面试题：JavaScript 函数属性并发处理的性能优化与故障恢复

Question

在高并发场景下，对 JavaScript 函数属性的处理不仅要考虑性能优化，还要考虑在出现故障时如何进行恢复。假设存在一个函数属性被大量并发请求调用，且每次调用会消耗一定的系统资源（如 CPU 时间、内存等）。请设计一套完整的方案，包括但不限于性能瓶颈分析、优化策略（如负载均衡、缓存策略等）以及故障检测与自动恢复机制，并详细说明每一部分的实现原理和关键代码片段。

Answer 1

性能瓶颈分析

1. 资源竞争：大量并发请求调用同一函数属性，会导致 CPU 和内存等系统资源竞争。例如，多个请求同时尝试分配内存空间，可能造成内存分配延迟。
2. 函数调用开销：每次函数调用都有一定的开销，包括参数传递、栈空间分配等。在高并发下，这种开销会被放大。
3. I/O 操作：如果函数内部包含 I/O 操作（如数据库查询、文件读取等），I/O 的速度往往远低于 CPU 处理速度，容易形成瓶颈。

优化策略

负载均衡

1. 实现原理：将并发请求均匀分配到多个服务器实例上，减轻单个服务器的压力。可以基于硬件（如 F5 负载均衡器）或软件（如 Nginx）实现。
2. 关键代码片段（以 Nginx 为例）：

http {
    upstream myapp {
        server 192.168.1.100:8080;
        server 192.168.1.101:8080;
    }
    server {
        listen 80;
        location / {
            proxy_pass http://myapp;
        }
    }
}

缓存策略

1. 实现原理：对于频繁调用且结果不经常变化的函数，将其结果缓存起来，下次请求直接返回缓存结果，减少函数执行次数。可以使用内存缓存（如 Redis）或浏览器本地缓存。
2. 关键代码片段（以 Redis 为例）：

const redis = require('redis');
const client = redis.createClient();

async function myFunction() {
    const cacheKey = 'myFunctionResult';
    return new Promise((resolve, reject) => {
        client.get(cacheKey, (err, reply) => {
            if (reply) {
                resolve(reply);
            } else {
                // 执行函数
                const result = performFunction();
                client.setex(cacheKey, 3600, result); // 缓存结果1小时
                resolve(result);
            }
        });
    });
}

故障检测与自动恢复机制

故障检测

1. 实现原理：通过监控函数调用的成功率、响应时间等指标来判断是否出现故障。例如，设置一个成功率阈值（如 90%），如果连续多次调用成功率低于该阈值，则判定为出现故障。
2. 关键代码片段：

let successCount = 0;
let totalCount = 0;
const successThreshold = 0.9;

async function monitorFunction() {
    try {
        await myFunction();
        successCount++;
    } catch (error) {
        // 记录错误日志
    }
    totalCount++;
    if (totalCount > 10 && successCount / totalCount < successThreshold) {
        // 触发故障处理
        handleFailure();
    }
}

自动恢复机制

1. 实现原理：当检测到故障时，自动采取一些措施进行恢复，如重启相关服务、切换到备用资源等。
2. 关键代码片段（以重启 Node.js 服务为例，使用 pm2）：

const { exec } = require('child_process');

function handleFailure() {
    exec('pm2 restart myapp', (error, stdout, stderr) => {
        if (error) {
            console.error(`重启失败: ${error}`);
        } else {
            console.log('服务已重启');
        }
    });
}