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1、Node模块机制
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1.1 请介绍一下node里的模块是什么
Node中,每个文件模块都是一个对象,它的定义如下:
function Module(id, parent) { this.id = id; this.exports = {}; this.parent = parent; this.filename = null; this.loaded = false; this.children = []; } module.exports = Module; var module = new Module(filename, parent);
所有的模块都是 Module 的实例。可以看到,当前模块(module.js)也是 Module 的一个实例。
1.2 请介绍一下require的模块加载机制
这道题基本上就可以了解到面试者对Node模块机制的了解程度基本上面试提到
1、先计算模块路径
2、如果模块在缓存里面,取出缓存
3、加载模块
4、的输出模块的exports属性即可
// require 其实内部调用 Module._load 方法 Module._load = function(request, parent, isMain) { // 计算绝对路径 var filename = Module._resolveFilename(request, parent); // 第一步:如果有缓存,取出缓存 var cachedModule = Module._cache[filename]; if (cachedModule) { return cachedModule.exports; // 第二步:是否为内置模块 if (NativeModule.exists(filename)) { return NativeModule.require(filename); } /********************************这里注意了**************************/ // 第三步:生成模块实例,存入缓存 // 这里的Module就是我们上面的1.1定义的Module var module = new Module(filename, parent); Module._cache[filename] = module; /********************************这里注意了**************************/ // 第四步:加载模块 // 下面的module.load实际上是Module原型上有一个方法叫Module.prototype.load try { module.load(filename); hadException = false; } finally { if (hadException) { delete Module._cache[filename]; } } // 第五步:输出模块的exports属性 return module.exports; };
接着上一题继续发问
1.3 加载模块时,为什么每个模块都有__dirname,__filename属性呢,new Module的时候我们看到1.1部分没有这两个属性的,那么这两个属性是从哪里来的
// 上面(1.2部分)的第四步module.load(filename) // 这一步,module模块相当于被包装了,包装形式如下 // 加载js模块,相当于下面的代码(加载node模块和json模块逻辑不一样) (function (exports, require, module, __filename, __dirname) { // 模块源码 // 假如模块代码如下 var math = require('math'); exports.area = function(radius){ return Math.PI * radius * radius } });
也就是说,每个module里面都会传入__filename, __dirname参数,这两个参数并不是module本身就有的,是外界传入的
1.4 我们知道node导出模块有两种方式,一种是exports.xxx=xxx和Module.exports={}有什么区别吗
module.exports vs exports 很多时候,你会看到,在Node环境中,有两种方法可以在一个模块中输出变量: 方法一:对module.exports赋值: // hello.js function hello() { console.log('Hello, world!'); } function greet(name) { console.log('Hello, ' + name + '!'); } module.exports = { hello: hello, greet: greet }; 方法二:直接使用exports: // hello.js function hello() { console.log('Hello, world!'); } function greet(name) { console.log('Hello, ' + name + '!'); } function hello() { console.log('Hello, world!'); } exports.hello = hello; exports.greet = greet; 但是你不可以直接对exports赋值: // 代码可以执行,但是模块并没有输出任何变量: exports = { hello: hello, greet: greet }; 如果你对上面的写法感到十分困惑,不要着急,我们来分析Node的加载机制: 首先,Node会把整个待加载的hello.js文件放入一个包装函数load中执行。在执行这个load()函数前,Node准备好了module变量: var module = { id: 'hello', exports: {} }; load()函数最终返回module.exports: var load = function (exports, module) { // hello.js的文件内容 ... // load函数返回: return module.exports; }; var exported = load(module.exports, module); 也就是说,默认情况下,Node准备的exports变量和module.exports变量实际上是同一个变量,并且初始化为空对象{},于是,我们可以写: exports.foo = function () { return 'foo'; }; exports.bar = function () { return 'bar'; }; 也可以写: module.exports.foo = function () { return 'foo'; }; module.exports.bar = function () { return 'bar'; }; 换句话说,Node默认给你准备了一个空对象{},这样你可以直接往里面加东西。 但是,如果我们要输出的是一个函数或数组,那么,只能给module.exports赋值: module.exports = function () { return 'foo'; }; 给exports赋值是无效的,因为赋值后,module.exports仍然是空对象{}。 结论 如果要输出一个键值对象{},可以利用exports这个已存在的空对象{},并继续在上面添加新的键值; 如果要输出一个函数或数组,必须直接对module.exports对象赋值。 所以我们可以得出结论:直接对module.exports赋值,可以应对任何情况: module.exports = { foo: function () { return 'foo'; } }; 或者: module.exports = function () { return 'foo'; }; 最终,我们强烈建议使用module.exports = xxx的方式来输出模块变量,这样,你只需要记忆一种方法。
2、Node的异步I/O
本章的答题思路大多借鉴于朴灵大神的《深入浅出的NodeJS》
2.1 请介绍一下Node事件循环的流程
2.2 在每个tick的过程中,如何判断是否有事件需要处理呢?
