Node 面试题整理

1:简述require()模块加载机制

答:在node中文件即模块,分为原生模块和3种文件模块。

具体加载顺序如下图

2:node导出模块有哪2种方式,说说它们的区别?

答:真正的接口是module.exports, 初始值为{}。exports是对module.exports的引用,指向module.exports。在require()的时候,返回的是module.exports而不是exports。

3:请简述下Node事件循环机制

答:Node采用的是单线程异步非阻塞I/O模式。

主线程执行同步任务,异步I/O交给libuv处理。

libuv将建立的所有I/O操作内容绑定到单个线程上。只要每个事件循环在不同的线程中,就可以运行多个事件循环。

libuv将不同的任务交给不同的线程来处理。处理完成后会将对应事件的状态转为pending。

然后在下一次事件循环的时候按顺序取来执行。每一次事件循环都只会执行一个回调,从而避免了竞争的发生。

libuv解释:libuv是一个多平台支持库,主要关注异步I/O。它主要为node.js的使用而开发,同时也被Luvit、Julia、pyuv等使用。libuv为Node.js提供了跨平台、线程池、事件池、异步I/O等能力,是Node.js如此强大的关键。

每个事件循环包含的7阶段(每个阶段结束后都会执行所有的微任务):

1:run due timers 执行到期的计时器,如:setTimeout、setInterval等。

2:call pending callbacks 执行转入pending状态的观察者的回调函数。大多数情况下,在轮询I/O之后立即调用所有I/O回调。但是在某些情况下,调用此类回调会被推迟到下一个循环迭代去。如果先前的迭代推迟了任何I/O回调,它在将在此时运行。

3:run idle handles 如果idle句柄是活跃的,每一次迭代循环都会执行。

4:run prepare handles 执行prepare句柄的回调。在循环阻止I/O前执行prepare 句柄的回调函数。

5:poll for I/O 计算出轮询超时时间,并以此时间作为阻塞I/O的持续时间,等待还未返回的I/O回调。

6:run check handles 执行check handles的回调函数。check handles本质上是prepare的对应物。

7:call close callbacks 执行关闭回调函数。如果一个句柄被uv_close关闭将执行关闭回调函数。

注意:node事件循环比js事件循环多了两个异步,setImmediate(宏任务)、process.nextTick(微任务)。process.nextTick的优先级高于promise().then()。


3:谈谈V8的垃圾回收机制

答:V8是由google公司开发的javascript和webAssembly引擎,用c++编写。它被用在了Chrome浏览器和Node中。它实现了ECMAScript和WebAssembly, 可以运行在Win7+(含Win7)、macOS10.12+、Linux等系统上。V8也可以三都运行,或者被嵌入到任何由C++编写的程序中。

内存限制:

V8只能使用部分内存,默认大小为64位系统1.4G,32位系统为0.7G。当然你也可以自定义大小。建议是不要超过1.5G。因为垃圾回收1.5G的堆内存V8需要花费50毫秒以上,做一次非增量式的垃圾回收甚至需要1秒以上,性能响应明显下降。

内存分类:

1:新生代内存空间 (主要用来存放存活时间较短的对象)

2:老生代内存空间 (主要用来存放存活时间较长的对象)

新生代垃圾回收:

主要通过Scavenge算法进行,主要通过停止-复制的方式实现垃圾回收,具体采用了Cheney算法。

Cheney将内存空间一分为二,被分出来的空间叫做semi-space(半空间),一个半空间处于使用中叫做From,一个半空间处于闲置状态叫做To。

垃圾回收在运行时,会检查From空间的存活对象,将存活对象复制到To中,而死亡对象占用的空间就会被释放。然后交换From和To角色继续重复上边的操作。当一个对象经过多次复制后依然存活,我们就认为该对象生命周期较长,会被移到老生代内存中去。

老生代垃圾回收:

老生代垃圾回收分为Mark Sweep(标记清除)和 Mark Compact(标记合并)两种方式。

Mark Sweep:标记需要回收的对象,然后在垃圾回收的时直接清除释放空间。这个有个问题就是,释放后的空闲时间是碎片化的,再次分配的时候可能因为单个碎片块大小小于需要分配的空间大小而造成无法再次分配内存。

Mark Compact:标记存活的对象统一移到一边,死亡对象移动到另外一边,然后垃圾回收清除死亡对象释放空间。

以上三种垃圾回收算法比较:

在 Mark-Sweep 和 Mark-Compact 之间,由于 Mark-Compact 需要移动对象,所以它的执行速度不可能很快,所以在取舍上,V8 主要使用 Mark-Sweep,在空间不足以从新生代中晋升过来的对象进行分配时才使用 Mark-Compact 。为了避免出现 JavaScript应用逻辑与垃圾回收器看到的不一致的情况,垃圾回收的3种算法都需要将应用逻辑暂停下来,这种行为称为“全停顿” (stop-the-world)。由于新生代配置的空间较小,存活对象较少,全停顿对新生代影响不大。但老生代通常配置的空间较大,且存活对象较多,全堆垃圾回收(full垃圾回收)的标记、清除、整理等动作造成的停顿就会比较可怕。

增量标记:

为了降低全堆垃圾回收带来的停顿时间,V8先从标记阶段入手,将原本要一口气停顿完成的动作改成增量标记(Incremental Marking),也就是拆分为许多小“步进”,每做完一“步进”就让JavaScript应用逻辑执行一小会儿,垃圾回收和应用逻辑交替执行直到标记阶段完成。

增量标记允许堆的标记发生在几次5-10毫秒(移动设备)的小停顿中。

增量标记在堆的大小达到一定的阈值时启用,启用之后每当一定量的内存分配后,脚本的执行就会停顿并进行一次增量标记。就像普通的标记一样,增量标记也是一个深度优先搜索,并同样采用白灰黑机制来分类对象。但增量标记和普通标记不同的是,对象的图谱关系可能发生变化!

查看V8内存使用情况:

查看内存使用情况:process.memoryUsage()

查看操作系统总内存:os.totalmem()

查看操作系统总空闲内存:os.freemem()

4:说说排查内存泄露的方法

答:内存泄露通常有两种情况,一种是容易复现的,一种是不容易复现的。

对于容易复现的我们在测试环境中模拟排查即可。

对于不容易复现的我们就要借助内存快照,可以使用devtool查看内存快照,heapdump保存内存快照。heapdump保存的内存快照只会有Node环境中的对象,如果使用node-inspector快照中就会包含前端变量,容易造成干扰。

推荐使用:npm install heapdump -target=Node.js 进行安装。

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