NodeJs超長字符串問題如何處理

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問題：對于超大的 string V8不能支持

問題背景

在 Nodejs 計算服務中，對端上上報的內存信息二進制數據進行預處理+緩存時，遇到了一個奇怪的報錯：RangeError: Invalid string length 。根據該報錯信息，查找得知是字符串長度超過了 node.js 的限制，即 2^29-1 (約 5 億+)個字符。整體流程如圖所示。

關于 node.js string 的長度上限，主要和 V8 引擎「壓縮指針」技術有關。按個人理解，其通過壓縮指向變量的地址(64 位)中固定的 32 位的方式，從而減少引擎的內存占用。

代碼細節

由于需要快速訪問某地址，因此緩存的數據結構必須是個對象，即 INodeGraph。具體結構如下：

  type IAddr = string;
// 內存圖譜
  declare interface INodeGraph {
    [addr: IAddr]: IParsedNode;
  }
// 內存節點信息
  declare interface IParsedNode {
    addr: IAddr;
    // size, nodeType 等輔助信息
    parentNodeAddr: IAddr[]; // addr
    childNodeAddr: string[]; // addr
    edgeMap: {
      [addr: IAddr]: {
        // 當前節點與父子節點之間的邊(關系)的信息
      };
    };
  }

我們目的很明確，就是實現這樣一個 js 大對象的持久化存儲，并且能夠方便快速的轉回 js object。為解決此問題，首先想到的能否利用 protobuf 替代 JSON 實現持久化。可惜的是 protobuf 并不適用于動態 key 的場景，它適用于處理數組中存儲多個相似結構對象的數據結構。

隨后嘗試了減少對象中不必要的信息，即縮短對象的固定 key，例如用「pNode」取代冗長的「parentNodeAddr」。對于一個百萬個鍵值對的 object 而言，雖然犧牲了代碼的可讀性，但在實際的 case 中，能承載的鍵值對數量大約多了 20%。
事實上回過頭來看，更好的處理方式或許是用另外的 Map 存儲對象的 key。例如 ： 將nodeGraph.parentNodeAddr這個 key 最大程度縮短為nodeGraph.p

聲明 const GraphKey = { parentNodeAddr: 'p' } 保存一個 key 的映射，需要訪問某屬性時，使用nodeGraph[GraphKey.parentNodeAddr]

更進一步

上述手段只是治標不治本，對于 key 更多的大對象并不能徹底解決問題。因此在不改變項目整體架構的前提下（如使用圖數據庫/改用 go 開發等），提出以下兩個最終方案：

方案 1：借助 Node.js C++ Addons 的能力，繞開 js string 的限制，將相關序列化邏輯交給 C++ 處理，并直接將處理好的引用樹 js object 進行后續處理。

• 優勢：如果能實現，性能會獲得優先提升；擴展了 Node.js 的能力

• 劣勢：實現難度大；維護可能是個問題

方案 2：生成引用樹緩存時，拆分為多個較小的對象，分別進行序列化和存儲，使用時再合并為一個大對象。

• 優勢：無需 C++ 側開發，難度更小；維護方便

• 劣勢：合并對象需要額外的時間，這一步驟可能會讓未命中緩存時的首次請求更慢

讀到這里，這篇“NodeJs超長字符串問題如何處理”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。