2.3 请描述一下整个异步I/O的流程
3、V8的垃圾回收机制
3.1 如何查看V8的内存使用情况
使用process.memoryUsage(),返回如下
{ rss: 4935680, heapTotal: 1826816, heapUsed: 650472, external: 49879 }
heapTotal和heapUsed代表V8的内存使用情况。external代表V8管理的,绑定到Javascript的C++对象的内存使用情况。rss, 驻留集大小, 是给这个进程分配了多少物理内存(占总分配内存的一部分) 这些物理内存中包含堆,栈,和代码段。
3.2 V8的内存限制是多少,为什么V8这样设计
64位系统下是1.4GB, 32位系统下是0.7GB。因为1.5GB的垃圾回收堆内存,V8需要花费50毫秒以上,做一次非增量式的垃圾回收甚至要1秒以上。这是垃圾回收中引起Javascript线程暂停执行的事件,在这样的花销下,应用的性能和影响力都会直线下降。
3.3 V8的内存分代和回收算法请简单讲一讲
在V8中,主要将内存分为新生代和老生代两代。新生代中的对象存活时间较短的对象,老生代中的对象存活时间较长,或常驻内存的对象。
3.3.1 新生代
新生代中的对象主要通过Scavenge算法进行垃圾回收。这是一种采用复制的方式实现的垃圾回收算法。它将堆内存一份为二,每一部分空间成为semispace。在这两个semispace空间中,只有一个处于使用中,另一个处于闲置状态。处于使用状态的semispace空间称为From空间,处于闲置状态的空间称为To空间。
3.3.2 老生代
老生代主要采取的是标记清除的垃圾回收算法。与Scavenge复制活着的对象不同,标记清除算法在标记阶段遍历堆中的所有对象,并标记活着的对象,只清理死亡对象。活对象在新生代中只占叫小部分,死对象在老生代中只占较小部分,这是为什么采用标记清除算法的原因。
3.3.3 标记清楚算法的问题
主要问题是每一次进行标记清除回收后,内存空间会出现不连续的状态
3.3.4 哪些情况会造成V8无法立即回收内存
闭包和全局变量
3.3.5 请谈一下内存泄漏是什么,以及常见内存泄漏的原因,和排查的方法
什么是内存泄漏
一、全局变量
a = 10; //未声明对象。 global.b = 11; //全局变量引用 这种比较简单的原因,全局变量直接挂在 root 对象上,不会被清除掉。
二、闭包
function out() { const bigData = new Buffer(100); inner = function () { } }
闭包会引用到父级函数中的变量,如果闭包未释放,就会导致内存泄漏。上面例子是 inner 直接挂在了 root 上,那么每次执行 out 函数所产生的 bigData 都不会释放,从而导致内存泄漏。
需要注意的是,这里举得例子只是简单的将引用挂在全局对象上,实际的业务情况可能是挂在某个可以从 root 追溯到的对象上导致的。
三、事件监听
Node.js 的事件监听也可能出现的内存泄漏。例如对同一个事件重复监听,忘记移除(removeListener),将造成内存泄漏。这种情况很容易在复用对象上添加事件时出现,所以事件重复监听可能收到如下警告:
emitter.setMaxListeners() to increase limit
例如,Node.js 中 Agent 的 keepAlive 为 true 时,可能造成的内存泄漏。当 Agent keepAlive 为 true 的时候,将会复用之前使用过的 socket,如果在 socket 上添加事件监听,忘记清除的话,因为 socket 的复用,将导致事件重复监听从而产生内存泄漏。
原理上与前一个添加事件监听的时候忘了清除是一样的。在使用 Node.js 的 http 模块时,不通过 keepAlive 复用是没有问题的,复用了以后就会可能产生内存泄漏。所以,你需要了解添加事件监听的对象的生命周期,并注意自行移除。
排查方法
4、Buffer模块
4.1 新建Buffer会占用V8分配的内存吗
不会,Buffer属于堆外内存,不是V8分配的。
4.2 Buffer.alloc和Buffer.allocUnsafe的区别
Buffer.allocUnsafe创建的 Buffer 实例的底层内存是未初始化的。 新创建的 Buffer 的内容是未知的,可能包含敏感数据。 使用 Buffer.alloc() 可以创建以零初始化的 Buffer 实例。
4.3 Buffer的内存分配机制
为了高效的使用申请来的内存,Node采用了slab分配机制。slab是一种动态的内存管理机制。Node以8kb为界限来来区分Buffer为大对象还是小对象,如果是小于8kb就是小Buffer,大于8kb就是大Buffer。
例如第一次分配一个1024字节的Buffer,Buffer.alloc(1024),那么这次分配就会用到一个slab,接着如果继续Buffer.alloc(1024),那么上一次用的slab的空间还没有用完,因为总共是8kb,1024+1024 = 2048个字节,没有8kb,所以就继续用这个slab给Buffer分配空间。
如果超过8bk,那么直接用C++底层地宫的SlowBuffer来给Buffer对象提供空间。
4.4 Buffer乱码问题
例如一个份文件test.md里的内容如下:
床前明月光,疑是地上霜,举头望明月,低头思故乡
我们这样读取就会出现乱码:
var rs = require('fs').createReadStream('test.md', {highWaterMark: 11}); // 床前明???光,疑???地上霜,举头???明月,???头思故乡
一般情况下,只需要设置rs.setEncoding('utf8')即可解决乱码问题
5、webSocket
5.1 webSocket与传统的http有什么优势
5.2 webSocket协议升级时什么,能简述一下吗?
