面试题：JavaScript在复杂场景下如何优化Node子进程生命周期管理

Question

在一个高并发的Node.js应用中，需要频繁创建和销毁大量的子进程来处理不同的任务。每个子进程都有自己的资源需求（如内存、CPU等）。请设计一个完整的解决方案，在JavaScript中优化这些子进程的生命周期管理，包括但不限于资源的高效分配与回收、避免进程泄漏、提升整体性能，同时说明设计思路和关键技术点。

Answer 1

设计思路

1. 资源池管理：创建一个子进程资源池，避免频繁创建和销毁子进程，减少开销。
2. 负载均衡：将任务合理分配到资源池中的子进程，确保每个子进程负载均衡，充分利用资源。
3. 监控与回收：实时监控子进程的资源使用情况，对于长时间闲置或资源使用异常的子进程进行回收，避免资源泄漏。

关键技术点

1. child_process模块：Node.js内置模块，用于创建和管理子进程。
2. 事件监听：通过监听子进程的 exit、error 等事件，及时处理子进程的状态变化。
3. 队列与调度算法：使用队列存储待处理任务，采用合适的调度算法（如轮询、加权轮询等）将任务分配给子进程。

示例代码

const { fork } = require('child_process');
const Queue = require('bull');

// 子进程资源池
const poolSize = 10;
const processPool = [];
for (let i = 0; i < poolSize; i++) {
    const worker = fork('worker.js');
    worker.on('exit', () => {
        console.log(`子进程 ${worker.pid} 已退出`);
        const index = processPool.indexOf(worker);
        if (index!== -1) {
            processPool.splice(index, 1);
        }
    });
    processPool.push(worker);
}

// 任务队列
const taskQueue = new Queue('taskQueue');

taskQueue.process((job) => {
    const worker = processPool.shift();
    if (worker) {
        worker.send(job.data);
        worker.once('message', (result) => {
            console.log(`任务处理结果: ${result}`);
            processPool.push(worker);
        });
    } else {
        // 资源池耗尽，可选择等待或拒绝任务
        console.log('资源池耗尽，任务等待');
        job.moveToFailed('资源池耗尽');
    }
});

// 监控子进程资源使用情况
setInterval(() => {
    processPool.forEach((worker) => {
        // 模拟获取资源使用情况
        const resourceUsage = { memory: 100, cpu: 50 };
        if (resourceUsage.memory > 80 || resourceUsage.cpu > 80) {
            console.log(`子进程 ${worker.pid} 资源使用过高，准备回收`);
            worker.kill();
        }
    });
}, 5000);

worker.js 代码示例

process.on('message', (data) => {
    // 处理任务
    const result = `任务 ${data} 处理完成`;
    process.send(result);
});