2026年系統(tǒng)架構(gòu)師面試題及設(shè)計(jì)能力考核一、設(shè)計(jì)題（共5題，每題20分，總計(jì)100分）1.設(shè)計(jì)一個(gè)支持百萬級(jí)用戶的實(shí)時(shí)新聞推薦系統(tǒng)（20分）題目要求：假設(shè)你要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)新聞推薦系統(tǒng)，用戶規(guī)模達(dá)到百萬級(jí)別，新聞內(nèi)容每小時(shí)更新數(shù)千條，用戶行為數(shù)據(jù)（如點(diǎn)擊、閱讀時(shí)長(zhǎng)）實(shí)時(shí)上報(bào)。系統(tǒng)需滿足以下要求：-用戶注冊(cè)后能獲得個(gè)性化推薦，推薦算法基于用戶歷史行為和新聞內(nèi)容相似度。-系統(tǒng)需保證低延遲（推薦接口響應(yīng)時(shí)間<200ms）和高可用性（可用性>99.9%）。-支持水平擴(kuò)展，能應(yīng)對(duì)突發(fā)流量（如重大新聞事件時(shí)用戶訪問激增）。-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算資源需合理分配，成本控制在可接受范圍內(nèi)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，包括：-核心模塊劃分（數(shù)據(jù)采集、推薦計(jì)算、服務(wù)接口、存儲(chǔ)層等）。-關(guān)鍵技術(shù)選型（消息隊(duì)列、緩存、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算框架等）。-高可用和擴(kuò)展性方案。-數(shù)據(jù)一致性和容災(zāi)設(shè)計(jì)。2.設(shè)計(jì)一個(gè)支持多語言、多時(shí)區(qū)的全球電商訂單管理系統(tǒng)（20分）題目要求：設(shè)計(jì)一個(gè)全球電商訂單管理系統(tǒng)，服務(wù)用戶遍布全球100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，訂單數(shù)據(jù)需支持多語言（至少中、英、日、德）、多時(shí)區(qū)，并滿足以下要求：-訂單處理流程需支持手動(dòng)和自動(dòng)支付（對(duì)接第三方支付如支付寶、PayPal、本地銀行等）。-需處理跨境物流信息，支持實(shí)時(shí)運(yùn)費(fèi)計(jì)算和物流狀態(tài)跟蹤。-系統(tǒng)需保證數(shù)據(jù)一致性（訂單狀態(tài)變更需跨地域同步）。-支持訂單批量導(dǎo)入導(dǎo)出（如Excel格式），并滿足數(shù)據(jù)隱私保護(hù)（如GDPR合規(guī)）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，包括：-核心模塊（訂單創(chuàng)建、支付處理、物流管理、數(shù)據(jù)同步等）。-技術(shù)選型（分布式事務(wù)、消息隊(duì)列、時(shí)區(qū)處理方案、數(shù)據(jù)加密等）。-跨地域部署方案和容災(zāi)設(shè)計(jì)。-性能優(yōu)化措施（如緩存、異步處理）。3.設(shè)計(jì)一個(gè)面向金融行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)（20分）題目要求：設(shè)計(jì)一個(gè)金融風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交易數(shù)據(jù)（如股票、期貨、外匯），識(shí)別異常交易行為（如洗錢、市場(chǎng)操縱），并觸發(fā)預(yù)警。系統(tǒng)需滿足以下要求：-實(shí)時(shí)處理能力：每秒處理10萬條交易數(shù)據(jù)，延遲<100ms。-風(fēng)險(xiǎn)規(guī)則可配置：支持業(yè)務(wù)方動(dòng)態(tài)添加、修改風(fēng)險(xiǎn)規(guī)則（如交易金額閾值、關(guān)聯(lián)賬戶監(jiān)控）。-高可靠性：系統(tǒng)需具備容錯(cuò)能力，支持分布式部署和故障轉(zhuǎn)移。-數(shù)據(jù)可視化：提供實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)事件展示和歷史數(shù)據(jù)分析功能。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，包括：-數(shù)據(jù)采集和處理架構(gòu)（流處理框架、數(shù)據(jù)清洗邏輯）。-風(fēng)險(xiǎn)規(guī)則引擎設(shè)計(jì)。-存儲(chǔ)方案（時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)）。-預(yù)警和通知機(jī)制。4.