高频nodejs前端面试题及答案

高频nodejs前端面试题及答案如何理解Node.js的事件循环机制？它与浏览器的事件循环有哪些核心差异？Node.js的事件循环是其实现非阻塞I/O操作的核心机制，尽管JavaScript是单线程的，但通过事件循环可以协调各种异步操作。事件循环的本质是一个无限循环，不断从任务队列中提取并执行任务。Node.js的事件循环分为6个阶段，按顺序依次为：1.Timers阶段：执行setTimeout、setInterval的回调函数；2.I/OCallbacks阶段：处理系统级I/O回调（如TCP连接错误）；3.Idle/Prepare阶段：仅内部使用，可忽略；4.Poll阶段：检索新的I/O事件，执行I/O回调（除了close事件、timers和setImmediate的回调）；5.Check阶段：执行setImmediate的回调；6.CloseCallbacks阶段：处理关闭事件的回调（如socket.on('close')）。与浏览器事件循环的核心差异在于：微任务执行时机：Node.js中微任务（Promise.then、process.nextTick）在每个阶段结束后执行，而浏览器在宏任务执行完后统一执行；任务队列划分：Node.js将setImmediate（Check阶段）与setTimeout（Timers阶段）严格区分，而浏览器未明确划分此类宏任务；process.nextTick的特殊性：Node.js的process.nextTick回调会在当前操作结束后（阶段切换前）优先于Promise执行，属于“微任务中的微任务”。例如，同时存在setTimeout(()=>{},0)和setImmediate(()=>{})时，由于Poll阶段结束后可能进入Check阶段（执行setImmediate），也可能进入Timers阶段（执行setTimeout），实际执行顺序取决于代码执行环境（如是否在I/O回调中）。CommonJS模块与ESModules的核心区别有哪些？如何处理循环依赖？CommonJS（CJS）是Node.js早期的模块系统，ESModules（ESM）是ECMAScript标准的模块系统，两者核心区别如下：加载方式：CJS使用require()同步加载，ESM使用import/export静态导入（编译时解析），支持动态导入（import()返回Promise）；导出机制：CJS导出的是值的拷贝（module.exports是对象引用），ESM导出的是值的只读引用（实时绑定）；作用域：CJS每个文件是独立作用域，ESM强制使用严格模式（'usestrict'）；文件后缀：Node.js中CJS默认.js（需package.json无"type":"module"），ESM需.js/.mjs或package.json声明"type":"module"。处理循环依赖时，CJS通过“部分加载”解决：当模块A依赖模块B，B又依赖A时，A在导出前被B引用，此时B获取的是A的未完成导出对象（已赋值的属性可用，未赋值的为undefined）。ESM则通过“预解析”处理循环依赖，在模块实例化前解析所有导入，确保引用的模块即使未完全初始化也能访问其导出的引用（因为ESM导出是实时绑定的）。例如，CJS中A.js导出{a:1}并requireB.js，B.js导出{b:2}并requireA.js，此时B.js中获取的A模块是{a:1}（因A已完成导出）；若A.js在导出前requireB.js，B.js获取的A模块可能只有部分属性。异步编程中，回调、Promise、async/await各自的适用场景及优缺点是什么？回调（Callback）：适用于简单异步操作（如文件读取、API请求）。优点是直接、兼容早期Node.js版本；缺点是“回调地狱”（嵌套过深）、错误处理繁琐（需每个回调检查error参数）、无法使用try/catch捕获异步错误。Promise：适用于需要链式调用或并行/串行执行多个异步操作的场景。优点是通过.then()/.catch()实现线性代码结构，支持Promise.all()/Promise.race()等组合方法；缺点是语法仍有一定复杂度，调试时堆栈信息可能不直观。async/await：基于Promise的语法糖，适用于复杂异步逻辑（如条件判断、循环中包含异步操作）。优点是代码接近同步写法，可读性高，可通过try/catch统一处理错误；缺点是需理解其本质是Promise的语法糖，过度使用可能隐藏异步执行顺序问题。例如，读取文件并处理内容时，回调写法可能嵌套多层，而async/await可通过：```javascriptasyncfunctionreadFile(){try{constdata=awaitmises.readFile('file.txt','utf8');constresult=process(data);awaitmises.writeFile('output.txt',result);}catch(err){console.error(err);}}```实现清晰的线性流程。Express中间件的执行原理是什么？如何实现一个错误处理中间件？Express中间件是一个函数数组，按顺序执行，每个中间件可访问请求对象（req）、响应对象（res）和next函数。中间件的执行流程是线性的：前一个中间件调用next()后，控制权传递给下一个中间件；若调用next(err)，则跳过后续普通中间件，直接进入错误处理中间件。中间件的核心逻辑由Express内部的`next`函数驱动，其本质是递归调用中间件数组。例如，Express应用启动时会将所有中间件存储在一个数组中，请求到达时通过`dispatch`函数依次执行数组中的中间件，直到响应被发送或错误被捕获。