NodeJs超长字符串问题处理的详细分析

问题：对于超大的 string V8不能支持

问题背景

在 Nodejs 计算服务中，对端上上报的内存信息二进制数据进行预处理+缓存时，遇到了一个奇怪的报错：RangeError: Invalid string length 。根据该报错信息，查找得知是字符串长度超过了 node.js 的限制，即 2^29-1 (约 5 亿+)个字符。整体流程如图所示。

关于 node.js string 的长度上限，主要和 V8 引擎「压缩指针」技术有关。按个人理解，其通过压缩指向变量的地址(64 位)中固定的 32 位的方式，从而减少引擎的内存占用。

代码细节

由于需要快速访问某地址，因此缓存的数据结构必须是个对象，即 INodeGraph。具体结构如下：

  type IAddr = string;
// 内存图谱
  declare interface INodeGraph {
    [addr: IAddr]: IParsedNode;
  }
// 内存节点信息
  declare interface IParsedNode {
    addr: IAddr;
    // size, nodeType 等辅助信息
    parentNodeAddr: IAddr[]; // addr
    childNodeAddr: string[]; // addr
    edgeMap: {
      [addr: IAddr]: {
        // 当前节点与父子节点之间的边(关系)的信息
      };
    };
  }

我们目的很明确，就是实现这样一个 js 大对象的持久化存储，并且能够方便快速的转回 js object。为解决此问题，首先想到的能否利用 protobuf 替代 JSON 实现持久化。可惜的是 protobuf 并不适用于动态 key 的场景，它适用于处理数组中存储多个相似结构对象的数据结构。

随后尝试了减少对象中不必要的信息，即缩短对象的固定 key，例如用「pNode」取代冗长的「parentNodeAddr」。对于一个百万个键值对的 object 而言，虽然牺牲了代码的可读性，但在实际的 case 中，能承载的键值对数量大约多了 20%。
事实上回过头来看，更好的处理方式或许是用另外的 Map 存储对象的 key。例如 ： 将nodeGraph.parentNodeAddr这个 key 最大程度缩短为nodeGraph.p

声明 const GraphKey = { parentNodeAddr: 'p' } 保存一个 key 的映射，需要访问某属性时，使用nodeGraph[GraphKey.parentNodeAddr]

更进一步

上述手段只是治标不治本，对于 key 更多的大对象并不能彻底解决问题。因此在不改变项目整体架构的前提下（如使用图数据库/改用 go 开发等），提出以下两个最终方案：

方案 1：借助 Node.js C++ Addons 的能力，绕开 js string 的限制，将相关序列化逻辑交给 C++ 处理，并直接将处理好的引用树 js object 进行后续处理。

• 优势：如果能实现，性能会获得优先提升；扩展了 Node.js 的能力
• 劣势：实现难度大；维护可能是个问题

方案 2：生成引用树缓存时，拆分为多个较小的对象，分别进行序列化和存储，使用时再合并为一个大对象。

• 优势：无需 C++ 侧开发，难度更小；维护方便
• 劣势：合并对象需要额外的时间，这一步骤可能会让未命中缓存时的首次请求更慢

总结

到此这篇关于NodeJs超长字符串问题处理的文章就介绍到这了,更多相关NodeJs字符串问题处理内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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