面试题：JavaScript优化Node子进程资源消耗策略

Question

假设你正在开发一个使用Node子进程处理大量数据的应用，由于子进程资源消耗过高导致系统性能下降。请阐述你会采取哪些优化策略来降低子进程的资源消耗，并给出相关代码示例（至少涉及一种优化策略的代码实现）。

Answer 1

优化策略

1. 优化数据处理逻辑：
   • 减少不必要的计算和操作，例如在处理数据前进行数据过滤，只处理需要的数据。
   • 采用更高效的算法，比如排序时使用快速排序而非冒泡排序。
2. 控制子进程数量：
   • 使用进程池，限制同时运行的子进程数量，避免过多子进程竞争资源。可以使用 cluster 模块（虽然它主要用于多核心利用，但也能一定程度控制进程数量）或自己实现简单的进程池。
3. 优化通信：
   • 减少主进程与子进程间的数据传输量，避免不必要的数据传递。例如，如果子进程只需要数据的一部分特征，主进程只传递这些关键特征而非整个数据集。
   • 采用更高效的通信方式，child_process 模块默认使用 JSON.stringify 和 JSON.parse 进行数据序列化和反序列化，对于大量数据，可以考虑使用更高效的二进制协议，如 msgpack。
4. 资源回收：
   • 确保子进程在处理完任务后及时释放资源，比如关闭文件描述符、释放内存等。

代码示例 - 控制子进程数量（进程池实现）

const { fork } = require('child_process');
const taskQueue = [];
const maxChildProcesses = 3;
let activeChildProcesses = 0;

function processTask() {
    while (activeChildProcesses < maxChildProcesses && taskQueue.length > 0) {
        const task = taskQueue.shift();
        const child = fork('worker.js');
        activeChildProcesses++;
        child.send(task);
        child.on('message', (result) => {
            console.log(`Task result: ${result}`);
            activeChildProcesses--;
            processTask();
        });
        child.on('exit', () => {
            activeChildProcesses--;
            processTask();
        });
    }
}

// 模拟添加任务到队列
for (let i = 0; i < 10; i++) {
    taskQueue.push({ data: `Task ${i}` });
}

processTask();

// worker.js

process.on('message', (task) => {
    // 模拟数据处理
    const result = `Processed ${task.data}`;
    process.send(result);
    process.exit(0);
});