错误处理中间件需定义为四参数函数（err,req,res,next），且通常放在中间件数组末尾。例如：```javascriptapp.use((err,req,res,next)=>{console.error(err.stack);res.status(500).send('Somethingbroke!');});```当普通中间件调用next(err)时，Express会查找第一个四参数中间件处理错误；若未找到，错误会传递给Node.js的未捕获异常处理（可能导致进程崩溃）。Node.js中的流（Stream）有哪些类型？如何利用流处理大文件？Node.js的流分为4种类型：可读流（Readable）：可从中读取数据（如fs.createReadStream）；可写流（Writable）：可向其中写入数据（如fs.createWriteStream）；双工流（Duplex）：同时可读可写（如net.Socket）；转换流（Transform）：双工流的特例，可修改或转换数据（如zlib.createGzip）。处理大文件时，流的核心优势是“分块处理”，避免将整个文件加载到内存中。例如，读取一个10GB的日志文件并压缩：```javascriptconstfs=require('fs');constzlib=require('zlib');constreadStream=fs.createReadStream('large.log');constgzipStream=zlib.createGzip();constwriteStream=fs.createWriteStream('large.log.gz');readStream.pipe(gzipStream).pipe(writeStream);```其中，pipe方法自动处理背压（Backpressure）：当可写流处理速度慢于可读流时，可读流会暂停读取，直到可写流缓冲区清空（通过'drain'事件恢复）。此外，自定义转换流可通过继承Transform类实现：```javascriptconst{Transform}=require('stream');classReplaceStreamextendsTransform{_transform(chunk,encoding,callback){consttransformed=chunk.toString().replace(/old/g,'new');this.push(transformed);callback();}}```如何利用cluster模块提升Node.js应用的性能？主进程与工作进程的通信机制是怎样的？Node.js是单线程的，无法充分利用多核CPU，cluster模块通过创建多个工作进程（Worker）实现多核并行。主进程（Master）负责管理工作进程（如创建、重启），工作进程共享同一端口（通过主进程代理请求）。使用cluster模块的典型流程：```javascriptconstcluster=require('cluster');consthttp=require('http');constnumCPUs=require('os').cpus().length;if(cluster.isMaster){//主进程创建工作进程for(leti=0;i<numCPUs;i++){cluster.fork();}//监听工作进程退出事件，自动重启cluster.on('exit',(worker)=>{console.log(`Worker${worker.id}died,restarting...`);cluster.fork();});}else{//工作进程处理请求http.createServer((req,res)=>{res.end(`Process${process.pid}handledrequest`);}).listen(3000);}```主进程与工作进程通过IPC（进程间通信）通信，使用`worker.send()`和`process.on('message')`。例如，主进程向工作进程发送指令：```javascript//主进程constworker=cluster.fork();worker.send({type:'updateConfig',data:{env:'production'}});//工作进程process.on('message',(msg)=>{if(msg.type==='updateConfig'){console.log('Receivedconfig:',msg.data);}});```需要注意，工作进程之间不共享内存，状态（如缓存）需通过外部存储（如Redis）同步。Koa与Express的核心差异有哪些？为什么说Koa的中间件是“洋葱模型”？Koa是Express原班人马打造的轻量框架，与Express的核心差异：中间件模型：Express是线性执行（中间件依次调用next()传递控制权），Koa是“洋葱模型”（中间件通过awaitnext()实现“先向下后向上”的执行顺序）；上下文对象：Koa将req和res封装为ctx对象（ctx.req/ctx.res是Node.js原生对象，ctx.request/ctx.response是Koa封装的对象），提供更便捷的API（如ctx.body代替res.send()）；异步支持：Koa原生支持async/await（中间件可返回Promise），Express需手动处理Promise（如通过中间件包装）；核心功能：Express内置路由、模板引擎等功能，Koa仅提供核心中间件机制，其他功能需通过插件实现（如koa-router、koa-views）。Koa的洋葱模型指请求在进入时会依次执行中间件的“前半部分”（直到awaitnext()），到达最内层中间件后，再反向执行各中间件的“后半部分”。