硬货：如何做好一名系统架构设计师以及面试技巧

妖狐艹你老母 2022-01-30 08:51 181阅读 0赞

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系统架构师在拥有知识经验上要高于一般软件架构师或领域架构师，承担整个系统的权衡设计，搭建一个可伸缩、可扩展、高事务、高一致的系统架构是其工作目标，同时针对运营中出现的重大问题进行诊断以及提出改进意见。这个[Github存储库][Github]提供你如何在短时间内掌握系统设计以及应对面试，如果有时间，您可以深入了解每个主题，Jdon网站基本都是围绕这些主题进行了翻译和延伸以及讨论：

系统设计是一个非常广泛的主题，即使是在顶级IT公司拥有多年工作经验的软件工程师也可能不是系统设计方面的专家。如果你想成为一名专家，你需要阅读许多书籍，文章，并解决真正的大规模系统设计问题。

### 澄清约束并识别用户案例 ###

花几分钟询问面试官并就系统范围边界达成一致。记得要确保你知道面试官在开始时没有告诉你的所有要求。

用户案例use case指示系统的主要功能，约束要求列出了系统的规模，例如每秒请求数，请求类型，每秒写入的数据，每秒读取的数据。

### 高级架构设计 ###

绘制重要组件及其之间的连接，但不要详细介绍。通常，可伸缩系统包括webserver（负载均衡器），服务（服务分区），数据库（主/辅助数据库集群插件缓存）。

### 组件设计 ###

您需要为每个组件编写特定的API，您可能需要完成特定功能的详细OOD设计。您可能还需要为数据库设计数据库模式。

### 系统设计基础知识 ###

以下是一些有关系统设计相关主题的文章。

*  [如何搞定系统设计面试][Link 1]
 *  [系统面试][Link 2]
 *  [傻瓜的可扩展性][Link 3]
 *  [可扩展的Web架构和分布式系统][Web]
 *  [每个人都应该知道的数字][Link 4]
 *  [分布式系统的谬误][Link 5]
 *  [可扩展的系统设计模式][Link 6]
 *  [规模架构系统简介][Link 7]
 *  [跨数据中心的事务][Link 8]
 *  [CAP定理的简明英语介绍][CAP]
 *  [CAP常见问题解答][CAP 1]
 *  [Paxos变得简单][Paxos]
 *  [一致的哈希][Link 9]
 *  [NOSQL模式][NOSQL]
 *  [可伸缩性，可用性和稳定性模式][Link 10]

### 公司工程博客： ###

如果您要与公司合作，您应该阅读他们的工程博客。

*  [高可扩展性][Link 11]
 *  [GitHub博客][GitHub]
 *  [Quora的工程][Quora]
 *  [Yelp工程博客][Yelp]
 *  [Twitter工程][Twitter]
 *  [Facebook工程][Facebook]
 *  [Yammer工程][Yammer]
 *  [Etsy Code as Craft][]
 *  [Foursquare工程博客][Foursquare]
 *  [Airbnb工程][Airbnb]
 *  [WebEngage工程博客][WebEngage]
 *  [LinkedIn工程][LinkedIn]
 *  [Netflix技术博客][Netflix]
 *  [BankSimple简单博客][BankSimple]
 *  [广场角落][Link 12]
 *  [SoundCloud Backstage博客][SoundCloud Backstage]
 *  [Flickr代码][Flickr]
 *  [Instagram工程][Instagram]
 *  [Dropbox技术博客][Dropbox]
 *  [Cloudera开发者博客][Cloudera]
 *  [Bandcamp Tech][]
 *  [牡蛎科技博客][Link 13]
 *  [REDDIT BLOG][]
 *  [Groupon工程博客][Groupon]
 *  [Songkick科技博客][Songkick]
 *  [谷歌研究博客][Link 14]
 *  [Pinterest工程博客][Pinterest]
 *  [Twilio工程博客][Twilio]
 *  [Bitly工程博客][Bitly]
 *  [优步工程博客][Link 15]
 *  [Godaddy工程][Godaddy]
 *  [Splunk博客][Splunk]
 *  [Coursera工程博客][Coursera]
 *  [PayPal工程博客][PayPal]
 *  [Nextdoor工程博客][Nextdoor]
 *  [Booking.com开发博客][Booking.com]
 *  [Scalyr工程博客][Scalyr]

