面试题：Node.js中Async Hooks的应用场景及实现细节

Question

在一个大型的Node.js项目中，可能存在大量异步操作，假设需要对特定类型的异步操作（如数据库查询）进行上下文跟踪，以便更好地排查性能问题和错误。请描述如何利用Async Hooks来实现这一需求，包括可能涉及到的代码结构和关键步骤。

Answer 1

1. 引入 async_hooks 模块

在 Node.js 项目中，首先需要引入 async_hooks 模块：

const asyncHooks = require('async_hooks');

2. 创建 AsyncHook 实例并注册回调函数

AsyncHook 类提供了跟踪异步资源生命周期的方法，我们需要创建它的实例并注册相关回调函数。对于数据库查询这种异步操作，重点关注 init 和 destroy 回调。

const asyncHook = asyncHooks.createHook({
    init(asyncId, type, triggerAsyncId, resource) {
        if (type === 'DbQuery') { // 假设数据库查询类型标识为 'DbQuery'
            // 在这里可以开始记录上下文信息，例如记录开始时间
            const startTime = Date.now();
            // 可以将相关信息存储在一个 Map 中，以 asyncId 作为键
            contextMap.set(asyncId, { startTime });
        }
    },
    destroy(asyncId) {
        if (contextMap.has(asyncId)) {
            const context = contextMap.get(asyncId);
            const endTime = Date.now();
            const duration = endTime - context.startTime;
            // 可以在这里记录性能信息，例如打印数据库查询耗时
            console.log(`DbQuery with asyncId ${asyncId} took ${duration} ms`);
            contextMap.delete(asyncId);
        }
    }
});

3. 激活 AsyncHook

创建实例并注册回调后，需要激活 AsyncHook 才能开始跟踪：

asyncHook.enable();

4. 可能涉及的代码结构

• 全局上下文管理：可以使用一个全局的 Map 来存储每个异步操作的上下文信息，例如上述代码中的 contextMap：

const contextMap = new Map();

• 封装数据库查询操作：在项目中，将数据库查询操作封装起来，并在封装函数内部标记该异步操作为 DbQuery 类型。例如，假设使用 mysql2 库进行数据库查询：

const mysql = require('mysql2');
const pool = mysql.createPool({
    host: 'localhost',
    user: 'root',
    database: 'test',
    waitForConnections: true,
    connectionLimit: 10,
    queueLimit: 0
});

function queryDatabase(sql, values) {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        const asyncResource = new asyncHooks.AsyncResource('DbQuery');
        pool.getConnection((err, connection) => {
            if (err) {
                asyncResource.emitDestroy();
                return reject(err);
            }
            connection.query(sql, values, (queryErr, results) => {
                connection.release();
                if (queryErr) {
                    asyncResource.emitDestroy();
                    return reject(queryErr);
                }
                asyncResource.emitDestroy();
                resolve(results);
            });
        });
    });
}

通过以上步骤，利用 Async Hooks 就可以对特定类型（如数据库查询）的异步操作进行上下文跟踪，从而更好地排查性能问题和错误。