面试题：Node.js 下复杂场景中 CDN 集成与静态资源优化的综合方案

资源预处理

压缩：

对于图片，使用 image - webpack - loader 等工具对常见图片格式（如 JPEG、PNG、SVG）进行压缩。例如，在 Node.js 项目中，如果使用 Webpack 构建，可以配置如下：

module.exports = {
    module: {
        rules: [
            {
                test: /\.(png|jpg|jpeg|svg)$/,
                use: [
                    {
                        loader: 'image - webpack - loader',
                        options: {
                            mozjpeg: {
                                progressive: true,
                                quality: 65
                            },
                            // optipng.enabled: false will disable optipng
                            optipng: {
                                enabled: false
                            },
                            pngquant: {
                                quality: [0.65, 0.90],
                                speed: 4
                            },
                            gifsicle: {
                                interlaced: false
                            },
                            // the webp option will enable WEBP
                            webp: {
                                quality: 75
                            }
                        }
                    }
                ]
            }
        ]
    }
};

对于脚本（JavaScript）和样式文件（CSS），使用工具如 uglify - js 压缩 JavaScript，cssnano 压缩 CSS。在 Webpack 中配置如下：

const UglifyJsPlugin = require('uglifyjs - webpack - plugin');
const OptimizeCSSAssetsPlugin = require('optimize - css - assets - plugin');
module.exports = {
    optimization: {
        minimizer: [
            new UglifyJsPlugin({
                cache: true,
                parallel: true,
                sourceMap: true
            }),
            new OptimizeCSSAssetsPlugin({})
        ]
    }
};

合并：

将多个小的脚本和样式文件合并成较大的文件，减少 HTTP 请求数。在 Webpack 中，可以通过 webpack - merge 等插件来实现。例如，对于 CSS 文件，可以使用 extract - text - webpack - plugin 将所有 CSS 提取到一个文件中：

const ExtractTextPlugin = require('extract - text - webpack - plugin');
module.exports = {
    module: {
        rules: [
            {
                test: /\.css$/,
                use: ExtractTextPlugin.extract({
                    fallback: 'style - loader',
                    use: 'css - loader'
                })
            }
        ]
    },
    plugins: [
        new ExtractTextPlugin('styles.css')
    ]
};

CDN 节点选择

基于地理位置：

使用 MaxMind 的 GeoIP 数据库，结合 Node.js 的 geoip - lite 库（或更高级的商业版本）。在 Node.js 服务启动时，加载 GeoIP 数据库，当请求到达时，通过解析客户端 IP 获取其地理位置，然后根据地理位置选择最近的 CDN 节点。例如：

const geoip = require('geoip - lite');
app.get('/getCDNNode', (req, res) => {
    const ip = req.headers['x - forward - for'] || req.connection.remoteAddress;
    const geo = geoip.lookup(ip);
    if (geo) {
        // 根据 geo.country 或 geo.region 选择 CDN 节点
        const cdnNode = getCDNNodeBasedOnLocation(geo.country);
        res.json({ cdnNode });
    } else {
        res.json({ cdnNode: 'default - cdn - node' });
    }
});

基于网络状况：
- 一些 CDN 提供商（如 Akamai）提供基于网络状况的节点选择功能。可以通过 CDN 提供的 SDK 或 API，实时监测客户端到不同 CDN 节点的网络延迟、带宽等指标，动态选择最佳节点。例如，通过定期向 CDN 提供的监测接口发送请求，获取网络状况数据，然后根据算法选择最优节点。