### 产品和系统： ###

**以下论文/文章/幻灯片可以帮助您了解不同实际产品和系统的一般设计理念**。

*  [MapReduce：大型集群上的简化数据处理][MapReduce]
 *  [Bigtable：结构化数据的分布式存储系统][Bigtable]
 *  [谷歌文件系统][Link 16]
 *  [用于松散耦合的分布式系统的Chubby锁服务][Chubby]
 *  [Dynamo：亚马逊的高可用键值商店][Dynamo]
 *  [Memcached简介][Memcached]
 *  [Cassandra介绍功能][Cassandra]
 *  [HBase简介][HBase]
 *  [MongoDB简介][MongoDB]
 *  [Redis简介][Redis]
 *  [风暴][Link 17]
 *  [Zookeeper简介][Zookeeper]
 *  [卡夫卡][Link 18]
 *  [YouTube架构][YouTube]
 *  [缩放Pinterest][Pinterest 1]
 *  [Google架构][Google]
 *  [扩展Twitter][Twitter 1]
 *  [WhatsApp架构][WhatsApp]
 *  [Flickr架构][Flickr 1]
 *  [亚马逊架构][Link 19]
 *  [堆栈溢出架构][Link 20]
 *  [Pinterest架构][Pinterest 2]
 *  [Tumblr建筑][Tumblr]
 *  [Instagram架构][Instagram 1]
 *  [TripAdvisor体系结构][TripAdvisor]
 *  [缩放邮箱][Link 21]
 *  [Salesforce架构][Salesforce]
 *  [ESPN架构][ESPN]
 *  [优步建筑][Link 22]
 *  [DropBox设计][DropBox]
 *  [Splunk架构][Splunk 1]

### 热门问题和参考： ###

每个问题都有一些很好的参考。这里的参考资料是幻灯片和文章。

**设计CDN网络参考**：

*  [全球分布式内容交付][Link 23]

**设计Google文档系统参考**：

*  [谷歌，mobwrite][mobwrite]
 *  [差异同步][Link 24]

**设计随机ID生成系统参考**：

*  [宣布雪花][Link 25]
 *  [雪花][Link 26]

**设计键值数据库参考**：

*  [Redis简介][Redis]

**设计Facebook新闻源功能参考**：

*  [构建类似新闻Feed的最佳做法是什么？][Feed]
 *  [在开发社交网络订阅源时要记住哪些扩展问题？][Link 27]
 *  [活动供稿架构][Link 28]

**设计Facebook时间线功能参考**：

*  [建立时间表][Link 29]
 *  [Facebook时间表][Facebook 1]

**设计一个函数以在过去的时间间隔内返回前k个请求参考**：

*  [数据流中频繁和前k个元素的有效计算][k]
 *  [流媒体窗口中监控top-k查询的最优策略][top-k]

**设计在线多人纸牌游戏参考**：

*  [如何创建异步多人游戏][Link 30]
 *  [如何创建异步多人游戏第2部分：将游戏状态保存到在线数据库][2]
 *  [如何创建异步多人游戏第3部分：从数据库加载游戏][3]
 *  [如何创建异步多人游戏第4部分：配对][4]
 *  [HTML5中的实时多人游戏][HTML5]

**设计图搜索功能参考**：

*  [构建图搜索的基础架构][Link 31]
 *  [图搜索中的索引和排名][Link 32]
 *  [Facebook ][Facebook 2]\[url=https://www.facebook.com/notes/facebook-engineering/under-the-hood-the-natural-language-interface-of-graph-search/10151432733048920\]搜索\[/url\]和[Erlang ][Facebook 2]\[url=https://www.facebook.com/notes/facebook-engineering/under-the-hood-the-natural-language-interface-of-graph-search/10151432733048920\]的自然语言界面\[/url\]

**设计图片共享系统参考**：

*  [Flickr架构][Flickr 1]
 *  [Instagram架构][Instagram 1]

**设计搜索引擎参考**：

*  [您将如何实施Google搜索？][Google 1]
 *  [实施搜索引擎][Link 33]

**设计推荐系统参考**：

*  [Hulu的推荐系统][Hulu]
 *  [推荐系统][Link 34]

