面试题：Node.js中如何基于TCP Socket模拟HTTP协议的部分功能

实现思路

创建TCP服务器：使用net模块创建一个TCP服务器实例，监听指定端口。

const net = require('net');
const server = net.createServer((socket) => {
  // 处理连接逻辑
});
server.listen(8080, () => {
  console.log('Server listening on port 8080');
});

接收请求数据：通过监听socket的data事件，接收客户端发送的请求数据。

socket.on('data', (data) => {
  // 处理接收到的数据
});

解析请求头：请求头以\r\n\r\n分隔，将接收到的数据按行分割，解析每一行获取请求头字段和值。

const requestLines = data.toString().split('\r\n');
const headers = {};
let i = 0;
while (requestLines[i]!== '') {
  const [key, value] = requestLines[i].split(': ');
  headers[key] = value;
  i++;
}

解析请求体：请求体在请求头之后，通过Content - Length头字段获取请求体长度，从接收到的数据中提取请求体。

const contentLength = parseInt(headers['Content - Length'], 10);
const body = requestLines.slice(i + 1).join('\r\n');

处理请求并生成响应：根据请求头和请求体内容，处理业务逻辑，生成响应头和响应体。

const responseHeaders = {
  'Content - Type': 'text/plain',
  'Content - Length': responseBody.length
};
const responseHeaderLines = Object.entries(responseHeaders).map(([key, value]) => `${key}: ${value}`);
const responseHeader = responseHeaderLines.join('\r\n') + '\r\n\r\n';
const response = responseHeader + responseBody;

发送响应：通过socket的write方法将响应数据发送回客户端。

socket.write(response);

关闭连接：响应发送完成后，通过socket的end方法关闭连接。

socket.end();

可能遇到的挑战及解决方案

数据分片：客户端发送的数据可能会分成多个片段到达服务器。解决方案是通过一个缓冲区来暂存数据，直到完整的请求数据接收完毕。可以维护一个buffer变量，每次接收到新数据时，将其追加到buffer中，并检查是否接收到完整的请求（例如通过Content - Length判断）。

let buffer = '';
socket.on('data', (data) => {
  buffer += data.toString();
  const contentLength = parseInt(headers['Content - Length'], 10);
  if (buffer.length >= contentLength + requestHeaderLength) {
    // 处理完整请求
    const request = buffer.slice(0, contentLength + requestHeaderLength);
    buffer = buffer.slice(contentLength + requestHeaderLength);
  }
});

请求格式错误：客户端发送的请求可能不符合类似HTTP协议的格式。解决方案是在解析请求头和请求体时添加严格的格式校验，如果格式错误，返回相应的错误响应（例如400 Bad Request）。

try {
  // 解析请求头和请求体
} catch (error) {
  const errorResponseHeader = {
    'Content - Type': 'text/plain',
    'Content - Length': '11'
  };
  const errorResponseHeaderLines = Object.entries(errorResponseHeader).map(([key, value]) => `${key}: ${value}`);
  const errorResponseHeaderStr = errorResponseHeaderLines.join('\r\n') + '\r\n\r\n';
  const errorResponse = errorResponseHeaderStr + 'Bad Request';
  socket.write(errorResponse);
  socket.end();
}

性能问题：当有大量并发请求时，可能出现性能瓶颈。解决方案是采用高效的算法和数据结构进行请求处理，并且可以考虑使用多线程或异步处理方式（例如Node.js的事件循环机制）来提高服务器的并发处理能力。可以使用cluster模块实现多进程来充分利用多核CPU资源。

const cluster = require('cluster');
const numCPUs = require('os').cpus().length;
if (cluster.isMaster) {
  for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
    cluster.fork();
  }
  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`worker ${worker.process.pid} died`);
  });
} else {
  const net = require('net');
  const server = net.createServer((socket) => {
    // 处理连接逻辑
  });
  server.listen(8080, () => {
    console.log(`Worker ${process.pid} listening on port 8080`);
  });
}

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