面试题：Node.js Express模块化架构在大型微服务项目中的实践

模块化项目结构设计

模块划分原则
- 功能单一性：每个模块只负责一项明确的功能。例如，用户认证模块只专注于处理用户登录、注册、验证等与认证相关的事务，避免将用户信息的增删改查等其他功能混入其中。
- 业务相关性：将业务上紧密关联的功能归为一个模块。在电商项目中，商品展示、商品详情、商品搜索等功能可归为商品模块，因为它们围绕商品这一核心业务展开。
- 易于维护和扩展：模块设计应考虑未来可能的功能扩展，保证在不影响其他模块的前提下进行修改和添加。如订单模块在设计时，要预留接口以便后续添加订单跟踪、订单统计等功能。
模块通信机制
- RESTful API：模块之间通过HTTP接口进行通信。以订单模块和库存模块为例，当用户下单时，订单模块向库存模块发送一个HTTP POST请求，告知要扣除的商品数量。库存模块接收请求后处理库存变更，并返回处理结果。这样不同模块可以部署在不同的服务器上，通过网络进行交互。
- 消息队列：对于一些异步且不需要立即响应的通信场景，使用消息队列。比如在用户注册成功后，要发送欢迎邮件和推送通知。用户注册模块将相关消息发送到消息队列，邮件发送模块和推送通知模块从队列中获取消息并处理，实现模块解耦，提高系统的可伸缩性。
确保高内聚低耦合
- 接口抽象：模块对外暴露清晰、稳定的接口，隐藏内部实现细节。如支付模块对外提供支付接口，其他模块只需调用该接口传入订单金额、支付方式等参数，而无需了解支付模块内部如何与第三方支付平台交互。
- 依赖注入：通过依赖注入方式管理模块间的依赖关系。假设订单模块依赖用户模块获取用户信息，在实例化订单模块时，将用户模块作为参数传入，而不是在订单模块内部直接实例化用户模块，这样方便在测试时替换依赖模块，降低模块间耦合度。

错误处理和日志管理

错误处理
- 全局错误中间件：在Express应用中设置全局错误中间件，捕获所有未处理的异常。例如：

app.use((err, req, res, next) => {
    console.error(err.stack);
    res.status(500).send('Something went wrong!');
});

- **模块内错误处理**：每个模块内部对可能出现的错误进行捕获和处理，将错误信息封装后抛给调用者。如在数据库操作模块中，使用try - catch捕获数据库查询异常，并返回自定义的错误对象，包含错误代码和错误描述。

async function getUserById(id) {
    try {
        const user = await User.findById(id);
        return user;
    } catch (error) {
        throw new Error('Database query error', { cause: error });
    }
}

日志管理
- 使用日志库：引入如winston这样的日志库。在每个模块中初始化日志记录器，设置不同的日志级别（如info、warn、error）。例如，在用户登录模块：

const winston = require('winston');

const logger = winston.createLogger({
    level: 'info',
    format: winston.format.json(),
    transports: [
        new winston.transport.Console()
    ]
});

async function loginUser(username, password) {
    try {
        // 登录逻辑
        logger.info('User logged in successfully', { username });
        return true;
    } catch (error) {
        logger.error('Login failed', { username, error });
        throw error;
    }
}

- **集中日志管理**：可以将日志发送到集中的日志管理系统（如Elasticsearch + Kibana），方便进行日志的查询、分析和监控。通过配置`winston`将日志发送到指定的日志服务器。

实际案例

假设我们正在开发一个在线教育平台，该平台有课程管理、用户管理、订单管理等多个模块。

模块划分
- 课程模块：负责课程的创建、编辑、删除、查询，以及课程详情展示等功能。
- 用户模块：处理用户的注册、登录、信息修改、权限管理等。
- 订单模块：管理用户购买课程的订单，包括下单、支付、订单状态跟踪等。
通信机制
- 当用户购买课程时，订单模块通过RESTful API向课程模块查询课程价格和库存信息。课程模块返回相关数据后，订单模块进行下单操作，并通过消息队列通知用户模块更新用户的已购课程列表。
高内聚低耦合
- 课程模块对外提供简洁的API，如getCourseById、updateCourse等，隐藏了课程数据存储和处理的细节。订单模块只依赖这些API进行操作，不关心课程模块内部如何实现。
- 在开发过程中，不同团队可以独立开发各个模块。例如，用户团队专注于用户模块的功能完善和优化，而不会影响到课程模块和订单模块的开发。
错误处理和日志管理
- 在全局层面，通过Express的全局错误中间件捕获所有未处理的异常，向用户返回友好的错误提示。在模块内部，如订单模块在处理支付失败时，捕获异常并记录详细的错误日志，包括支付金额、用户信息、第三方支付平台返回的错误信息等，方便定位问题。同时，所有日志发送到集中的Elasticsearch集群，通过Kibana进行可视化查询和分析，以便及时发现和解决系统中的问题。

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面试题：Node.js Express模块化架构在大型微服务项目中的实践

知识考点

面试题答案

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错误处理和日志管理

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