設(shè)計(jì)一個(gè)支持大規(guī)模在線教育的課程調(diào)度系統(tǒng)（20分）題目要求：設(shè)計(jì)一個(gè)在線教育平臺(tái)的課程調(diào)度系統(tǒng)，支持百萬級(jí)學(xué)生同時(shí)在線上課，課程資源包括視頻、直播、測(cè)驗(yàn)等，需滿足以下要求：-課程表動(dòng)態(tài)生成：學(xué)生可根據(jù)自身時(shí)間自由選課，系統(tǒng)自動(dòng)生成不沖突的課程表。-直播流媒體處理：支持高并發(fā)直播（如萬人同時(shí)在線），需保證音視頻質(zhì)量穩(wěn)定。-測(cè)驗(yàn)防作弊：在線考試需支持隨機(jī)題目、監(jiān)考攝像頭畫面錄制。-系統(tǒng)需支持多租戶（學(xué)校、機(jī)構(gòu)可獨(dú)立管理課程和學(xué)生）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，包括：-核心模塊（課程管理、排課算法、流媒體服務(wù)、防作弊系統(tǒng)）。-技術(shù)選型（分布式緩存、消息隊(duì)列、音視頻傳輸協(xié)議）。-高并發(fā)解決方案（如限流、熔斷）。-數(shù)據(jù)同步和多租戶隔離方案。5.設(shè)計(jì)一個(gè)面向物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)設(shè)備監(jiān)控平臺(tái)（20分）題目要求：設(shè)計(jì)一個(gè)工業(yè)設(shè)備監(jiān)控平臺(tái)，用于采集工廠內(nèi)數(shù)千臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)（如溫度、壓力、振動(dòng)），并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和分析。系統(tǒng)需滿足以下要求：-數(shù)據(jù)采集可靠性：設(shè)備故障時(shí)能自動(dòng)重連，數(shù)據(jù)丟失率<0.1%。-實(shí)時(shí)告警：設(shè)備異常時(shí)（如溫度超限）需立即推送告警（短信、郵件）。-數(shù)據(jù)分析功能：支持設(shè)備健康度評(píng)估和歷史趨勢(shì)分析，為設(shè)備維護(hù)提供決策支持。-系統(tǒng)需支持低功耗設(shè)備（如智能傳感器）的數(shù)據(jù)上報(bào)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，包括：-數(shù)據(jù)采集方案（MQTT協(xié)議、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)）。-存儲(chǔ)和計(jì)算架構(gòu)（時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)器學(xué)習(xí)模型）。-遠(yuǎn)程控制接口設(shè)計(jì)。-低功耗設(shè)備適配方案。二、簡(jiǎn)答題（共10題，每題10分，總計(jì)100分）1.如何設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的短鏈接系統(tǒng)？請(qǐng)說明核心技術(shù)和優(yōu)化方案。2.解釋CAP理論，并說明在分布式系統(tǒng)中如何權(quán)衡一致性、可用性和分區(qū)容錯(cuò)性。3.設(shè)計(jì)一個(gè)秒殺系統(tǒng)的核心流程，并說明如何解決超賣問題。4.如何設(shè)計(jì)一個(gè)分布式任務(wù)的調(diào)度系統(tǒng)？請(qǐng)說明任務(wù)去重和失敗重試的方案。5.解釋數(shù)據(jù)庫(kù)的ACID特性，并說明在分布式事務(wù)中如何實(shí)現(xiàn)最終一致性。6.如何設(shè)計(jì)一個(gè)支持高并發(fā)的緩存系統(tǒng)？請(qǐng)說明緩存雪崩和緩存擊穿的解決方案。7.解釋RESTfulAPI的設(shè)計(jì)原則，并說明如何設(shè)計(jì)無狀態(tài)的API。8.如何設(shè)計(jì)一個(gè)全球負(fù)載均衡方案？請(qǐng)說明DNS輪詢和基于策略的負(fù)載均衡的區(qū)別。9.解釋微服務(wù)架構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并說明如何解決微服務(wù)間的通信問題。10.如何設(shè)計(jì)一個(gè)支持熱數(shù)據(jù)冷存的存儲(chǔ)系統(tǒng)？請(qǐng)說明數(shù)據(jù)分層策略和遷移方案。答案與解析1.實(shí)時(shí)新聞推薦系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心模塊：-數(shù)據(jù)采集層：使用Kafka或Pulsar采集用戶行為（點(diǎn)擊、閱讀）和新聞發(fā)布數(shù)據(jù)。