2026年互聯(lián)網(wǎng)公司CTO面試題一、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（共3題，每題10分，總分30分）1.題目：假設(shè)有一個(gè)無重復(fù)元素的整數(shù)數(shù)組`arr`，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)算法，找出數(shù)組中第三大的數(shù)。如果數(shù)組中的最大數(shù)、第二大數(shù)和第三大數(shù)都存在，則返回第三大的數(shù)；否則，返回最大的數(shù)。例如：輸入：`[1,2,-2147483648]`，輸出：`1`。輸入：`[1,2,2,5,3,5]`，輸出：`2`。2.題目：實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（LeastRecentlyUsed）緩存，支持`get`和`put`操作。緩存容量為`capacity`，當(dāng)訪問一個(gè)鍵時(shí)，如果鍵存在，則返回其值，并將該鍵標(biāo)記為最近最常使用；如果鍵不存在，則返回`-1`。當(dāng)緩存容量已滿時(shí)，需要?jiǎng)h除最久未使用的鍵以騰出空間。例如：LRU緩存容量為`2`：`put(1,1)`：緩存是`{1=1}``put(2,2)`：緩存是`{1=1,2=2}``get(1)`：返回`1`，緩存是`{2=2,1=1}`（最近最常用是1）`put(3,3)`：緩存容量已滿，刪除鍵`2`，緩存是`{1=1,3=3}``get(2)`：返回`-1`（鍵`2`已刪除）3.題目：給定一個(gè)鏈表，判斷鏈表是否存在環(huán)。如果存在環(huán)，返回進(jìn)入環(huán)的節(jié)點(diǎn)；否則，返回`null`。例如：輸入：`[3,2,0,-4]`，其中節(jié)點(diǎn)`0`的`next`指向節(jié)點(diǎn)`2`，輸出：節(jié)點(diǎn)`2`。輸入：`[1,2]`，節(jié)點(diǎn)`2`的`next`指向節(jié)點(diǎn)`1`，輸出：節(jié)點(diǎn)`1`。輸入：`[1]`，無環(huán)，輸出：`null`。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（共2題，每題15分，總分30分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的短鏈接生成系統(tǒng)。要求：-鏈接長度盡可能短（如`/abc123`）。-支持高并發(fā)訪問，單次請求響應(yīng)時(shí)間控制在`200ms`以內(nèi)。-鏈接唯一且可快速查重。-支持自定義短鏈接前綴（如`/abc123`）。2.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)消息推送系統(tǒng)（如微信、釘釘）。要求：-支持億級用戶量，消息延遲不超過`100ms`。-支持離線推送，用戶上線后立即收到未讀消息。-支持消息分片（長消息自動拆分）。-支持消息簽收回執(zhí)和重試機(jī)制。三、數(shù)據(jù)庫與分布式（共3題，每題10分，總分30分）1.題目：假設(shè)一個(gè)電商平臺的訂單表`orders`，字段包括`order_id`（主鍵）、`user_id`、`order_time`、`total_amount`。設(shè)計(jì)以下場景的SQL查詢：-查詢最近`1小時(shí)`內(nèi)，每個(gè)用戶的總消費(fèi)金額。-查詢`total_amount`超過`1000`的訂單中，`user_id`最多的前`10`個(gè)用戶。2.題目：解釋MySQL的`MVCC`（多版本并發(fā)控制）原理，并說明`REPEATABLEREAD`和`SERIALIZABLE`隔離級別下的快照讀和間隙鎖的區(qū)別。3.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)分布式事務(wù)解決方案，要求：-支持至少`2`個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性（如訂單和庫存）。-允許部分失敗，保證最終一致性。-考慮性能和可用性。四、中間件與緩存（共2題，每題15分，總分30分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)高可用的Redis集群方案，要求：-支持讀寫分離。-節(jié)點(diǎn)故障時(shí)自動切換。-數(shù)據(jù)分片策略（如哈希槽）。-考慮擴(kuò)容方案。2.題目：解釋Kafka的`ZooKeeper`依賴和`Broker`選舉機(jī)制。設(shè)計(jì)一個(gè)避免`Broker`單點(diǎn)的方案。五、網(wǎng)絡(luò)與安全（共2題，每題15分，總分30分）1.題目：假設(shè)你的系統(tǒng)需要防御DDoS攻擊，請?jiān)O(shè)計(jì)一套防護(hù)方案，包括：-基于IP的黑白名單。