关于Node.js前端面试的试题概念、工作原理及实际应用

1. 什么是Node.js？

答案：Node.js是一个开源与跨平台的JavaScript运行时环境，它允许开发者使用JavaScript来编写服务器端代码。

2. Node.js是如何工作的？

答案：Node.js基于事件驱动的架构，其中I/O异步运行，使其轻量且高效。它使用了Chrome的V8 JavaScript引擎来执行代码。

3. Node.js与其他流行的框架相比有何优势？

答案：Node.js提供了简单的开发体验，非阻塞I/O和基于事件的模型使其响应时间短，并发处理能力强。此外，由于前后端都使用JavaScript，开发速度更快。

4. Node.js如何克服I/O操作阻塞的问题？

答案：Node.js通过事件循环和异步编程模型来处理I/O操作，避免了阻塞主线程。

5. 为什么Node.js是单线程的？

答案：Node.js是作为异步处理的实验而创建的，旨在尝试在单个线程上进行异步处理，而不是通过不同框架进行缩放的现有基于线程的实现。

6. 如果Node.js是单线程的，那么它是如何处理并发的？

答案：虽然主循环是单线程的，但所有异步调用都由libuv库管理，该库负责将不同的任务分配给不同的线程。

7. Node.js中有多少种API函数？

答案：有两种类型的API函数：异步、非阻塞函数（主要是I/O操作）和同步的、阻塞的函数（主要是影响在主循环中运行的进程的操作）。

8. 你是如何管理Node.js项目中的包的？

答案：可以使用npm或yarn等软件包安装程序及其相应的配置文件进行管理。为了维护项目中安装的库版本，我们使用package.json和package-lock.json。

9. Node.js有哪些常用的计时特性？

答案：
setTimeout/clearTimeout用于实现代码执行的延迟；
setInterval/clearInterval用于多次运行代码块；
setImmediate/clearImmediate作为setImmediate()参数传递的任何函数都是在事件循环的下一次迭代中执行的回调；process.nextTick。

10. 使用Promise代替回调有什么好处？

答案：使用Promise的主要优点是可以获得一个对象来决定异步任务完成后需要采取的操作。这提供了更易于管理的代码并避免了回调地狱。

11. Node.js中的fork是什么？

答案：通常，fork用于生成子进程。在Node.js中，它用于创建一个新的v8引擎实例来运行多个worker来执行代码。

12. module.exports的用途是什么？

答案：module.exports用于公开要在项目其他地方使用的特定模块或文件的功能。这可用于将所有类似功能封装在一个文件中，从而进一步改进项目结构。

// Person.js
class Person {
    constructor(name, age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    greet() {
        console.log(`Hello, my name is ${this.name} and I am ${this.age} years old.`);
    }
}

module.exports = Person;

// app.js
const Person = require('./Person');

const person1 = new Person('Alice', 30);
person1.greet(); // 输出: Hello, my name is Alice and I am 30 years old.

13. 可以使用哪些工具来确保代码风格一致？

答案：ESLint可以与任何IDE一起使用，以确保一致的编码风格，这进一步有助于维护代码库。

14. 你对回调地狱的理解是什么？

答案：对于上面的示例，我们正在传递回调函数，它使代码不可读且不可维护。因此我们应该更改异步逻辑以避免这种情况。

15. Node.JS中的事件循环是什么？

答案：无论是异步的，都由事件循环使用队列和侦听器进行管理。

事件循环是 Node.js 的核心机制之一，它使得 Node.js 能够以非阻塞的方式处理 I/O 操作。事件循环允许 Node.js 在等待某些异步操作（如文件读取、网络请求等）完成时继续执行其他任务，从而提高应用程序的性能和响应能力。以下是对事件循环的详细解释以及一个示例来说明其工作原理：

1.事件循环的基本概念

1. 事件队列：当异步操作完成时，回调函数会被添加到事件队列中。
2. 事件循环：事件循环不断检查事件队列，如果有事件存在，则取出并执行相应的回调函数。
3. 主线程：除了执行事件循环外，主线程还负责执行同步代码。

2.示例

假设我们有一个 Node.js 脚本 example.js，其中包含一些异步操作和同步代码。我们将通过这个示例来说明事件循环的工作原理。

// example.js
console.log('Start');

setTimeout(() => {
    console.log('Timeout callback');
}, 0);

Promise.resolve().then(() => {
    console.log('Promise callback');
});

console.log('End');

3.执行流程解析

同步代码执行：首先，Node.js 会执行所有同步代码。因此，console.log('Start') 和 console.log('End') 会立即执行，输出 “Start” 和 “End”。

Start
End

异步操作注册：接下来，setTimeout 和 Promise 的回调函数被注册为异步操作。这些回调函数不会立即执行，而是会被放入相应的队列中。

事件循环开始：事件循环开始运行，检查事件队列。由于 setTimeout 的延迟时间为 0，它的回调函数会立即被放入事件队列中。而 Promise 的回调函数也会被放入微任务队列中。

执行微任务队列：在每个宏任务（如 setTimeout 的回调）执行完毕后，事件循环会检查微任务队列并执行其中的回调函数。因此，Promise 的回调函数会先于 setTimeout 的回调函数执行。

