ทำไมแค่ console.log ก็ทำให้ Node.js ช้าลงได้?

สวัสดีเช้าวันอาทิตย์ พอดีวันก่อนได้มีโอกาสไปเห็นโพสต์ Twitter นึง โพสต์ถึงเรื่องของการที่ลบคอนโซลล็อก (console.log) ออกไปจาก Node.js แล้วก็ทำให้ Performance ของ Server ดีขึ้น เยอะเลย

Ref: Node.js event loop utilization for one our services went from about 80% to 20% just by removing logs by @maverickdotdev 🤦https://x.com/maverickdotdev/status/1971249969463165313

ทีนี้พอเราเห็นเรื่องนี้ ผมคิดว่าหลาย ๆ คนน่าจะต้องสงสัยแน่เลย ไม่ว่าจะเป็นมือใหม่ในการเขียน Node.js เอง หรือคนที่เขียนมาสักระยะนึงแล้ว จริง ๆ แล้วเราอาจจะต้องเข้าใจก่อนว่า ตัว console.log ซึ่งเป็นคำสั่งในกลุ่ม console ของ Node.js เอง เราต้องทำความเข้าใจก่อนว่า Node.js เนี่ย มันทำงานเป็น Event Loop ใช่ไหมครับ เดี๋ยวผมจะมีบล็อกอธิบายเรื่อง Event Loop อีกทีนึง แต่โดยสรุปคือ Event Loop ของ Node.js เนี่ย มันจะพูดถึงการทำงานแบบ Single Thread

คำว่า Single Thread ก็คือว่า อะไรก็ตามที่มันทำงาน มันจัดการงานหลายอย่างแบบ concurrent ผ่าน Event Loop แม้จะมีเพียง main thread เดียว ประโยชน์แน่นอนครับว่า Single Thread เนี่ย มันช่วยทำให้เราสามารถที่จะใช้ทรัพยากร CPU ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

console.log

ทีนี้มากลับมาที่เรื่องของ console.log กันบ้าง ตัวคำสั่งที่เป็น console.log หรือประเภท console อื่น ๆ พวกนี้มันเป็นคำสั่งประเภท synchronous หลาย ๆ คนก็อาจจะสงสัยว่า จริง ๆ แล้ว Node.js ทำงานแบบ asynchronous เป็นหลักอยู่แล้ว (สำหรับ I/O, network, timers) แต่ทำไมการทำงานแบบ synchronous ถึงมีปัญหา

Note

อ่านต่อที่ Official Documentation ของ Node.js เรื่อง Console: https://nodejs.org/api/process.html#a-note-on-process-io

งั้นเดี๋ยวมาอธิบายกัน คือการทำงานแบบ synchronous เนี่ย มันไปบล็อก Main Thread ซึ่ง Node.js เนี่ย มันมี Main Thread อยู่อันเดียว หมายความว่ามันจะไปบล็อกการทำงานของ Event Loop (โค้ด JavaScript ภายใน callback/function ยังคงรันแบบ synchronous ได้ และคำสั่ง console.log อาจบล็อก Event Loop ขึ้นอยู่กับว่า stdout เชื่อมต่อไปที่ terminal, file หรือ pipe) ถ้าเราเอา console.log ใส่เยอะ ๆ มันก็จะส่งผล Performance ตามมา เพราะว่า Event Loop ก็จะถูกบล็อกไปด้วย

ทางออก

หลาย ๆ คนก็อาจจะมีคำถามตามมาว่า ถ้าเราไม่ได้ใช้ console.log แล้วเราจะสามารถพ่น Log ออกมาทาง Terminal หรือทาง STDOUT ได้ยังไง การที่เราพ่น Log มาเนี่ย มันทำได้หลายวิธี วิธีการที่ไม่ไปบล็อก Thread เนี่ย มันก็จะมี Library ที่เข้ามาแก้ปัญหา ยกตัวอย่างเช่น เหมือนที่ผมใช้อยู่ก็จะเป็น Pino ผมใช้บ่อยกว่า Pino ตัวที่เค้าเอามาแก้ปัญหาเรื่อง Log

จริง ๆ หลายคนอาจจะบอกว่า ฉันก็เขียน Log เองก็ได้นี่ ฉันเขียน Interface มาก็ได้นี่ ทำไมฉันจะต้องใช้ Pino เพราะว่าฉันก็สามารถที่จะเขียนตัวกลไกของ Log เองได้ ใช้ Level ได้ Log ที่ถูกออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาหนึ่งคือ

เรื่องของการบล็อก Thread ของ console.log นี่แหละ แทนที่เราจะพ่น Log ออกไปทางใดก็ตามแล้วมันจะไปบล็อก Thread ใช่ไหม การที่เราใช้ Pino เนี่ย เค้าจะใช้วิธีการ คือเขามีการ "แตก Worker Thread" ออกมา คือมีการใช้ อีกเทรดนึงเพื่อที่จะมาจัดการเรื่องของการทำ Logging โดยเฉพาะเลย ทำให้เวลาที่เราสั่งคำสั่ง Log ผ่าน Pino มันก็จะทำได้อย่างรวดเร็วมาก เพราะว่ามันไม่ไปบล็อก Main Thread นั่นเอง

พอมันออกไปทาง Pino แล้ว เราจะไปตั้งค่า transport ได้ ซึ่งเจ้า transport ก็คือ การตั้งค่าขาออกของ Log ว่าจะให้ไปออกที่ไหนก็แล้วแต่ อย่างเช่น อาจจะเป็น console อาจจะเป็นไฟล์ อาจจะเป็นที่ไหนก็ได้ ที่เราจะตั้งค่าให้มันออกไป ถึงแม้ว่าเราจะใช้ console.log บน Pino แล้วก็ตาม มันก็ยังไม่ช้า เพราะว่า Pino จัดการเรื่องของการจัดการเทรดที่เป็น Worker Thread แล้ว

ทำไมการ Bundle กับ Pino ถึงยากขึ้น?

ใครที่ไม่ได้สนใจเรื่องของการ Bundle Node.js สามารถข้ามส่วนนี้ไปได้เลยครับ

แต่เดี๋ยวก่อน ใครที่ใช้ Pino จะมีการเจอ Challenge ของการทำ bundling ที่จะทำให้ Node Application เวลาที่เรามีการ bundle มัน หรือเวลาที่เราต้องการจะลดขนาด หรือทำ Docker Image ขนาดเล็ก มันก็จะทำได้ยุ่งยากขึ้น ผมเคยเขียนบทความเกี่ยวข้องกับโจทย์ เวลาที่เราต้อง bundle Node.js ที่มีการใช้งานท่าประหลาด ๆ ใน Node.js ซึ่งหนึ่งในท่าประหลาด ๆ คือเรื่องของ Pino เพราะว่า Pino เวลาที่มันจัดการ Worker Thread มันจะมีการสร้างไฟล์ขึ้นมาใหม่

Note

บทความที่เกี่ยวข้อง: ทำไมการ Bundle Node.js ที่ใช้ Worker Threads ถึงยาก?

ถ้าเราไม่ได้มีการจัดการอย่างดี ไฟล์พวกนี้ที่มันถูกสร้างมาใหม่ เวลาที่มัน bundle เวลาที่โปรแกรมที่เป็นอย่างเช่น ES Build bundle มันจะไม่เห็นไฟล์พวกนี้ มันก็เลยทำให้เกิด Runtime Error ได้ ก็เป็นสิ่งที่เราควรระมัดระวัง

หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์กับทุก ๆ คน

สำหรับวันนี้ไปก่อนครับ สวัสดีครับ