回源策略

缓存过期回源：
- 在 CDN 节点上设置合理的缓存过期时间。对于不常变动的静态资源（如长期不变的样式文件、脚本文件），设置较长的缓存过期时间（如一年）。当缓存过期后，CDN 节点向源站（Node.js 子服务）请求最新资源。可以在 Node.js 服务端设置 Cache - Control 头来控制缓存行为。例如，在 Express 应用中：
```
app.get('/static/styles.css', (req, res) => {
    res.set('Cache - Control','max - age = 31536000, public'); // 一年的缓存时间
    res.sendFile(path.join(__dirname,'static','styles.css'));
});
```
版本控制回源：
- 为静态资源添加版本号。在 Node.js 项目构建时，通过 Webpack 的 hash 功能为文件命名添加版本标识。例如：
```
module.exports = {
    output: {
        filename: 'bundle.[hash].js'
    }
};
```
当资源版本发生变化时，CDN 节点会向源站回源获取新的资源。

Node.js 各子服务间协同

负载均衡：

使用 nginx 或 HAProxy 作为反向代理和负载均衡器，将请求均匀分配到不同的 Node.js 子服务上。例如，在 nginx 配置中：

upstream node - services {
    server 192.168.1.10:3000;
    server 192.168.1.11:3000;
}
server {
    listen 80;
    location / {
        proxy_pass http://node - services;
    }
}

资源分配与管理：
- 每个 Node.js 子服务负责特定类型的静态资源。可以通过在配置文件中定义资源类型与子服务的映射关系，例如：
```
const resourceServiceMap = {
    'images': 'image - service - url',
   'scripts':'script - service - url',
    'styles':'style - service - url'
};
```
当需要获取资源时，通过该映射找到对应的子服务。

安全性

HTTPS：

在 Node.js 子服务和 CDN 节点上启用 HTTPS。可以使用 Let's Encrypt 免费证书，在 Node.js 中，通过 https 模块结合证书文件来启动 HTTPS 服务：

const https = require('https');
const fs = require('fs');
const options = {
    key: fs.readFileSync('privatekey.pem'),
    cert: fs.readFileSync('certificate.pem')
};
https.createServer(options, app).listen(443);

访问控制：
- 在 Node.js 子服务端设置严格的访问控制策略。使用 cors 中间件在 Express 应用中设置允许的跨域来源：
```
const express = require('express');
const app = express();
const cors = require('cors');
app.use(cors({
    origin: 'https://allowed - domain.com'
}));
```
在 CDN 层面，也可以配置访问控制规则，限制对资源的访问。

成本控制

按需选择 CDN 套餐：
- 根据业务流量预估，选择合适的 CDN 套餐。一些 CDN 提供商提供按流量、按请求数等多种计费方式。分析业务流量模式，选择最经济的计费方式。例如，如果业务流量较为稳定且可预测，可以选择按固定流量套餐计费；如果流量波动较大，可以选择按实际使用流量计费。
优化资源大小：
- 通过前面提到的资源预处理（压缩、合并），减少资源大小，从而降低 CDN 传输成本。因为 CDN 费用通常与传输的数据量相关，减小资源大小可以有效降低成本。

可扩展性

水平扩展：

对于 Node.js 子服务，可以通过增加服务器实例进行水平扩展。使用容器化技术（如 Docker）和容器编排工具（如 Kubernetes），方便地管理和扩展子服务。例如，在 Kubernetes 中，可以通过修改 Deployment 的副本数来扩展服务：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
    name: image - service - deployment
spec:
    replicas: 3
    selector:
        matchLabels:
            app: image - service
    template:
        metadata:
            labels:
                app: image - service
        spec:
            containers:
            - name: image - service - container
                image: image - service - image:latest
                ports:
                - containerPort: 3000

CDN 扩展：
- 当业务增长时，选择支持更多节点和更高流量的 CDN 套餐，或者考虑使用多个 CDN 提供商进行冗余和扩展。一些 CDN 提供商提供无缝升级套餐的功能，方便根据业务需求动态调整。

面试题：Node.js 下复杂场景中 CDN 集成与静态资源优化的综合方案

知识考点

面试题答案

资源预处理

CDN 节点选择

回源策略

Node.js 各子服务间协同

安全性

成本控制

可扩展性