增强版 Express 来了，性能提升 5-10 倍！

今天来跟大家介绍一个最新开源的 Node.js 框架：µExpress。

µExpress（读作 Micro-Express）是一款基于 µWebSockets 的高速 HTTP 服务器，其主要特色是与 Express.js 4 完全兼容。虽然它的 API 和功能与 Express.js 完全相同，但性能却大幅提升。

它完全可以成为 Express.js 的替代品，对于需要高并发和高性能的应用来说，µExpress 是一个理想的选择。

主要特点

• 全兼容性：几乎所有 Express.js 的功能和中间件都能在 µExpress 中使用，只需将 express 替换为 ultimate-express 就能无缝迁移。另外，µExpress 还保持了与 Express.js 相同的开发体验，这使得开发者可以轻松切换而无需改动大量代码。

• 极速性能：µExpress 基于 µWebSockets 重实现，采用高性能的事件驱动模式，大幅提升了性能表现。在性能测试中，µExpress 多次超越 Express.js，表现出卓越的吞吐能力和低延迟。

类似的项目

• Express on Bun

Bun 是一个高速的 JavaScript 运行时，其中的 HTTP 模块基于 uWebSockets 实现。因此，在 Bun 上运行 Express 其性能相较于在 Node.js 上有所提升，大约是 2-3 倍。然而，由于 Bun 并未进行特定的 uWebSockets 优化，所以它的性能仍然不及 µExpress。µExpress 通过深度集成 µWebSockets，充分利用其高性能特性，进一步优化了路由和中间件处理。

• Hyper-Express

Hyper-Express 提供了一个类似于 Express 的 API，但它并非一个直接可替换的选项，其实现方式与 Express 存在许多差异。这导致了许多随机的 quirks 和问题，使得从 Express 切换到 Hyper-Express 变得相对困难。此外，Hyper-Express 内建的中间件也与 Express 的不同，许多专为 Express 编写的中间件在 Hyper-Express 中并不适用。而 µExpress 保持了与 Express 的高度兼容性，仅仅通过替换 require 语句就能轻松迁移。

• uWebSockets-Express

uWebSockets-Express 是一个与 Express 更为接近的替代品，但仍旧缺少许多 API，并且在底层调用 Express 方法以实现某些功能。它并未尝试通过使用原生的 uWebSockets 路由来优化性能。这意味着它在速度上无法与 µExpress 匹敌，而 µExpress 则利用了 uWebSockets 的原生性能，进行深度优化。

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安装与使用

首先安装 ultimate-express：

npm install ultimate-express

将项目中的 require("express") 替换为 require("ultimate-express")。

const express = require("ultimate-express");

下面是一个简单的示例代码，与传统 Express 写法几乎没有差异：

const express = require("ultimate-express");
const app = express();

app.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello, µExpress!');
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server is running on port 3000');
});

更复杂的示例中，我们可以使用路由、中间件和模板引擎等，实现和 Express 一样的功能，例如：

const express = require("ultimate-express");
const app = express();

// 使用中间件
app.use(express.json()); // 解析 JSON 请求体
app.use(express.static('public')); // 提供静态文件服务

// 路由定义
app.get('/api', (req, res) => {
  res.json({ message: "Welcome to api!" });
});

app.post('/data', (req, res) => {
  console.log(req.body);
  res.send("Data received");
});

// 启动服务器
app.listen(3000, () => {
  console.log('Server is running on port 3000');
});

性能表现

使用 wrk 工具进行性能测试，测试环境为 Ubuntu 22.04, Node.js 20.17.0, AMD Ryzen 5 3600, 64GB RAM，测试结果显示：

这些结果显示，µExpress 在处理简单路由、多路由和中间件等场景中，均表现出极高的性能提升。

与其他框架比较

在高性能 HTTP 框架的比较中，µExpress 依然表现出色：

使用 µExpress 进行性能优化的最佳实践

µExpress 是一个高性能的 HTTP 服务器，它通过多种方式优化了路由和中间件处理。以下是一些关于如何充分利用 µExpress 优势的性能优化建议。

路由优化

µExpress 尽可能对路由进行优化，在以下情况下可以实现最高效的路由处理：

1. 启用大小写敏感：默认启用与普通 Express 不同。大小写敏感的路由匹配更加高效。
2. 避免使用正则字符：路径中使用字符串而非正则字符（如 *, +, (), {}, 等）可以被 µExpress 最优化处理。
3. 单级路由深度：仅能优化一级深度的路由嵌套。多级嵌套将降低性能。

通过上述优化，路由处理速度可提升至普通路由的 10 倍，因为这些路由使用了原生的 uWS 路由并且路径是预先计算好的。

中间件优化

1. 使用内置静态文件中间件：避免使用外部的 serve-static 模块，而使用内置的 express.static()。后者针对 µExpress 进行了优化。
2. 使用内置的请求体解析中间件：避免使用 body-parser 模块，而使用内置的 express.text() 和 express.json() 等。这些内置中间件同样得到了优化。
3. 避免不必要的请求体读取：不要在不需要请求体的 GET 方法或其他方法上设定读取请求体。读取请求体会使端点速度降低大约 15%。

线程优化

默认情况下，µExpress 创建一个（如果 CPU 只有一个核心则为零）子线程以提高文件读取性能。你可以通过在 express() 中设置 threads 值来更改这一数量，或者设置为 0 以禁用线程池：

const app = express({ threads: 0 });

线程在所有 express() 实例之间共享，使用最大线程数。请注意，更多的线程不一定会带来更好的性能。有时候完全不使用线程反而更快，建议进行测试来找出最佳的设置。

IP 地址处理

请避免在响应完成后读取 req.connection.remoteAddress 或 req.ip（如果没有启用 trust proxy）。在 µWS 中读取 IP 比较慢，如果在响应后读取 IP，会使得每个请求都会读取 IP，即使不需要，这会让 µExpress 在后续请求处理上大幅变慢。

最后

• Github：https://github.com/dimdenGD/ultimate-express