例如：```javascriptconstKoa=require('koa');constapp=newKoa();app.use(async(ctx,next)=>{console.log('Middleware1:before');awaitnext();console.log('Middleware1:after');});app.use(async(ctx,next)=>{console.log('Middleware2:before');awaitnext();console.log('Middleware2:after');});app.use(async(ctx)=>{ctx.body='HelloWorld';console.log('Middleware3:response');});//输出顺序：//Middleware1:before//Middleware2:before//Middleware3:response//Middleware2:after//Middleware1:after```这种模型更适合需要“预处理-业务逻辑-后处理”的场景（如日志记录、权限校验、响应格式化）。如何排查Node.js应用的内存泄漏？常用工具有哪些？内存泄漏的常见原因包括：未移除的事件监听器（如重复绑定事件未用off/removeListener）；闭包中引用了不再需要的变量；缓存未设置过期时间（如使用普通对象存储大量数据）；大数组/对象未及时释放（如全局变量累积数据）。排查步骤：1.监控内存使用：通过`process.memoryUsage()`观察heapUsed（堆内存使用）、rss（常驻内存）的变化；2.提供堆快照：使用`--inspect`启动应用，通过ChromeDevTools的Memory面板录制堆快照，或使用`node--expose-gc`配合`global.gc()`手动触发垃圾回收；3.分析快照：比较不同时间点的堆快照，查找增长异常的对象（如事件监听器、未释放的闭包）；4.定位代码：结合CPU配置文件（Performance面板）和堆快照中的对象引用链，追踪到具体代码行。常用工具：ChromeDevTools：集成内存分析、CPU分析功能；heapdump：通过`require('heapdump')`在代码中手动提供堆快照（`process.on('SIGUSR2',()=>{process.kill(process.pid,'SIGUSR2');})`）；Clinic.js：第三方工具，提供内存/CPU/事件循环延迟分析报告；Node.jsInspector：通过`node--inspect-brk`启动调试，使用VSCode等IDE附加调试。例如，发现事件监听器泄漏时，可通过`process.listeners('eventName').length`检查监听器数量，或在绑定事件时使用`once()`代替`on()`。设计一个Node.js日志系统需要考虑哪些关键点？如何实现日志的分级与轮转？设计日志系统需考虑：日志级别：区分error、warn、info、debug等级别，方便过滤（如生产环境只记录info以上）；输出目标：支持控制台、文件、远程服务（如ELK）等多目标输出；格式规范：统一时间戳、服务名、请求ID等元信息，便于分析（如JSON格式）；性能影响：避免日志写入阻塞事件循环（使用异步写入或缓存）；日志轮转：按大小或时间分割日志文件，避免单个文件过大。使用`winston`和`morgan`可实现日志系统：```javascriptconstwinston=require('winston');const{createLogger,format,transports}=winston;const{combine,timestamp,label,printf}=format;constmorgan=require('morgan');//自定义日志格式constmyFormat=printf(({level,message,label,timestamp})=>{return`${timestamp}[${label}]${level}:${message}`;});constlogger=createLogger({level:'debug',format:combine(label({label:'my-app'}),timestamp(),myFormat),transports:[newtransports.File({filename:'error.log',level:'error'}),//仅error级别写入error.lognewtransports.File({filename:'combined.log'}),//所有级别写入combined.lognewtransports.Console({format:format.simple()})//控制台输出简化格式]});//结合morgan记录HTTP请求日志consthttpLogger=morgan('combined',{stream:{write:(message)=>(message.trim())}});//使用示例('Userloggedin',{userId:'123'});logger.error('Databaseconnectionfailed',{error:'ECONNREFUSED'});```日志轮转可通过`winston-daily-rotate-file`插件实现按天分割：```javascriptconstDailyRotateFile=require('winston-daily-rotate-file');logger.add(newDailyRotateFile({filename:'app-%DATE%.log',datePa