**设计tinyurl系统参考**：

*  [大数据系统设计 - tinyurl][- tinyurl]
 *  [URL Shortener API][]

**设计垃圾收集系统参考**：

*  [宝贝的第一个垃圾收集器][Link 35]

**设计可扩展的Web爬网系统参考**：

*  [如何从头开始构建Web爬网程序？][Web 1]

**设计Facebook聊天功能参考**：

*  [Erlang在Facebook上][Facebook 2]
 *  [Facebook聊天][Facebook 3]

**设计趋势主题系统参考**：

*  [用Storm中的分布式滚动计数算法实现实时趋势主题][Storm]
 *  [早期发现Twitter的趋势解释][Twitter 2]

**设计缓存系统参考**：

*  [Memcached简介][Memcached]

**好书**：

*  [大数据：可扩展实时数据系统的原则和最佳实践][Link 36]
 *  [实时分析：分析和可视化流数据的技术][Link 37]
 *  [构建微服务：设计细粒度系统][Link 38]
 *  [设计数据密集型应用程序：可靠，可扩展和可维护系统背后的重要思想][Link 39]

### 面向对象设计： ###

OOD采访提示

澄清场景，写出用户案例

用例是对事件序列的描述，这些事件序列一起导致系统执行某些有用的操作。谁将使用它以及它们将如何使用它。该系统可能非常简单或非常复杂。

特殊的系统要求，如多线程，读或写。

定义对象

将标识映射到类：一个类的一个方案，此方案中的每个核心对象用于一个类。

考虑类之间的关系：某个类必须具有唯一的实例，一个对象具有许多其他对象（组合），一个对象是另一个对象（继承）。

确定每个类的属性：将名词更改为变量，将操作更改为方法。

使用设计模式，使其可以在多个应用程序中重用。

**有用的网站**

*  [101开发人员的设计模式和技巧][101]

# 读者福利 #

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**分享免费学习资料**

**针对于Java程序员，我这边准备免费的Java架构学习资料（里面有高可用、高并发、高性能及分布式、Jvm性能调优、MyBatis，Netty,Redis,Kafka,Mysql,Zookeeper,Tomcat,Docker,Dubbo,Nginx等多个知识点的架构资料）**

