面试题：Node.js 生产环境下性能调优之内存管理

检测内存泄漏

使用console.memory
- console.memory是Node.js提供的简单内存使用情况查看工具。可以在代码中合适位置插入console.log(console.memory)，它会输出当前进程的内存使用信息，包括rss（resident set size，进程在物理内存中占用的字节数）、heapTotal（V8堆内存的总大小）、heapUsed（V8堆内存中已使用的大小）等。通过观察这些数据在程序运行过程中的变化，若heapUsed持续增长且没有合理的下降，可能存在内存泄漏。
使用node --inspect结合Chrome DevTools
- 在启动Node.js应用时带上--inspect参数，例如node --inspect app.js。
- 打开Chrome浏览器，访问chrome://inspect，点击“Open dedicated DevTools for Node”。
- 在DevTools的“Performance”标签页，录制性能快照。可以选择“Memory”模式，记录一段时间内的内存使用情况。通过比较不同时间点的快照，查看哪些对象的数量在不断增加且没有被释放，从而定位内存泄漏的位置。
使用heapdump模块
- 安装heapdump模块：npm install heapdump。
- 在代码中合适位置（比如内存泄漏可能发生的关键节点）添加const heapdump = require('heapdump'); heapdump.writeSnapshot('snapshot.heapsnapshot');。
- 生成的.heapsnapshot文件可以使用Chrome DevTools的“Memory”面板加载分析，通过查看对象的引用关系和内存占用，找出内存泄漏的根源。

常见导致内存泄漏的场景及解决方案

未释放的闭包
- 场景：当内部函数引用外部函数作用域中的变量，且内部函数在外部函数执行完毕后依然存在，就形成了闭包。如果闭包一直持有对大量数据的引用，这些数据无法被垃圾回收机制回收，就可能导致内存泄漏。例如：

function outer() {
    const largeArray = new Array(1000000).fill(1);
    return function inner() {
        console.log(largeArray.length);
    };
}
const innerFunc = outer();
// 这里即使outer函数执行完毕，largeArray由于被innerFunc闭包引用，不会被回收

- **解决方案**：尽量避免在不必要的情况下创建闭包，若必须使用闭包，确保在闭包不再使用时，手动解除对不再需要的数据的引用。例如，上述代码可以修改为：

function outer() {
    const largeArray = new Array(1000000).fill(1);
    const length = largeArray.length;
    return function inner() {
        console.log(length);
    };
}
const innerFunc = outer();
// 这里只保留了需要的length，largeArray可以被回收

事件监听器未移除
- 场景：在Node.js中频繁添加事件监听器，但没有在合适的时候移除。例如，在一个HTTP服务器中为每个请求添加事件监听器，但请求处理完后没有移除监听器，随着请求的不断增加，内存中的监听器会越来越多，导致内存泄漏。

const http = require('http');
const server = http.createServer((req, res) => {
    function onData() {
        // 处理数据
    }
    req.on('data', onData);
    // 这里没有移除data事件监听器
    res.end('Hello World');
});
server.listen(3000);

- **解决方案**：在事件处理完成后，及时移除事件监听器。修改上述代码如下：

const http = require('http');
const server = http.createServer((req, res) => {
    function onData() {
        // 处理数据
    }
    req.on('data', onData);
    req.on('end', () => {
        req.removeListener('data', onData);
        res.end('Hello World');
    });
});
server.listen(3000);

缓存使用不当
- 场景：使用缓存来存储数据，如果缓存没有合理的过期机制或清理策略，缓存中的数据会不断增加，占用大量内存。例如，使用一个简单的对象作为缓存，不断向其中添加数据但从不清理。

const cache = {};
function addToCache(key, value) {
    cache[key] = value;
}
// 不断调用addToCache但没有清理操作，会导致内存泄漏

- **解决方案**：为缓存设置过期时间，定期清理过期数据。可以使用`setTimeout`结合一个清理函数来实现，或者使用专门的缓存库，如`node-cache`，它提供了过期和清理的功能。以下是一个简单的示例：

const cache = {};
function addToCache(key, value, duration) {
    cache[key] = { value, expiration: Date.now() + duration };
    setTimeout(() => {
        if (cache[key] && cache[key].expiration <= Date.now()) {
            delete cache[key];
        }
    }, duration);
}

内存消耗型操作未优化
- 场景：在Node.js应用中执行大量的字符串拼接、大数据量的JSON序列化/反序列化等操作，且没有进行优化。例如，在一个循环中不断进行字符串拼接，每次拼接都会创建新的字符串对象，导致内存使用量快速上升。

let result = '';
for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
    result += i;
}

- **解决方案**：对于字符串拼接，可以使用`Array.join`方法替代`+`操作符。对于大数据量的JSON操作，可以考虑分批处理或使用更高效的JSON解析库。修改上述字符串拼接代码如下：

const parts = [];
for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
    parts.push(i.toString());
}
const result = parts.join('');

星途面试题库

面试题：Node.js 生产环境下性能调优之内存管理

知识考点

面试题答案

检测内存泄漏

常见导致内存泄漏的场景及解决方案