-WAF（Web應(yīng)用防火墻）策略。-流量清洗中心。2.題目：解釋HTTPS的握手過程，包括`TLS`版本選擇、證書校驗(yàn)、對稱密鑰生成等步驟。如何防止中間人攻擊？六、分布式與微服務(wù)（共2題，每題15分，總分30分）1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)分布式限流方案，要求：-支持按接口或用戶維度限流。-允許熱擴(kuò)展。-考慮漏桶和令牌桶算法的適用場景。2.題目：解釋SpringCloud的`Eureka`和`Consul`的區(qū)別，設(shè)計(jì)一個(gè)服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)的容錯(cuò)方案。七、開放性問題（共1題，20分）題目：假設(shè)你要重構(gòu)一個(gè)十年以上的單體應(yīng)用，將其拆分為微服務(wù)架構(gòu)。請說明：-如何劃分服務(wù)邊界？-如何解決服務(wù)間的通信問題？-如何處理數(shù)據(jù)一致性？-如何保證系統(tǒng)的監(jiān)控和運(yùn)維復(fù)雜度可控？答案與解析一、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.第三大數(shù)思路：維護(hù)三個(gè)變量`first`、`second`、`third`，遍歷數(shù)組時(shí)更新這三個(gè)變量。代碼：pythondefthird_largest(nums):first,second,third=float('-inf'),float('-inf'),float('-inf')fornuminnums:ifnum>first:third,second,first=second,first,numeliffirst>num>second:third,second=second,numelifsecond>num>third:third=numreturnfirstifthird!=float('-inf')elsesecond解析：-如果`num`大于`first`，則更新所有三個(gè)變量。-如果`num`在`first`和`second`之間，則更新`second`和`third`。-否則，僅更新`third`。-最后，如果`third`仍為初始值，說明不存在第三大數(shù)，返回`second`。2.LRU緩存思路：使用雙向鏈表+哈希表實(shí)現(xiàn)。鏈表頭為最近最常用，尾為最久未使用；哈希表`cache`存儲`key->node`映射。代碼：pythonclassDLinkedNode:def__init__(self,key=0,value=0):self.key=keyself.value=valueself.prev=Noneself.next=NoneclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.head,self.tail=DLinkedNode(),DLinkedNode()self.head.next=self.tailself.tail.prev=self.headdefget(self,key:int)->int:ifkeynotinself.cache:return-1node=self.cache[key]self._remove(node)self._add(node)returnnode.valuedefput(self,key:int,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self._remove(self.cache[key])node=DLinkedNode(key,value)self.cache[key]=nodeself._add(node)iflen(self.cache)>self.capacity:node=self.tail.prevself._remove(node)delself.cache[node.key]def_remove(self,node):delself.cache[node.key]node.prev.next=node.nextnode.next.prev=node.prevdef_add(self,node):node.next=self.head.nextnode.next.prev=nodeself.head.next=nodenode.prev=self.head解析：-`get`操作將節(jié)點(diǎn)移動到鏈表頭部，返回值。-`put`操作先刪除舊節(jié)點(diǎn)，再添加新節(jié)點(diǎn)到頭部。如果超出容量，刪除尾部節(jié)點(diǎn)。-雙向鏈表保證`O(1)`的插入和刪除，哈希表保證`O(1)`的查詢單節(jié)點(diǎn)。3.鏈表環(huán)檢測思路：使用快慢指針（Floyd循環(huán)檢測算法）。代碼：pythondefdetect_cycle(head:ListNode)->ListNode:slow,fast=head,headwhilefastandfast.next:slow=slow.nextfast=fast.next.nextifslow==fast:slow=headwhileslow!