第18章：Node特有の健康指標① メモリ 🧠🫀📈

この章は「Node/TSのアプリが、いま元気か？」をメモリ面からチェックできるようになる回だよ〜！✨ “落ちる前に気づく”のが目的だよ🧯💥

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1) この章のゴール 🎯✨

できるようになったら勝ち！💪😊

• **メモリの数字（RSS / heapUsed など）**を見て「何が起きてる？」が言える👀
• 最低限のメモリ系メトリクスを実装して /metrics に出せる🧩
• **危険な増え方（リークっぽい）**を見分けられる🚨
• アラートの“ざっくり安全ライン”を作れる🔔

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2) まず覚える：Nodeのメモリ5兄弟 👨‍👩‍👧‍👦🧠

Node には process.memoryUsage() っていう、メモリ内訳を取れる仕組みがあるよ✨ 返ってくる代表がこの5つ👇（単位は bytes） (nodejs.org)

名前	ざっくり意味	何に効く？
rss	プロセスが掴んでる総メモリ（OS目線）	「本当にヤバい？」の最終判断🫀
heapTotal	JS用ヒープに 確保された総量	ヒープ確保の規模感📦
heapUsed	ヒープの 使用中（生きてる）	リーク検知の主役🕵️‍♀️
external	V8ヒープ外（C++バインディング等）	Buffer/ネイティブ絡み疑い🔌
arrayBuffers	Buffer系などの確保量	Buffer溜め込みの疑い🧊

💡ポイント：heapUsed が増え続けるのは “リーク疑い” の代表例だよ〜 (nodejs.org)

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3) “危険な増え方”の見分け方 🚦📉📈

✅ 健康的な波（よくある）🌊🙂

• heapUsed が ギザギザ（増える→GCで落ちる→増える） → GC（ガベコレ）が働いてるサイン🧹

🚨 リークっぽい波（要注意）🧨

• heapUsed が 右肩上がりで、GCが来ても戻らない📈📈📈
• 数時間〜数日でじわじわ増えて、ある日突然落ちる💥

🧩 ちょい罠：RSSは落ちないことがある 🪤

heapUsed が下がっても、rss があまり下がらないことがあるよ。 OSが「また使うかもだし、プロセスに持たせとこ」ってページを保持したりするからね🧠 （他プロセスの都合でページが戻ったりもする） (GitHub)

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4) “まず取るべき”メモリ系メトリクスセット 📦📊✨

この章では「最小で強い」セットにするよ🪄

• process_memory_rss_bytes（= rss）🫀

• process_memory_heap_used_bytes（= heapUsed）🕵️‍♀️

• process_memory_heap_total_bytes（= heapTotal）📦

• process_memory_external_bytes（= external）🔌

• process_memory_arraybuffers_bytes（= arrayBuffers）🧊

• v8_heap_size_limit_bytes（ヒープ上限）🚧

  • v8.getHeapStatistics() で取れるよ✨ (nodejs.org)

ヒープ上限の heap_size_limit は「デフォルト（環境依存） or --max_old_space_size で決まる」って扱いだよ (nodejs.org)

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5) 実装してみよう：/metrics にメモリを出す 🧩🚀

ここは Prometheus形式でいくよ！（シンプルで強い✨）

5-1) まずは最短：prom-client で箱を作る 📦

⚠️メモ：collectDefaultMetrics() の一部（FD系やメモリ系の一部）は Linux 限定のものがあるよ、って注意があるの。だから 自前でメモリGaugeを用意するとWindowsでも安定するよ👍 (GitHub)

src/metrics/memory.ts

import client from "prom-client";
import v8 from "node:v8";

const rss = new client.Gauge({
  name: "process_memory_rss_bytes",
  help: "Resident Set Size (bytes).",
});

const heapTotal = new client.Gauge({
  name: "process_memory_heap_total_bytes",
  help: "V8 heap total (bytes).",
});

const heapUsed = new client.Gauge({
  name: "process_memory_heap_used_bytes",
  help: "V8 heap used (bytes).",
});

const external = new client.Gauge({
  name: "process_memory_external_bytes",
  help: "V8 external memory (bytes).",
});

const arrayBuffers = new client.Gauge({
  name: "process_memory_arraybuffers_bytes",
  help: "ArrayBuffers / Buffer-like memory (bytes).",
});

const heapLimit = new client.Gauge({
  name: "v8_heap_size_limit_bytes",
  help: "V8 heap size limit (bytes).",
});

const heapUsedRatio = new client.Gauge({
  name: "v8_heap_used_ratio",
  help: "heapUsed / heap_size_limit (0.0 - 1.0).",
});

export function collectMemoryMetrics() {
  const m = process.memoryUsage(); // rss/heapTotal/heapUsed/external/arrayBuffers が取れるよ :contentReference[oaicite:6]{index=6}
  rss.set(m.rss);
  heapTotal.set(m.heapTotal);
  heapUsed.set(m.heapUsed);
  external.set(m.external);
  arrayBuffers.set(m.arrayBuffers);

  const hs = v8.getHeapStatistics();
  heapLimit.set(hs.heap_size_limit); // heap_size_limit の説明は v8 doc にあるよ :contentReference[oaicite:7]{index=7}
  heapUsedRatio.set(m.heapUsed / hs.heap_size_limit);
}

src/server.ts（例：Express）

import express from "express";
import client from "prom-client";
import { collectMemoryMetrics } from "./metrics/memory.js";

const app = express();

