序章

Node.js：从 JavaScript 到系统调用的全链路穿透

第一阶段：重新理解 Node.js 的本质

• Node.js 不是语言，也不是框架，它是运行时（Runtime）
  基于 V8 的 JavaScript 执行环境 + libuv 的异步 I/O + C++ 绑定
• CommonJS 模块系统：require() 的加载流程三步走
  路径分析 → 文件定位 → 编译执行（.js、.json、.node）
• 模块缓存：require 为什么是同步且高效的？
  Module._cache 如何避免重复加载？热更新的陷阱
• __filename 与 __dirname：它们从哪来？
  在编译阶段被注入的“魔法变量”
• exports vs module.exports：导出机制的常见误解
  引用赋值 vs 对象属性修改

第二阶段：深入事件循环（Event Loop）

• libuv 的事件循环架构：6 个阶段的精确顺序
  timers → I/O callbacks → idle/prepare → poll → check → close
• setTimeout(fn, 0) 真的是立即执行吗？
  至少等待一个事件循环周期，可能更久
• setImmediate() vs setTimeout(fn, 0)：谁先执行？
  在 I/O 回调中注册时，setImmediate 优先；否则不确定
• process.nextTick()：不是事件循环的一部分，而是“微任务”
  它在每个阶段之间清空，优先级高于 Promise
• 事件循环中的“饥饿”问题：CPU 密集任务如何阻塞 I/O？
  单线程模型的致命弱点，Worker Threads 的必要性

第三阶段：掌握核心模块与底层机制

• Buffer：为什么需要它？JS 字符串无法处理二进制
  基于 C++ uint8_t[] 的内存分配，alloc vs allocUnsafe
• Stream：背压（Backpressure）机制是如何工作的？
  highWaterMark、_read()、_write()、可读/可写流的内部队列
• fs 模块：同步 vs 异步 vs 流式读取
  readFileSync 阻塞主线程，createReadStream 支持大文件
• child_process：spawn、exec、fork 的本质区别
  fork 创建 IPC 通道，用于主进程与子进程通信
• cluster 模块：如何利用多核 CPU？
  主进程监听端口，子进程共享 socket（SO_REUSEADDR）

第四阶段：穿透 V8 与性能优化

• V8 内存限制：为什么 Node.js 默认堆内存只有 ~1.4GB？
  32 位指针限制，可通过 --max-old-space-size 调整
• 内存泄漏排查：heapdump + Chrome DevTools
  如何分析 retainers，找到未释放的闭包或缓存？
• 性能分析：--prof + --prof-process 生成火焰图
  识别热点函数，优化关键路径
• C++ 插件：N-API 为何能解决 ABI 兼容问题？
  抽象层隔离 V8 变更，实现跨版本兼容
• Atomics 与 SharedArrayBuffer：多线程共享内存
  Worker Threads 中的原子操作与同步机制

第五阶段：理解模块加载与包管理

• 模块解析算法：Node.js 如何查找 node_modules？
  从当前目录向上递归，支持 package.json 的 main 字段
• require.resolve()：只解析路径，不执行模块
  用于静态分析、插件发现
• ES Modules in Node.js：.mjs 与 type: "module"
  静态分析、顶层 await、与 CommonJS 的互操作（createRequire）
• node_modules 扁平化：npm/yarn/pnpm 的不同策略
  pnpm 的硬链接 + 元数据文件如何节省磁盘空间？
• NODE_PATH 与 --preserve-symlinks：非标准路径加载
  微前端、monorepo 中的模块解析难题

第六阶段：生产环境高阶实践

• 进程守护：systemd、pm2、forever 的对比
  pm2 的负载均衡、日志管理、热重载
• 错误处理：未捕获异常与未处理 Promise 拒绝
  process.on('uncaughtException') 的风险与正确用法
• 信号处理：SIGTERM vs SIGKILL，优雅关闭
  清理数据库连接、关闭服务器、退出进程
• 安全加固：helmet、输入验证、防止 DoS
  HTTP 头部、速率限制、沙箱执行
• 可观测性：日志、监控、追踪（OpenTelemetry）
  结构化日志、Prometheus 指标暴露

第七阶段：连接操作系统与网络底层

• net 模块：TCP 服务器的 pause() 与 resume()
  流量控制、背压传递
• dgram 模块：UDP 的无连接通信
  DNS 查询、实时音视频传输
• http 模块：Parser 如何处理请求头与 Body？
  基于 llparse 的状态机解析
• HTTPS 与 TLS：crypto 模块的角色
  证书、密钥交换、加密套件
• DNS 查询：dns.lookup() vs dns.resolve()
  前者走系统配置（/etc/nsswitch.conf），后者直接查 DNS 服务器