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面试题:JavaScript的Node编程中并发与资源管理

假设你在Node.js项目中需要并发执行大量的数据库查询操作,但又要避免因资源耗尽导致程序崩溃。请阐述你会如何设计资源管理策略,如何监控和限制并发数量,以及使用哪些JavaScript工具或模块来实现这些功能。
40.5万 热度难度
编程语言JavaScript

知识考点

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面试题答案

一键面试
  1. 资源管理策略设计
    • 连接池:使用数据库连接池,例如mysql2模块的连接池(对于MySQL数据库)。连接池预先创建一定数量的数据库连接,当有查询请求时,从连接池中获取连接,使用完毕后再归还到连接池中。这样可以避免频繁创建和销毁数据库连接带来的性能开销,同时也能控制总的连接数量,防止资源耗尽。
    • 内存管理:监控程序运行时的内存使用情况,例如使用process.memoryUsage()获取当前进程的内存使用信息。对于查询结果集,要及时处理和释放内存,避免大量数据在内存中长时间占用。如果结果集过大,可以考虑分页处理或流处理的方式。
  2. 监控和限制并发数量
    • 计数器方式
      • 在JavaScript中,可以使用一个变量作为计数器,例如let concurrentCount = 0;。当发起一个新的数据库查询时,concurrentCount++,查询完成后concurrentCount--。在发起新查询前,检查concurrentCount是否超过设定的并发限制,如果超过则等待,直到有查询完成使得concurrentCount小于限制值。
    • 队列结合定时器
      • 创建一个任务队列,将所有的数据库查询任务放入队列中。使用定时器定期检查并发数量,例如每100毫秒检查一次。如果当前并发数小于限制值,则从队列中取出任务并执行。
    • 使用asyncawait
      • 利用asyncawait的特性,可以方便地控制并发数量。例如,使用Promise.allSettled结合切片的方式。假设有一个数组queries包含所有的查询任务,将其切成多个小的数组,每个小的数组中的任务数量为允许的并发数量,然后依次执行这些小的数组任务。示例代码如下:
async function runQueries(queries, concurrency) {
    const results = [];
    for (let i = 0; i < queries.length; i += concurrency) {
        const batch = queries.slice(i, i + concurrency);
        const batchResults = await Promise.allSettled(batch.map(query => query()));
        results.push(...batchResults);
    }
    return results;
}
  1. 使用的JavaScript工具或模块
    • async - parallel - limit:这是一个专门用于控制并发数量的模块。通过npm install async - parallel - limit安装后,可以方便地控制并发任务的数量。示例代码如下:
const asyncParallelLimit = require('async - parallel - limit');
const queries = [/* 数据库查询函数数组 */];
asyncParallelLimit(queries, 5, (err, results) => {
    if (err) {
        console.error(err);
    } else {
        console.log(results);
    }
});
  • p - queue:另一个流行的控制并发队列的模块。安装npm install p - queue后,使用方式如下:
const PQueue = require('p - queue');
const queue = new PQueue({ concurrency: 5 });
const queries = [/* 数据库查询函数数组 */];
queries.forEach(query => {
    queue.add(() => query());
});
queue.on('idle', () => {
    console.log('所有任务完成');
});
  • bluebird:这是一个功能强大的Promise库,它提供了Promise.map等方法,可以方便地控制并发数量。示例代码如下:
const Promise = require('bluebird');
const queries = [/* 数据库查询函数数组 */];
Promise.map(queries, query => query(), { concurrency: 5 })
  .then(results => {
        console.log(results);
    })
  .catch(err => {
        console.error(err);
    });