=fast:slow=slow.nextfast=fast.nextreturnslowreturnNone解析：-快指針每次走兩步，慢指針走一步，相遇則存在環(huán)。-相遇后，慢指針從頭開始，快指針從相遇點(diǎn)開始，再次相遇的節(jié)點(diǎn)即為環(huán)的入口。-如果快指針到達(dá)`None`，則無環(huán)。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.短鏈接生成系統(tǒng)設(shè)計(jì)：-使用`62`進(jìn)制編碼（`0-9`，`a-z`，`A-Z`），長度為`6`時(shí)約`2^36`種鏈接。-前綴自定義，后綴隨機(jī)生成。-數(shù)據(jù)存儲：`Redis`（緩存熱點(diǎn)鏈接）+`MySQL`（持久化）。-高并發(fā)：使用`Redis`分布式鎖防止沖突。-接口：httpPOST/shortenBody:{url:"",prefix:"my"}Response:"/myabc123"解析：-`62`進(jìn)制編碼可縮短鏈接長度。-`Redis`緩存熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，`MySQL`存儲所有鏈接。-分布式鎖保證唯一性。2.實(shí)時(shí)消息推送系統(tǒng)設(shè)計(jì)：-消息隊(duì)列：`Kafka`（高吞吐）。-推送服務(wù)：`MQ`消費(fèi)者異步處理。-離線推送：用戶表記錄`offline_token`，推送失敗緩存消息。-分片：客戶端按`len=1024`拆分，服務(wù)端組裝。-簽收回執(zhí)：`Redis`存儲`user->message_id`，服務(wù)端定期清理。解析：-`Kafka`保證消息可靠性。-離線推送需用戶在線狀態(tài)。三、數(shù)據(jù)庫與分布式1.SQL查詢最近1小時(shí)消費(fèi)金額：sqlSELECTuser_id,SUM(total_amount)AStotalFROMordersWHEREorder_time>NOW()-INTERVAL1HOURGROUPBYuser_id前10高消費(fèi)用戶：sqlSELECTuser_id,SUM(total_amount)AStotalFROMordersWHEREtotal_amount>1000GROUPBYuser_idORDERBYtotalDESCLIMIT10解析：-第一條查詢按用戶分組，時(shí)間過濾。-第二條查詢先過濾大訂單，再按用戶分組排序。2.MVCC與隔離級別MVCC原理：-數(shù)據(jù)庫為每個(gè)事務(wù)維護(hù)一個(gè)快照，基于`ReadView`確定可見性。-`REPEATABLEREAD`（讀已提交+間隙鎖）：防止幻讀，但可能死鎖。-`SERIALIZABLE`（串行化）：使用Next-Key鎖，完全隔離，但性能最低。解析：-`MVCC`通過版本控制避免寫沖突。-`SERIALIZABLE`最安全但開銷大。3.分布式事務(wù)方案：-使用`2PC`（兩階段提交）或`TCC`（補(bǔ)償事務(wù)）。-`2PC`：協(xié)調(diào)者拉取所有參與者狀態(tài)，決定提交或回滾。-`TCC`：每個(gè)服務(wù)實(shí)現(xiàn)`try`、`confirm`、`cancel`操作。解析：-`2PC`實(shí)現(xiàn)簡單但阻塞。-`TCC`靈活但代碼復(fù)雜。四、中間件與緩存1.Redis集群設(shè)計(jì)：-使用`6`個(gè)`Master`節(jié)點(diǎn)，每個(gè)`Master`負(fù)責(zé)`16384`個(gè)哈希槽。-集群配置：`RedisSentinel`監(jiān)控主從切換。-讀寫分離：客戶端通過`Proxy`路由讀請求。-擴(kuò)容：新增`Master`時(shí)重新分配槽。解析：-哈希槽避免單點(diǎn)故障。-`Sentinel`保證高可用。2.Kafka依賴與Broker選舉ZooKeeper依賴：-元數(shù)據(jù)存儲（`Broker`列表、分區(qū)）。-Leader選舉。Broker選舉：-`Kafka`重啟時(shí)，`ZooKeeper`選舉首個(gè)存活節(jié)點(diǎn)為`Controller`，再選舉分區(qū)`Leader`。防單點(diǎn)：-使用`Quorum`機(jī)制（如`3`個(gè)`ZooKeeper`節(jié)點(diǎn)）。解析：-`ZooKeeper`是Kafka的基石。-`Quorum`防止腦裂。五、網(wǎng)絡(luò)與安全1.DDoS防護(hù)方案-IP黑白名單：動態(tài)識別惡意IP。-WAF：防止`SQL注入`、`XSS`。-流量清洗中心：使用`Cloudflare`或自建清洗機(jī)房。解析：-多層防御提高容錯(cuò)性。2.HTTPS握手過程步驟：1.客戶端發(fā)送`ClientHello`（`TLS`版本、`CipherSuite`）。2.服務(wù)器響應(yīng)