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[Github]: https://github.com/checkcheckzz/system-design-interview
[Link 1]: http://www.palantir.com/2011/10/how-to-rock-a-systems-design-interview/
[Link 2]: http://www.hiredintech.com/app#system-design
[Link 3]: http://www.lecloud.net/tagged/scalability
[Web]: http://www.aosabook.org/en/distsys.html
[Link 4]: http://everythingisdata.wordpress.com/2009/10/17/numbers-everyone-should-know/
[Link 5]: https://pages.cs.wisc.edu/~zuyu/files/fallacies.pdf
[Link 6]: http://horicky.blogspot.com/2010/10/scalable-system-design-patterns.html
[Link 7]: http://lethain.com/introduction-to-architecting-systems-for-scale/
[Link 8]: http://snarfed.org/transactions_across_datacenters_io.html
[CAP]: http://ksat.me/a-plain-english-introduction-to-cap-theorem/
[CAP 1]: https://github.com/henryr/cap-faq
[Paxos]: http://research.microsoft.com/en-us/um/people/lamport/pubs/paxos-simple.pdf
[Link 9]: http://www.tom-e-white.com/2007/11/consistent-hashing.html
[NOSQL]: http://horicky.blogspot.com/2009/11/nosql-patterns.html
[Link 10]: http://www.slideshare.net/jboner/scalability-availability-stability-patterns
[Link 11]: http://highscalability.com/
[GitHub]: https://github.com/blog/category/engineering
[Quora]: http://engineering.quora.com/
[Yelp]: http://engineeringblog.yelp.com/
[Twitter]: https://engineering.twitter.com/
[Facebook]: https://www.facebook.com/Engineering
[Yammer]: http://eng.yammer.com/blog/
[Etsy Code as Craft]: http://codeascraft.com/
[Foursquare]: http://engineering.foursquare.com/
[Airbnb]: http://nerds.airbnb.com/
[WebEngage]: http://engineering.webengage.com/
[LinkedIn]: http://engineering.linkedin.com/blog
[Netflix]: http://techblog.netflix.com/
[BankSimple]: https://www.simple.com/engineering/
[Link 12]: http://corner.squareup.com/
[SoundCloud Backstage]: https://developers.soundcloud.com/blog/
[Flickr]: http://code.flickr.net/
[Instagram]: http://instagram-engineering.tumblr.com/
[Dropbox]: https://tech.dropbox.com/
[Cloudera]: http://blog.cloudera.com/
[Bandcamp Tech]: http://bandcamptech.wordpress.com/
[Link 13]: http://tech.oyster.com/
[REDDIT BLOG]: http://www.redditblog.com/
[Groupon]: https://engineering.groupon.com/
[Songkick]: http://devblog.songkick.com/
[Link 14]: http://googleresearch.blogspot.com/
[Pinterest]: http://engineering.pinterest.com/
[Twilio]: http://www.twilio.com/engineering
[Bitly]: http://word.bitly.com/
[Link 15]: https://eng.uber.com/
[Godaddy]: http://engineering.godaddy.com/
[Splunk]: http://blogs.splunk.com/
[Coursera]: https://building.coursera.org/
[PayPal]: https://www.paypal-engineering.com/
[Nextdoor]: https://engblog.nextdoor.com/
[Booking.com]: https://blog.booking.com/
[Scalyr]: https://blog.scalyr.com/
[MapReduce]: http://static.googleusercontent.com/media/research.google.com/zh-CN/us/archive/mapreduce-osdi04.pdf
[Bigtable]: http://www.read.seas.harvard.edu/~kohler/class/cs239-w08/chang06bigtable.pdf
[Link 16]: http://static.googleusercontent.com/media/research.google.com/zh-CN/us/archive/gfs-sosp2003.pdf
[Chubby]: http://static.googleusercontent.com/external_content/untrusted_dlcp/research.google.com/en/us/archive/chubby-osdi06.pdf
[Dynamo]: http://www.read.seas.harvard.edu/~kohler/class/cs239-w08/decandia07dynamo.pdf
[Memcached]: http://www.slideshare.net/oemebamo/introduction-to-memcached
[Cassandra]: http://www.slideshare.net/planetcassandra/cassandra-introduction-features-30103666
[HBase]: http://www.slideshare.net/alexbaranau/intro-to-hbase
[MongoDB]: http://www.slideshare.net/mdirolf/introduction-to-mongodb
[Redis]: http://www.slideshare.net/dvirsky/introduction-to-redis
[Link 17]: http://www.slideshare.net/previa/storm-16094009
[Zookeeper]: http://www.slideshare.net/sauravhaloi/introduction-to-apache-zookeeper
[Link 18]: http://www.slideshare.net/mumrah/kafka-talk-tri-hug
[YouTube]: http://highscalability.com/youtube-architecture
[Pinterest 1]: http://highscalability.com/blog/2013/4/15/scaling-pinterest-from-0-to-10s-of-billions-of-page-views-a.html
[Google]: http://highscalability.com/google-architecture
[Twitter 1]: http://highscalability.com/scaling-twitter-making-twitter-10000-percent-faster
[WhatsApp]: http://highscalability.com/blog/2014/2/26/the-whatsapp-architecture-facebook-bought-for-19-billion.html
[Flickr 1]: http://highscalability.com/flickr-architecture