Promise callback

执行宏任务队列：最后，事件循环会执行宏任务队列中的回调函数，即 setTimeout 的回调函数。

Timeout callback

4.最终输出结果

综合以上步骤，整个程序的输出顺序如下：

Start
End
Promise callback
Timeout callback

16. 什么是错误优先的回调函数？

答案：错误优先的回调函数用于传递错误和数据。第一个参数始终应该是一个错误对象，用于检查程序是否发生了错误。其余的参数用于传递数据。

17. 你如何避免回调地狱？

答案：你可以有如下几个方法：模块化：将回调函数分割为独立的函数；使用Promises；使用yield来计算生成器或Promise。

18. 你如何用Node来监听80端口？

答案：在类Unix系统中你不应该尝试监听80端口，因为这需要超级用户权限。当前，如果你想让你的应用一定要监听80端口，可以这么做：让你的Node应用监听大于1024的端口，然后在它前面在使用一层方向代理（例如nginx）。

19. 运算错误与程序员错误的区别？

答案：运算错误并不是bug，这是和系统相关的问题，例如请求超时或者硬件故障。而程序员错误就是所谓的bug。

20. 为什么npm包管理器有帮助？

答案：npm会锁定你的package的依赖的版本号，这样你就可以控制到底要使用哪个版本的依赖了。

21. 什么是Stub？举个使用场景？

答案：Stub是用于模拟一个组件/模块的一个函数或程序。在测试用例中，Stub可以为函数调用提供封装的答案。例如在一个读取文件的场景中，当你不想读取一个真正的文件时。

22. 什么是测试金字塔？当我们谈到HTTP API时，我们如何实施它？

答案：测试金字塔指的是：当我们在编写测试用例时，底层的单元测试应该远比上层的端到端测试要多。当我们谈到HTTP API时，我们可能会涉及到：有很多针对模型的底层单元测试；但你需要测试模型间如何交互时，需要减少集成测试。

23. 你最喜欢的HTTP框架以及原因？

答案：这个问题没有唯一答案，主要考察被面试者对于他所使用的Node框架的理解程度，能否给出选择该框架的理由，优缺点等。

24. 什么是事件驱动？

答案：事件驱动是一种编程范式，其中业务逻辑是由对外部事件（如用户输入、消息传递或传感器数据）的响应来表示的。在Node.js中，所有的操作都是作为对事件的响应来执行的。

25. 什么是非阻塞I/O？

答案：非阻塞I/O模型使得当Node.js执行I/O操作（例如读写文件、网络通信等）时，不会停止处理其他事务，而是将这些操作放在后台执行，并在完成后通过回调函数来处理结果。

26. 什么是NPM？

答案：NPM是随同Node.js一起发布的包管理工具，它允许Node.js开发者发布、传播和依赖库或包，使得JavaScript的共享和重用变得更加容易。

27. 解释下什么是“回调函数”？

答案：回调函数是指在其他函数完成某个任务后被调用的函数。它通常作为参数传递给另一个函数，并在该任务完成时执行。

28. 什么是闭包？

答案：闭包是指函数可以访问并拥有其词法作用域之外的变量。即使函数在其词法作用域之外执行，它仍然可以记住并访问该作用域内的变量。

29. 什么是流（Streams）？在Node.js中如何使用它们？

答案：流（Streams）是处理数据流的一种方式，特别是在处理大量数据或网络请求时非常有用。在Node.js中，你可以使用流来读取文件、处理网络请求等。

30. 如何在Node.js中处理异常？

答案：在Node.js中，你可以使用try…catch语句来捕获和处理异常。此外，你还可以使用未捕获异常处理器来处理那些没有被try…catch语句捕获的异常。

1. 使用 try...catch 语句

try...catch 语句是处理同步代码中异常的最直接方法。你可以将可能抛出异常的代码放在 try 块中，并在 catch 块中处理异常。

// example-try-catch.js
function divide(a, b) {
    if (b === 0) {
        throw new Error('Division by zero');
    }
    return a / b;
}

try {
    console.log(divide(4, 2)); // 输出: 2
    console.log(divide(4, 0)); // 抛出异常
} catch (error) {
    console.error('Caught an error:', error.message); // 输出: Caught an error: Division by zero
}

2. 使用 Promise 的 catch 方法

对于异步操作，尤其是基于 Promise 的操作，可以使用 catch 方法来处理异常。

// example-promise-catch.js
const fs = require('fs').promises;

async function readFile() {
    try {
        const data = await fs.readFile('nonexistent-file.txt', 'utf8');
        console.log(data);
    } catch (error) {
        console.error('Caught an error:', error.message); // 输出: Caught an error: ENOENT: no such file or directory, open 'nonexistent-file.txt'
    }
}

readFile();

3. 使用事件监听器

对于某些异步 API（如 EventEmitter），你可以使用事件监听器来处理异常。例如，当使用 http 模块时，可以监听 error 事件。

// example-event-listener.js
const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
    res.end('Hello World\n');
});

server.on('error', (error) => {
    console.error('Server error:', error.message);
});

server.listen(8080, () => {
    console.log('Server is listening on port 8080');
});

4. 使用全局错误处理器

你还可以设置全局错误处理器来捕获未被捕获的异常。这对于捕获意外的错误非常有用。

// example-global-error-handler.js
process.on('uncaughtException', (error) => {
    console.error('Uncaught exception:', error.message);
    // 通常在这里进行一些清理工作或记录日志
    process.exit(1); // 退出进程
});

setTimeout(() => {
    throw new Error('This will be caught by the global handler');
}, 1000);