通過一個(gè)  traceId 來關(guān)聯(lián)，在分析日志時(shí)也就能夠清晰的看到整個(gè)調(diào)用鏈路。

下面是一個(gè) HTTP 請(qǐng)求的簡(jiǎn)單示例，模擬了異步處理，并且在日志輸出時(shí)去追蹤存儲(chǔ)的 id

const http = require('http'); const { AsyncLocalStorage } = require('async_hooks'); const asyncLocalStorage = new AsyncLocalStorage(); function logWithId(msg) {   const id = asyncLocalStorage.getStore();   console.log(`${id !== undefined ? id : '-'}:`, msg); } let idSeq = 0; http.createServer((req, res) => {   asyncLocalStorage.run(idSeq++, () => {     logWithId('start');     setImmediate(() => {       logWithId('processing...');       setTimeout(() => {         logWithId('finish');         res.end();       }, 2000)     });   }); }).listen(8080);

下面是運(yùn)行結(jié)果，我在第一次調(diào)用之后直接調(diào)用了第二次，可以看到我們存儲(chǔ)的 id 信息與我們的日志一起成功的打印了出來。

看完了這篇文章，相信你對(duì)“如何使用Node.js的Async Hooks模塊追蹤異步資源”有了一定的了解，如果想了解更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！