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5.1.2 node 常见面试题

1.Node 异步单线程原理

Node.js 的结构

Node.js 标准库，这部分是由 Javascript编写的，即我们使用过程中直接能调用的 API。在源码中的 lib 目录下可以看到。

Node bindings，这一层是 Javascript与底层 C/C++ 能够沟通的关键，前者通过 bindings 调用后者，相互交换数据。
实现在 node.cc 这一层是支撑 Node.js 运行的关键，由 C/C++ 实现。

V8：Google 推出的 Javascript VM，也是 Node.js 为什么使用的是 Javascript的关键，  
它为 Javascript提供了在非浏览器端运行的环境，它的高效是 Node.js 之所以高效的原因之一。

Libuv：它为 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。

C-ares：提供了异步处理 DNS 相关的能力。

http_parser、OpenSSL、zlib 等：提供包括 http 解析、SSL、数据压缩等其他的能力。
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与操作系统交互

举个简单的例子，我们想要打开一个文件，并进行一些操作，可以写下面这样一段代码：

var fs = require('fs');
fs.open('./test.txt', "w", function(err, fd) {    //..do something});
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这段代码的调用过程大致可描述为：lib/fs.js → src/node_file.cc → uv_fs

单线程

Node.js的单线程指的是主线程是“单线程”，由主要线程去按照编码顺序一步步执行程序代码，
假如遇到同步代码阻塞，主线程被占用，后续的程序代码执行就会被卡住。

为什么一个单线程的效率可以这么高，同时处理数万级的并发而不会造成阻塞呢？就是我们下面所说的--------事件驱动。

事件驱动/事件循环

1、每个Node.js进程只有一个主线程在执行程序代码，形成一个执行栈（execution context stack)。
2、主线程之外，还维护了一个"事件队列"（Event queue）。当用户的网络请求或者其它的异步操作到来时，node都会把它放到Event Queue之中，  
  此时并不会立即执行它，代码也不会被阻塞，继续往下走，直到主线程代码执行完毕。
3、主线程代码执行完毕完成后，然后通过Event Loop，也就是事件循环机制，开始到Event Queue的开头取出第一个事件，  
  从线程池中分配一个线程去执行这个事件，接下来继续取出第二个事件，再从线程池中分配一个线程去执行，然后第三个，第四个。  
  主线程不断的检查事件队列中是否有未执行的事件，直到事件队列中所有事件都执行完了，  
  此后每当有新的事件加入到事件队列中，都会通知主线程按顺序取出交EventLoop处理。  
  当有事件执行完毕后，会通知主线程，主线程执行回调，线程归还给线程池。
4、主线程不断重复上面的第三步。
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我们所看到的node.js单线程只是一个js主线程，本质上的异步操作还是由线程池完成的，
node将所有的阻塞操作都交给了内部的线程池去实现，
本身只负责不断的往返调度，并没有进行真正的I/O操作， 从而实现异步非阻塞I/O，
这便是node单线程和事件驱动的精髓之处了。

libuv

Node.js采用V8作为js的解析引擎，而I/O处理方面使用了自己设计的libuv，
libuv是一个基于事件驱动的跨平台抽象层，封装了不同操作系统一些底层特性，对外提供统一的API，
事件循环机制也是它里面的实现

Event Loop的执行顺序：

HTML5标准规定了setTimeout()的第二个参数的最小值（最短间隔），不得低于4毫秒，如果低于这个值，就会自动增加

每次事件循环都包含了6个阶段，对应到 libuv 源码中的实现

timers 阶段：这个阶段执行timer（setTimeout、setInterval）的回调

I/O callbacks 阶段：执行一些系统调用错误，比如网络通信的错误回调

idle, prepare 阶段：仅node内部使用

poll 阶段：获取新的I/O事件, 适当的条件下node将阻塞在这里

check 阶段：执行setImmediate()的回调

close callbacks 阶段：执行socket的close事件回调。
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2.Node 如何多进程

3.co 模块原理

那么co就有两种实现方式，promise或者thunk。co4.0之前是用thunk实现的，之后是用promise实现的。
一种机制，在一个异步操作执行完毕以后通知下一个异步操作开始执行

4.node 的特点

  • 异步 I/O
  • 事件循环
  • 单线程
  • 跨平台

node 引入模块

优先从缓存加载

  • 文件定位
  • 路径分析
  • 编译执行

epoll 是Linux内核为处理大批量文件描述符而作了改进的 poll
poll: 在一定时间内轮流看一遍里面有没有数据要读写

node 异步 I/O 模型基本要素

  • 事件循环
  • 观察者
  • 请求对象
  • I/O 线程池

node 非异步 I/O API

  • setTimeout
  • setInterval
  • setImmediate
  • process.nextTick()

node 异步编程解决方案

  • 事件发布/订阅者模式
  • Promise/Deferred 模式
  • 流程控制库

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1.什么是错误优先的回调函数？

错误优先的回调函数用于传递错误和数据。第一个参数始终应该是一个错误对象， 用于检查程序是否发生了错误。其余的参数用于传递数据。例如：

fs.readFile(filePath, function(err, data) {  
    if (err) {
        //handle the error
    }
    // use the data object
});
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2.如何避免回调地狱

你可以有如下几个方法：

模块化：将回调函数分割为独立的函数
使用Promises
使用yield
来计算生成器或Promise
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3.如何用Node监听80端口

这题有陷阱！在类Unix系统中你不应该尝试去监听80端口，因为这需要超级用户权限。 因此不推荐让你的应用直接监听这个端口。

目前，如果你一定要让你的应用监听80端口的话，你可以有通过在Node应用的前方再增加一层反向代理 （例如nginx）来实现

4.什么是事件循环

Node采用的是单线程的处理机制（所有的I/O请求都采用非阻塞的工作方式），
至少从Node.js开发者的角度是这样的。
而在底层，Node.js借助libuv来作为抽象封装层， 从而屏蔽不同操作系统的差异，
Node可以借助livuv来来实现多线程。

Libuv库负责Node API的执行。它将不同的任务分配给不同的线程，形成一个事件循环， 以异步的方式将任务的执行结果返回给V8引擎。

Node.js的运行机制如下。

（1）V8引擎解析JavaScript脚本。

（2）解析后的代码，调用Node API。

（3）libuv库负责Node API的执行。它将不同的任务分配给不同的线程，形成一个Event Loop（事件循环），以异步的方式将任务的执行结果返回给V8引擎。

（4）V8引擎再将结果返回给用户。
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核心概念

  • Chrome V8 是 Google 发布的开源 JavaScript 引擎，采用 C/C++ 编写，在 Google 的 Chrome 浏览器中被使用。
    Chrome V8 引擎可以独立运行，也可以用来嵌入到 C/C++ 应用程序中执行。
  • Event Loop 事件循环（由 libuv 提供）
  • Thread Pool 线程池（由 libuv 提供）

5.什么是Stub？举个使用场景

Stub是用于模拟一个组件或模块的函数或程序。在测试用例中， 简单的说，
你可以用Stub去模拟一个方法，从而避免调用真实的方法， 使用Stub你还可以返回虚构的结果。你可以配合断言使用Stub。 举个例子，在一个读取文件的场景中，当你不想读取一个真正的文件时：

单元测试

单元测试根据主流的分类可以分成两类，分别是BDD和TDD

6.什么是测试金字塔？

测试金字塔指的是： 当我们在编写测试用例时，底层的单元测试应该远比上层的端到端测试要多。

参考

← 5.1.3 koa 中间件实现原理 →