首先,WebSocket连接必须由浏览器发起,因为请求协议是一个标准的HTTP请求,格式如下:
GET ws://localhost:3000/ws/chat HTTP/1.1 Host: localhost Upgrade: websocket Connection: Upgrade Origin: http://localhost:3000 Sec-WebSocket-Key: client-random-string Sec-WebSocket-Version: 13
该请求和普通的HTTP请求有几点不同:
随后,服务器如果接受该请求,就会返回如下响应:
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: server-random-string
该响应代码101表示本次连接的HTTP协议即将被更改,更改后的协议就是Upgrade: websocket指定的WebSocket协议。
6、https
6.1 https用哪些端口进行通信,这些端口分别有什么用
6.2 身份验证过程中会涉及到密钥, 对称加密,非对称加密,摘要的概念,请解释一下
6.3 为什么需要CA机构对证书签名
如果不签名会存在中间人攻击的风险,签名之后保证了证书里的信息,比如公钥、服务器信息、企业信息等不被篡改,能够验证客户端和服务器端的“合法性”。
6.4 https验证身份也就是TSL/SSL身份验证的过程
简要图解如下
7、进程通信
7.1 请简述一下node的多进程架构
面对node单线程对多核CPU使用不足的情况,Node提供了child_process模块,来实现进程的复制,node的多进程架构是主从模式,如下所示:
var fork = require('child_process').fork; var cpus = require('os').cpus(); for(var i = 0; i < cpus.length; i++){ fork('./worker.js'); }
在linux中,我们通过ps aux | grep worker.js查看进程
这就是著名的主从模式,Master-Worker
7.2 请问创建子进程的方法有哪些,简单说一下它们的区别
创建子进程的方法大致有:
7.3 请问你知道spawn在创建子进程的时候,第三个参数有一个stdio选项吗,这个选项的作用是什么,默认的值是什么。
7.4 请问实现一个node子进程被杀死,然后自动重启代码的思路
在创建子进程的时候就让子进程监听exit事件,如果被杀死就重新fork一下
var createWorker = function(){ var worker = fork(__dirname + 'worker.js') worker.on('exit', function(){ console.log('Worker' + worker.pid + 'exited'); // 如果退出就创建新的worker createWorker() }) }
7.5 在7.4的基础上,实现限量重启,比如我最多让其在1分钟内重启5次,超过了就报警给运维
7.6 如何实现进程间的状态共享,或者数据共享
我自己没用过Kafka这类消息队列工具,问了java,可以用类似工具来实现进程间通信,更好的方法欢迎留言
8、中间件
8.1 如果使用过koa、egg这两个Node框架,请简述其中的中间件原理,最好用代码表示一下
上面是在网上找的一个示意图,就是说中间件执行就像洋葱一样,最早use的中间件,就放在最外层。处理顺序从左到右,左边接收一个request,右边输出返回response
一般的中间件都会执行两次,调用next之前为第一次,调用next时把控制传递给下游的下一个中间件。当下游不再有中间件或者没有执行next函数时,就将依次恢复上游中间件的行为,让上游中间件执行next之后的代码
例如下面这段代码
const Koa = require('koa') const app = new Koa() app.use((ctx, next) => { console.log(1) next() console.log(3) }) app.use((ctx) => { console.log(2) }) app.listen(3001) 执行结果是1=>2=>3
koa中间件实现源码大致思路如下:
// 注意其中的compose函数,这个函数是实现中间件洋葱模型的关键 // 场景模拟 // 异步 promise 模拟 const delay = async () => { return new Promise((resolve, reject) => { setTimeout(() => { resolve(); }, 2000); }); } // 中间间模拟 const fn1 = async (ctx, next) => { console.log(1); await next(); console.log(2); } const fn2 = async (ctx, next) => { console.log(3); await delay(); await next(); console.log(4); } const fn3 = async (ctx, next) => { console.log(5); } const middlewares = [fn1, fn2, fn3]; // compose 实现洋葱模型 const compose = (middlewares, ctx) => { const dispatch = (i) => { let fn = middlewares[i]; if(!fn){ return Promise.resolve() } return Promise.resolve(fn(ctx, () => { return dispatch(i+1); })); } return dispatch(0); } compose(middlewares, 1);
9、其它
现在在重新过一遍node 12版本的主要API,有很多新发现,比如说
const util = require('util'); const fs = require('fs'); const stat = util.promisify(fs.stat); stat('.').then((stats) => { // 处理 `stats`。 }).catch((error) => { // 处理错误。 });
9.1 杂想
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持创新互联。