面试题：Node.js 文件系统操作优化之高级难度

设计思路

缓存：
- 使用内存缓存（如 node-cache 库）来存储经常读取的文件内容。当需要读取文件时，先检查缓存中是否存在该文件内容。如果存在，直接从缓存中获取，避免文件系统的读取操作，减少I/O开销。
- 对于文件删除操作，可以标记缓存中的对应文件为已删除，在一定时间内（或缓存清理时）再真正从缓存中移除，这样在后续可能的文件重新创建操作中，若在缓存有效期内，可快速复用缓存中的文件相关信息。
队列机制：
- 使用任务队列（如 async - queue 库）来管理文件操作任务。将文件的读写和删除操作放入队列中，按顺序执行，避免高并发下文件系统调用冲突。
- 可以根据任务的优先级（例如，读取操作优先级高于删除操作）来调整任务在队列中的执行顺序。
优化文件系统调用顺序：
- 尽量批量处理文件操作。例如，在一次读取多个文件时，先构建文件路径列表，然后批量调用文件系统的读取函数，减少多次系统调用的开销。
- 对于删除操作，若要删除多个文件，可以先将这些文件路径收集起来，然后批量执行删除操作。

关键代码片段

使用 node - cache 实现缓存：

const NodeCache = require('node-cache');
const cache = new NodeCache();

async function readFileWithCache(filePath) {
    let data = cache.get(filePath);
    if (data) {
        return data;
    }
    try {
        const fs = require('fs');
        data = await fs.promises.readFile(filePath, 'utf8');
        cache.set(filePath, data);
        return data;
    } catch (error) {
        console.error(`Error reading file ${filePath}:`, error);
        throw error;
    }
}

使用 async - queue 实现任务队列：

const asyncQueue = require('async - queue');

const fileOperationQueue = asyncQueue((task, callback) => {
    const { operation, filePath, data } = task;
    const fs = require('fs');
    if (operation ==='read') {
        fs.readFile(filePath, 'utf8', (err, content) => {
            if (err) {
                console.error(`Error reading file ${filePath}:`, err);
                callback(err);
            } else {
                callback(null, content);
            }
        });
    } else if (operation === 'write') {
        fs.writeFile(filePath, data, (err) => {
            if (err) {
                console.error(`Error writing file ${filePath}:`, err);
                callback(err);
            } else {
                callback(null);
            }
        });
    } else if (operation === 'delete') {
        fs.unlink(filePath, (err) => {
            if (err) {
                console.error(`Error deleting file ${filePath}:`, err);
                callback(err);
            } else {
                callback(null);
            }
        });
    }
}, 1); // 设置并发数为1，按顺序执行任务

// 添加任务到队列
function addFileOperationToQueue(operation, filePath, data) {
    fileOperationQueue.push({ operation, filePath, data }, (err, result) => {
        if (err) {
            console.error('Operation failed:', err);
        } else {
            console.log('Operation completed successfully:', result);
        }
    });
}

批量文件操作示例：

async function batchReadFiles(filePaths) {
    const fs = require('fs');
    const promises = filePaths.map((filePath) => fs.promises.readFile(filePath, 'utf8'));
    return Promise.all(promises);
}

async function batchDeleteFiles(filePaths) {
    const fs = require('fs');
    const promises = filePaths.map((filePath) => fs.promises.unlink(filePath));
    return Promise.all(promises);
}

面试题：Node.js 文件系统操作优化之高级难度

知识考点

面试题答案

设计思路

关键代码片段