[Link 19]: http://highscalability.com/amazon-architecture
[Link 20]: http://highscalability.com/blog/2009/8/5/stack-overflow-architecture.html
[Pinterest 2]: http://highscalability.com/blog/2012/5/21/pinterest-architecture-update-18-million-visitors-10x-growth.html
[Tumblr]: http://highscalability.com/blog/2012/2/13/tumblr-architecture-15-billion-page-views-a-month-and-harder.html
[Instagram 1]: http://highscalability.com/blog/2011/12/6/instagram-architecture-14-million-users-terabytes-of-photos.html
[TripAdvisor]: http://highscalability.com/blog/2011/6/27/tripadvisor-architecture-40m-visitors-200m-dynamic-page-view.html
[Link 21]: http://highscalability.com/blog/2013/6/18/scaling-mailbox-from-0-to-one-million-users-in-6-weeks-and-1.html
[Salesforce]: http://highscalability.com/blog/2013/9/23/salesforce-architecture-how-they-handle-13-billion-transacti.html
[ESPN]: http://highscalability.com/blog/2013/11/4/espns-architecture-at-scale-operating-at-100000-duh-nuh-nuhs.html
[Link 22]: http://highscalability.com/blog/2015/9/14/how-uber-scales-their-real-time-market-platform.html
[DropBox]: https://www.youtube.com/watch?v=PE4gwstWhmc
[Splunk 1]: http://www.splunk.com/view/SP-CAAABF9
[Link 23]: http://repository.cmu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=2112&context=compsci
[mobwrite]: https://code.google.com/p/google-mobwrite/
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[Link 25]: https://blog.twitter.com/2010/announcing-snowflake
[Link 26]: https://github.com/twitter/snowflake/
[Feed]: http://www.quora.com/What-are-best-practices-for-building-something-like-a-News-Feed
[Link 27]: http://www.quora.com/Activity-Streams/What-are-the-scaling-issues-to-keep-in-mind-while-developing-a-social-network-feed
[Link 28]: http://www.slideshare.net/danmckinley/etsy-activity-feeds-architecture
[Link 29]: https://www.facebook.com/note.php?note_id=10150468255628920
[Facebook 1]: http://highscalability.com/blog/2012/1/23/facebook-timeline-brought-to-you-by-the-power-of-denormaliza.html
[k]: http://www.cse.ust.hk/~raywong/comp5331/References/EfficientComputationOfFrequentAndTop-kElementsInDataStreams.pdf
[top-k]: http://davis.wpi.edu/xmdv/docs/EDBT11-diyang.pdf
[Link 30]: http://www.indieflashblog.com/how-to-create-an-asynchronous-multiplayer-game.html
[2]: http://www.indieflashblog.com/how-to-create-async-part2.html
[3]: http://www.indieflashblog.com/how-to-create-async-part3.html
[4]: http://www.indieflashblog.com/how-to-create-async-part4-html.html#comment-4447
[HTML5]: http://buildnewgames.com/real-time-multiplayer/
[Link 31]: https://www.facebook.com/notes/facebook-engineering/under-the-hood-building-out-the-infrastructure-for-graph-search/10151347573598920
[Link 32]: https://www.facebook.com/notes/facebook-engineering/under-the-hood-indexing-and-ranking-in-graph-search/10151361720763920
[Facebook 2]: http://www.erlang-factory.com/upload/presentations/31/EugeneLetuchy-ErlangatFacebook.pdf
[Google 1]: http://programmers.stackexchange.com/questions/38324/interview-question-how-would-you-implement-google-search
[Link 33]: http://www.ardendertat.com/2012/01/11/implementing-search-engines/
[Hulu]: http://tech.hulu.com/blog/2011/09/19/recommendation-system.html
[Link 34]: http://ijcai13.org/files/tutorial_slides/td3.pdf
[- tinyurl]: http://n00tc0d3r.blogspot.com/
[URL Shortener API]: https://developers.google.com/url-shortener/?csw=1
[Link 35]: http://journal.stuffwithstuff.com/2013/12/08/babys-first-garbage-collector/
[Web 1]: https://www.quora.com/How-can-I-build-a-web-crawler-from-scratch
[Facebook 3]: https://www.facebook.com/note.php?note_id=14218138919&id=9445547199&index=0
[Storm]: http://www.michael-noll.com/blog/2013/01/18/implementing-real-time-trending-topics-in-storm/
[Twitter 2]: http://snikolov.wordpress.com/2012/11/14/early-detection-of-twitter-trends/
[Link 36]: http://www.amazon.com/Big-Data-Principles-practices-scalable/dp/1617290343
[Link 37]: http://www.amazon.com/Real-Time-Analytics-Techniques-Visualize-Streaming/dp/1118837916
[Link 38]: http://www.amazon.com/Building-Microservices-Sam-Newman/dp/1491950358
[Link 39]: https://www.amazon.com/Designing-Data-Intensive-Applications-Reliable-Maintainable/dp/1449373321
[101]: http://sourcemaking.com/design-patterns-and-tips
[Link 40]: https://jq.qq.com/?_wv=1027&k=5S3Yy38