// ここは“ついで”でOK（Windowsで取れないものがあっても、自前メトリクスが主役）
client.collectDefaultMetrics();

app.get("/metrics", async (_req, res) => {
  collectMemoryMetrics();

  res.setHeader("Content-Type", client.register.contentType);
  res.end(await client.register.metrics());
});

app.get("/work", async (_req, res) => {
  // 何か仕事してる体でOK
  res.json({ ok: true });
});

app.listen(3000, () => {
  console.log("http://localhost:3000");
});

5-2) 動作チェック（Windows）🪟✅

PowerShellで👇

## /work 叩く
irm http://localhost:3000/work

## /metrics 見る
irm http://localhost:3000/metrics | Select-String "process_memory_|v8_heap_"

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6) “危険ライン（目安）”を決める 🚨📏

いきなり完璧は無理！なのでまずは目安でOKにするよ😊✨

6-1) まず一番わかりやすい：比率で見る 📌

v8_heap_used_ratio = heapUsed / heap_size_limit

• 0.70 超えが続く：黄色信号🟡（GC頻発＆遅くなりがち）
• 0.85 超えが続く：赤信号🔴（OOMが近い）

ヒープ上限は v8.getHeapStatistics() で取れるよって公式にも書いてあるよ (nodejs.org)

6-2) “増え続け”検知も超大事 📈🧨

リークは「しきい値」より「傾き」が強い！

• 例：heapUsed が 10分で +50MB 以上増え続けるなら警戒…みたいなルールにすると良いよ🕵️‍♀️

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7) アラートが鳴ったら：3分トリアージ手順 ⏱️🧯

Step 1：まず heapUsed と rss を見る 👀

• heapUsed が増え続ける → **JSオブジェクト保持（リーク）**疑い🧟‍♀️
• rss だけ増える / external が大きい → Buffer / ネイティブ / 画像 / 圧縮疑い🧊🔌

Step 2：ヒープ上限に近いかチェック 🚧

heapUsedRatio が高い状態で張り付くなら、OOMが近いかも💥 （heap_size_limit の意味は v8 doc にあるよ） (nodejs.org)

Step 3：原因調査に入る（次章以降にも繋がるよ）🧵

• まずは Heap Snapshot が超強い🧠📸 Nodeを --inspect で起動して、Inspectorの Memory タブからスナップショット取れるよ (nodejs.org)
• もっと低レベルに見るなら --trace-gc でGCログも出せる（ただしログ爆増注意） (nodejs.org)

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8) ミニ演習：わざとリークさせて見抜く 🧪🕵️‍♀️

8-1) “ダメな例”を作る（グローバル溜め込み）😱

// server.ts のどこか上の方に…
const leakBag: Buffer[] = [];

app.get("/leak", (_req, res) => {
  // 1回アクセスで 5MB 追加（わざと）
  leakBag.push(Buffer.alloc(5 * 1024 * 1024));
  res.json({ size: leakBag.length });
});

8-2) 叩いて観察 👀📈

1..30 | % { irm http://localhost:3000/leak | Out-Null }
irm http://localhost:3000/metrics | Select-String "process_memory_heap_used_bytes|process_memory_rss_bytes|v8_heap_used_ratio"

✅ ここでの学び

• heapUsed が右肩上がりになったら「保持してる！」って感覚が掴めるよ😊

8-3) “直す”方向性（超ざっくり）🧯✨

• グローバルに溜めない（必要なら LRU にする）🧊
• Listener を増やしっぱなしにしない（on したら off）🎧
• 大きいBufferは使い回し/ストリーム化を検討🚰

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9) AIの使いどころ（楽して強くなる🤖✨）

✅ 使ってOKなお願い例 💬

• 「このアプリにメモリGaugeを追加して、/metricsに出して」🧩
• 「heapUsed と rss の違いを、初心者向けに一言でまとめて」📝
• 「このメトリクス名、命名ゆれ直して」🏷️

⚠️ 1個だけ注意 ☝️

アラート閾値は“正解”がないから、AI案はたたき台にして 最後は「自分のアプリの平常値」を見て決めるのが安全だよ🛡️😊

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10) まとめ 🎀✨

• メモリは **heapUsed（リーク検知）**と **rss（最終危険度）**が二大エース🕵️‍♀️🫀 (nodejs.org)
• v8.getHeapStatistics() の heap_size_limit を取って 比率で見ると超わかりやすい🚧✨ (nodejs.org)
• 調査の切り札は **Heap Snapshot（--inspect）**📸、必要なら **GC trace（--trace-gc）**🧹 (nodejs.org)
• Windowsでも安定させるために、メモリ系は 自前Gaugeにしておくと強いよ👍 (GitHub)

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次の章（イベントループ遅延⏳⚙️）と合わせると、「遅い・詰まる・落ちる」が一気に見えるようになるよ〜！🚀✨