面试题：JavaScript实现Node进程CPU占用率监控

Question

请用JavaScript编写一个模块，能够实时监控Node进程的CPU占用率，并将监控数据以一定格式返回。说明在实现过程中可能遇到的问题及解决方案。

Answer 1

实现代码

const os = require('os');
const { exec } = require('child_process');

function getCpuUsage() {
    return new Promise((resolve, reject) => {
        const startUsage = os.cpus().reduce((acc, cpu) => acc + cpu.times.user + cpu.times.nice + cpu.times.sys + cpu.times.idle + cpu.times.irq, 0);
        const startTime = process.hrtime();

        setTimeout(() => {
            const endUsage = os.cpus().reduce((acc, cpu) => acc + cpu.times.user + cpu.times.nice + cpu.times.sys + cpu.times.idle + cpu.times.irq, 0);
            const endTime = process.hrtime(startTime);

            const elapsedTime = endTime[0] * 1e9 + endTime[1];
            const elapsedUsage = endUsage - startUsage;
            const cpuUsage = (elapsedUsage / elapsedTime * 100).toFixed(2);

            resolve(cpuUsage);
        }, 1000);
    });
}

async function monitorCpuUsage() {
    setInterval(async () => {
        try {
            const usage = await getCpuUsage();
            console.log(`当前CPU占用率: ${usage}%`);
        } catch (error) {
            console.error('获取CPU占用率错误:', error);
        }
    }, 1000);
}

module.exports = {
    monitorCpuUsage
};

可能遇到的问题及解决方案

1. 跨平台兼容性
   • 问题：不同操作系统获取CPU占用率的方式可能不同，例如Windows和Linux。
   • 解决方案：使用os模块来获取与操作系统无关的CPU统计信息。如果需要更精确的特定操作系统的信息，可以使用os.platform()判断操作系统，然后使用特定的方法（如在Windows下使用child_process.exec调用wmic命令）。
2. 性能影响
   • 问题：频繁获取CPU占用率可能对Node进程本身的性能产生影响。
   • 解决方案：合理设置监控间隔时间，避免过于频繁的获取。例如上述代码中设置为1秒获取一次，可根据实际需求调整。
3. 获取数据的准确性
   • 问题：由于CPU使用率是一个动态变化的值，获取的瞬间值可能无法完全代表一段时间内的平均使用情况。
   • 解决方案：可以通过多次获取并计算平均值，或者使用更复杂的算法（如指数加权移动平均）来平滑数据，以获得更准确的长期平均CPU使用率。