ประสิทธิภาพและ perf_hooks

ทำไมต้องวัด?

“การ optimize ก่อนเวลาอันควรคือต้นตอของความชั่วทั้งปวง” — Donald Knuth

ก่อนที่คุณจะ optimize อะไรก็ตาม ต้องวัดก่อนเสมอ โมดูล perf_hooks ของ Node ให้การจับเวลาแบบ sub-millisecond ผ่าน High Resolution Time API — performance.now() เดียวกับที่คุณรู้จักจาก browser แต่ใช้ได้ใน Node แบบ native และ PerformanceObserver สำหรับการรับ entry แบบ async

performance.now()

performance.now() คืนค่า float ในหน่วย milliseconds ที่มีความแม่นยำระดับ microsecond เป็น monotonic — ไม่เคยถอยหลัง แม้ระบบนาฬิกาจะถูกปรับ:

import { performance } from 'node:perf_hooks';

const start = performance.now();

// --- งานที่ต้องการวัด ---
let sum = 0;
for (let i = 0; i < 1_000_000; i++) {
  sum += i;
}
// ----------------------

const elapsed = performance.now() - start;
console.log('Sum loop took: ' + elapsed.toFixed(3) + ' ms');

performance.mark() และ performance.measure()

สำหรับการวัดที่มีชื่อและแสดงใน DevTools timelines:

import { performance, PerformanceObserver } from 'node:perf_hooks';

performance.mark('db-start');
// ... จำลอง DB query ...
await new Promise(function(resolve) { setTimeout(resolve, 50); });
performance.mark('db-end');

performance.measure('database-query', 'db-start', 'db-end');

const entries = performance.getEntriesByName('database-query');
console.log(entries[0].duration.toFixed(2) + ' ms');

PerformanceObserver — การเก็บข้อมูลแบบ async

PerformanceObserver เรียก callback เมื่อมี performance entry ใหม่ถูกสร้างขึ้น มีประโยชน์สำหรับการวัด library code ที่คุณไม่ได้ควบคุม:

import { PerformanceObserver, performance } from 'node:perf_hooks';

const obs = new PerformanceObserver(function(list) {
  for (const entry of list.getEntries()) {
    console.log(entry.name + ': ' + entry.duration.toFixed(2) + ' ms');
  }
});

obs.observe({ entryTypes: ['measure'] });

performance.mark('a');
// ... ทำงาน ...
performance.mark('b');
performance.measure('my-operation', 'a', 'b');

// disconnect เสมอเมื่อเสร็จแล้ว เพื่อป้องกัน memory leak
obs.disconnect();

Demo แบบ Live — จับเวลา CPU-bound loop

Node.js

import { performance } from 'node:perf_hooks';

function fibonacci(n) {
  if (n <= 1) return n;
  return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

const iterations = [10, 20, 30, 35];

for (const n of iterations) {
  const t0 = performance.now();
  const result = fibonacci(n);
  const elapsed = performance.now() - t0;
  console.log('fib(' + n + ') = ' + result + '  [' + elapsed.toFixed(3) + ' ms]');
}

Needs the Node.js runtime — open in StackBlitz to run.

การรักษา event loop ไม่ให้ถูกบล็อก

CPU-bound loop ที่ทำงานนานกว่า ~50 ms จะบล็อก event loop — ไม่มี I/O, ไม่มี timer, ไม่มี request อื่นที่ประมวลผลได้ในระหว่างนั้น

// แย่ — บล็อก event loop ตลอดเวลา
function blockingWork(data) {
  const result = [];
  for (const item of data) {
    result.push(expensiveTransform(item)); // แต่ละ call ใช้เวลา ~1ms, 10000 items = บล็อก 10s
  }
  return result;
}

// ดีกว่า — yield control เป็นระยะด้วย setImmediate
async function nonBlockingWork(data) {
  const result = [];
  for (let i = 0; i < data.length; i++) {
    result.push(expensiveTransform(data[i]));
    if (i % 100 === 0) {
      // Yield ให้ event loop ทุก 100 items
      await new Promise(function(resolve) { setImmediate(resolve); });
    }
  }
  return result;
}

// ดีที่สุดสำหรับงาน CPU-heavy — offload ไปยัง Worker Thread
import { Worker } from 'node:worker_threads';
// (ดูเพิ่มเติมในโมดูล Streams & Worker Threads)

CPU profiling ด้วย `--prof`

สำหรับการ profile CPU เชิงลึก Node มี V8 profiler ในตัว:

# รันพร้อม profiling
node --prof src/app.js

# แปลง isolate log เป็นรายงานที่อ่านได้
node --prof-process isolate-*.log > profile.txt

output จะแสดงว่า function ใดใช้ CPU time มากที่สุด (ticks) ดูที่ส่วน “Bottom up (heavy) profile” เพื่อหา hot paths