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✅ 1.1 Node.js 的事件循环原理？如何处理异步操作？
面试官您好，我理解事件循环是 Node.js 的异步非阻塞编程核心。
Node.js 构建在 V8 引擎与 libuv 库之上。虽然 Node.js 是单线程模型，但它通过事件循环（event loop）机制实现了异步 IO 和高并发能力。
🔁 事件循环核心阶段（简略版）：
每一轮事件循环分为多个阶段，关键阶段有：
-
timers：执行
setTimeout、setInterval的回调； -
pending callbacks：处理某些系统延迟回调；
-
poll：执行 IO 回调，如网络、磁盘读取；
-
check：执行
setImmediate()回调； -
close callbacks：如
socket.on('close')； -
每个阶段结束后，还会处理 microtasks（如
process.nextTick()、Promise.then()）；
🧠 异步操作如何配合事件循环？
比如我们调用异步文件读写：
fs.readFile('a.txt', () => {console.log('读文件完成');
});
-
任务由 libuv 线程池处理；
-
完成后注册回调，等待事件循环进入相应阶段；
-
在 poll 阶段执行对应的回调。
✅ 1.2 process.nextTick()、setImmediate()、Promise 的执行顺序？
这是一个非常容易被问到的陷阱问题，我用执行模型来解释它的顺序。
Node.js 将任务划分为两类：
-
Microtasks（微任务）：
process.nextTick()、Promise.then()； -
Macrotasks（宏任务）：
setTimeout、setImmediate；
每个事件循环阶段后，都会清空微任务队列。
📌 执行优先级（从高到低）：
1. process.nextTick() // Node独有，优先级最高
2. Promise.then() // 标准微任务
3. setTimeout(fn, 0) // timers 阶段
4. setImmediate() // check 阶段
🧪 示例代码：
setTimeout(() => console.log('timeout'), 0);
setImmediate(() => console.log('immediate'));
process.nextTick(() => console.log('nextTick'));
Promise.resolve().then(() => console.log('promise'));
📌 输出顺序：
nextTick
promise
timeout
immediate
补充：过多使用
process.nextTick()会造成主线程“饿死”（starvation），所以要慎用。
✅ 1.3 如何避免阻塞主线程？举例说明
面试官，Node.js 是单线程的，一旦主线程执行了重 CPU 运算，就会阻塞事件循环，影响并发。
🧨 示例：阻塞代码
// 计算大量斐波那契数
function fibonacci(n) {if (n <= 1) return 1;return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}
fibonacci(40); // 卡住主线程
✅ 避免方法：
✅ 1. 使用 worker_threads 执行 CPU 密集型任务
const { Worker } = require('worker_threads');
new Worker('./compute.js');
✅ 2. 拆分任务（分段执行）
function heavyTask() {let count = 0;function loop() {for (let i = 0; i < 10000; i++) count++;if (count < 1e6) setImmediate(loop);}loop();
}
✅ 3. 借助外部服务（如 Redis 缓存、Nginx 静态托管）减少计算需求
✅ 1.4 Node.js 如何实现定时任务？和浏览器定时器有区别吗？
面试官，Node.js 提供和浏览器相同 API，但其实现机制完全不同。
📌 相同点：
-
setTimeout(fn, ms)、setInterval(fn, ms)可用； -
支持取消：
clearTimeout()、clearInterval()；
📌 不同点：
| 特性 | Node.js（libuv） | 浏览器（Web APIs） |
|---|---|---|
| 核心实现 | libuv 的事件循环 | 浏览器引擎 + 宿主环境 |
| 最小时间精度 | 非实时，受事件循环影响 | 一般为 4ms 最小 |
setImmediate() | Node 独有，check 阶段执行 | 无此函数 |
📌 高级定时任务方案（Node 专属）：
-
node-cron：cron 表达式任务调度； -
Agenda / Bree：基于数据库/文件持久化的任务调度； -
Redis 轮询 + 消息队列：实现分布式定时触发；
const cron = require('node-cron');
cron.schedule('0 0 * * *', () => console.log('每天零点执行'));
✅ 1.5 cluster 模块的原理及适用场景？如何实现负载均衡？
面试官，
cluster是 Node.js 提供的多进程扩展机制，用于充分利用多核 CPU 提升吞吐量。
🔧 原理：
-
主进程（Master）通过
cluster.fork()创建多个 worker 子进程； -
所有 worker 共享同一个 server 端口；
-
实际请求由主进程分发给 worker 处理；
-
每个 worker 都是独立的 Node 实例，进程隔离、内存独立；
const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;if (cluster.isMaster) {for (let i = 0; i < numCPUs; i++) cluster.fork();
} else {http.createServer((req, res) => {res.end(`Worker ${process.pid} handled request`);}).listen(3000);
}
⚖️ 负载均衡策略：
-
Linux：基于
SO_REUSEPORT，内核自动均衡分发请求； -
Windows/macOS：Node 内部使用 Round-Robin 分发策略；
-
Node v16+ 支持与
worker_threads混合使用，提高 CPU 利用率；
✅ 适用场景：
-
高并发 API 服务（如网关、接口层）；
-
IO 与 CPU 混合负载应用；
-
可与
pm2配合实现进程守护 + 负载均衡；
❗ 注意事项：
-
不共享内存，通信需用 IPC（如
worker.send()）； -
状态同步麻烦（需借助 Redis 等中间件）；
-
cluster 并不适合细粒度计算，适合粗粒度多请求任务；
✅ 总结回顾
| 问题 | 核心关键词 |
|---|---|
| 1.1 | libuv、事件循环、阶段、异步 IO |
| 1.2 | 微任务 vs 宏任务、执行优先级 |
| 1.3 | 阻塞避免、worker_threads、任务拆分 |
| 1.4 | Node 定时器机制、cron、高级调度 |
| 1.5 | cluster 原理、多进程、负载均衡策略 |