面试题：Node.js心跳包在复杂网络环境下的实现

设计思路

心跳包发送频率：设置合理的心跳包发送频率。频率过高会增加网络负担，过低则不能及时检测到网络异常。可根据网络环境和业务需求进行调整，初始可设为每5 - 10秒发送一次。
心跳包超时机制：为每个发送的心跳包设置超时时间。若在超时时间内未收到响应，判定为心跳包丢失，可能网络出现问题。超时时间应略大于心跳包发送频率，例如设置为15 - 20秒。
重试机制：当心跳包丢失时，进行重试。可设置固定次数的重试，如3次，每次重试间隔适当增加，避免短时间内大量重复请求加重网络负担。
状态管理：维护一个网络连接状态变量，根据心跳包的发送和响应情况更新状态。如“connected”表示正常连接，“disconnected”表示连接中断。
事件处理：定义事件，如“心跳成功”“心跳失败”“连接恢复”等，便于在应用的其他部分根据网络状态变化执行相应逻辑。

关键代码实现点

使用net模块（针对TCP连接）：

const net = require('net');
const client = new net.Socket();
let heartbeatInterval;
let heartbeatTimeout;
let retryCount = 0;
let isConnected = false;

// 连接服务器
client.connect({ port: 8080, host: '127.0.0.1' }, () => {
    console.log('Connected to server');
    isConnected = true;
    startHeartbeat();
});

function startHeartbeat() {
    heartbeatInterval = setInterval(() => {
        if (isConnected) {
            sendHeartbeat();
        }
    }, 5000); // 每5秒发送一次心跳包
}

function sendHeartbeat() {
    clearTimeout(heartbeatTimeout);
    client.write('HEARTBEAT');
    heartbeatTimeout = setTimeout(() => {
        console.log('Heartbeat timeout, retry...');
        if (retryCount < 3) {
            sendHeartbeat();
            retryCount++;
        } else {
            console.log('Max retry reached, consider connection lost');
            isConnected = false;
            clearInterval(heartbeatInterval);
            // 触发连接丢失事件
        }
    }, 15000); // 15秒超时
}

client.on('data', (data) => {
    if (data.toString() === 'HEARTBEAT_RESPONSE') {
        console.log('Heartbeat response received');
        retryCount = 0;
        // 触发心跳成功事件
    }
});

client.on('close', () => {
    console.log('Connection closed');
    isConnected = false;
    clearInterval(heartbeatInterval);
    clearTimeout(heartbeatTimeout);
});

client.on('error', (err) => {
    console.error('Connection error:', err);
    isConnected = false;
    clearInterval(heartbeatInterval);
    clearTimeout(heartbeatTimeout);
});

使用http模块（针对HTTP连接）：

const http = require('http');
let heartbeatInterval;
let heartbeatTimeout;
let retryCount = 0;
let isConnected = false;

function sendHeartbeatRequest() {
    clearTimeout(heartbeatTimeout);
    const options = {
        host: '127.0.0.1',
        port: 3000,
        path: '/heartbeat',
        method: 'GET'
    };
    const req = http.request(options, (res) => {
        if (res.statusCode === 200) {
            console.log('Heartbeat response received');
            retryCount = 0;
            isConnected = true;
            // 触发心跳成功事件
        } else {
            console.log('Unexpected status code:', res.statusCode);
            handleHeartbeatFailure();
        }
    });
    req.on('error', (err) => {
        console.error('Heartbeat request error:', err);
        handleHeartbeatFailure();
    });
    req.end();
    heartbeatTimeout = setTimeout(() => {
        console.log('Heartbeat timeout, retry...');
        handleHeartbeatFailure();
    }, 15000); // 15秒超时
}

function handleHeartbeatFailure() {
    if (retryCount < 3) {
        sendHeartbeatRequest();
        retryCount++;
    } else {
        console.log('Max retry reached, consider connection lost');
        isConnected = false;
        clearInterval(heartbeatInterval);
        // 触发连接丢失事件
    }
}

function startHeartbeat() {
    heartbeatInterval = setInterval(() => {
        if (isConnected) {
            sendHeartbeatRequest();
        }
    }, 5000); // 每5秒发送一次心跳包
}

// 启动HTTP服务器模拟接收心跳包
const server = http.createServer((req, res) => {
    if (req.url === '/heartbeat' && req.method === 'GET') {
        res.writeHead(200);
        res.end('Heartbeat response');
    } else {
        res.writeHead(404);
        res.end();
    }
});
server.listen(3000, '127.0.0.1', () => {
    console.log('Server listening on port 3000');
    isConnected = true;
    startHeartbeat();
});

上述代码分别展示了基于TCP和HTTP协议的心跳包机制实现示例，核心要点包括心跳包的发送、超时处理、重试逻辑以及状态管理等。实际应用中可根据具体业务场景进行调整和优化。

面试题：Node.js心跳包在复杂网络环境下的实现

知识考点

面试题答案

设计思路

关键代码实现点