面试题：Node.js HTTP 服务器性能优化

优化内存使用
- 策略阐述：Node.js 应用程序中，不合理的内存使用会导致性能问题。例如，长时间持有大量数据而不释放，可能会使内存占用过高，影响服务器性能。
- 实现方式：
  - 分析内存使用：使用 node --inspect 启动应用，然后通过 Chrome DevTools 的 Performance 面板来分析内存使用情况，找出内存泄漏或不合理的内存占用点。
  - 释放内存：及时释放不再使用的变量，比如将变量赋值为 null，以便垃圾回收机制能够回收其占用的内存。例如：

let largeObject = { /* 一个很大的对象 */ };
// 使用 largeObject
largeObject = null;

负载均衡
- 策略阐述：当面对大量并发请求时，通过负载均衡将请求均匀分配到多个服务器实例上，可以避免单个服务器过载，提升整体性能。
- 实现方式：
  - 内置集群模块：Node.js 提供了 cluster 模块，它允许你创建多个工作进程来利用多核 CPU。主进程监听端口并将请求均匀分配给工作进程。示例代码如下：

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
    console.log(`主进程 ${process.pid} 正在运行`);
    for (let i = 0; i < numCPUs; i++) {
        cluster.fork();
    }
    cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
        console.log(`工作进程 ${worker.process.pid} 已退出`);
    });
} else {
    http.createServer((req, res) => {
        res.writeHead(200);
        res.end('你好世界\n');
    }).listen(8000);
    console.log(`工作进程 ${process.pid} 已启动`);
}

 - **使用外部负载均衡器**：如 Nginx 或 HAProxy，它们可以根据不同的算法（如轮询、最少连接数等）将请求分发到多个 Node.js 服务器实例。以 Nginx 为例，配置文件示例如下：

http {
    upstream nodejs_backend {
        server 192.168.1.10:8000;
        server 192.168.1.11:8000;
    }
    server {
        listen 80;
        location / {
            proxy_pass http://nodejs_backend;
        }
    }
}

优化 I/O 操作
- 策略阐述：Node.js 基于事件驱动和非阻塞 I/O 模型，但是如果 I/O 操作处理不当，仍可能成为性能瓶颈。例如，大量同步 I/O 操作会阻塞事件循环，导致无法及时处理其他请求。
- 实现方式：
  - 使用异步 I/O 函数：Node.js 核心模块中的大多数 I/O 函数都有异步版本。比如，使用 fs.readFile 而不是 fs.readFileSync 来读取文件。示例如下：

const fs = require('fs');
fs.readFile('example.txt', 'utf8', (err, data) => {
    if (err) {
        console.error(err);
        return;
    }
    console.log(data);
});

 - **使用流**：对于处理大量数据的 I/O 操作，流可以显著提升性能。例如，在读取大文件并发送响应时，可以使用 `fs.createReadStream` 和 `http.ServerResponse` 的流接口。示例代码如下：

const http = require('http');
const fs = require('fs');
http.createServer((req, res) => {
    const readableStream = fs.createReadStream('largeFile.txt');
    readableStream.pipe(res);
}).listen(8000);

缓存机制
- 策略阐述：对于一些频繁请求且不经常变化的数据，使用缓存可以避免重复计算或查询，从而提高响应速度。
- 实现方式：
  - 内存缓存：可以使用简单的 JavaScript 对象来实现一个基本的内存缓存。例如：

const cache = {};
function getData(key) {
    if (cache[key]) {
        return cache[key];
    }
    // 从数据库或其他数据源获取数据
    const data = getFromDataSource();
    cache[key] = data;
    return data;
}

 - **使用第三方缓存库**：如 `node-cache`，它提供了更丰富的功能，如过期时间设置等。示例代码如下：

const NodeCache = require('node-cache');
const myCache = new NodeCache();
function getData(key) {
    const cachedData = myCache.get(key);
    if (cachedData) {
        return cachedData;
    }
    const data = getFromDataSource();
    myCache.set(key, data);
    return data;
}

面试题：Node.js HTTP 服务器性能优化

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