-推薦計(jì)算層：基于協(xié)同過濾（用戶-物品相似度）和內(nèi)容相似度（TF-IDF+Word2Vec），使用SparkMLlib進(jìn)行離線計(jì)算，實(shí)時(shí)部分用Redis緩存用戶畫像。-服務(wù)接口層：使用Nginx+Node.js處理請(qǐng)求，接入Redis緩存結(jié)果，無緩存時(shí)調(diào)用推薦計(jì)算層。-存儲(chǔ)層：用戶數(shù)據(jù)存入MySQL（分庫(kù)分表），新聞內(nèi)容存入Elasticsearch，時(shí)序數(shù)據(jù)存入InfluxDB。技術(shù)選型：-消息隊(duì)列：Kafka（高吞吐、容錯(cuò)）。-緩存：Redis（熱點(diǎn)數(shù)據(jù)加速）。-數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL+分庫(kù)分表，Elasticsearch（全文檢索）。-推薦算法：SparkMLlib+Redis緩存。高可用與擴(kuò)展性：-微服務(wù)化部署，每個(gè)模塊獨(dú)立擴(kuò)容。-使用負(fù)載均衡器（如Nginx）分發(fā)流量。-數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫分離+主從復(fù)制。數(shù)據(jù)一致性與容災(zāi)：-用戶行為數(shù)據(jù)先存入Kafka，再異步寫入MySQL。-關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如推薦結(jié)果）使用Redis持久化。2.全球電商訂單管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心模塊：-訂單管理：創(chuàng)建、修改、查詢訂單，對(duì)接第三方支付API。-支付處理：支持支付寶、PayPal等，使用第三方支付SDK。-物流管理：集成國(guó)際物流API（如FedEx、DHL），實(shí)時(shí)查詢運(yùn)單。-數(shù)據(jù)同步：使用Raft協(xié)議保證跨地域數(shù)據(jù)一致性。技術(shù)選型：-分布式事務(wù)：Seata或Saga模式。-消息隊(duì)列：RabbitMQ（支付結(jié)果通知）。-數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL（訂單數(shù)據(jù)）+PostgreSQL（跨境隱私數(shù)據(jù)）。-時(shí)區(qū)處理：使用JavaZoneId或Pythonpytz庫(kù)?？绲赜虿渴鹋c容災(zāi)：-多地域部署，訂單數(shù)據(jù)同步到所有地區(qū)。-使用消息隊(duì)列解耦模塊，保證消息可靠性。性能優(yōu)化：-訂單查詢使用Redis緩存。-支付接口異步處理。3.金融風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心模塊：-數(shù)據(jù)采集：使用Flink或SparkStreaming采集交易數(shù)據(jù)。-規(guī)則引擎：使用Drools動(dòng)態(tài)加載風(fēng)險(xiǎn)規(guī)則。-告警系統(tǒng)：觸發(fā)告警時(shí)通過短信/郵件通知業(yè)務(wù)方。-數(shù)據(jù)可視化：使用Elasticsearch+Kibana展示風(fēng)險(xiǎn)事件。技術(shù)選型：-流處理框架：Flink（低延遲）。-規(guī)則引擎：Drools。-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：Elasticsearch（時(shí)序數(shù)據(jù)）+Redis（實(shí)時(shí)告警）。高可靠性：-流處理任務(wù)使用雙緩沖機(jī)制。-關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)使用主備部署。數(shù)據(jù)可視化：-實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)事件使用WebSocket推送。-歷史數(shù)據(jù)存入HBase供分析。4.在線教育課程調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心模塊：-課程管理：管理課程資源（視頻、直播流）。-排課算法：使用回溯法動(dòng)態(tài)生成不沖突的課程表。-流媒體服務(wù)：使用HLS或DASH協(xié)議傳輸音視頻。-防作弊系統(tǒng)：集成攝像頭監(jiān)控和AI識(shí)別（如人臉比對(duì)）。技術(shù)選型：-排課算法：Java+回溯算法。-流媒體：HLS（自適應(yīng)碼率）。-防作弊：OpenCV+TensorFlow。高并發(fā)解決方案：-使用Redis緩存課程表。-直播流使用CDN加速。多租戶設(shè)計(jì)：-數(shù)據(jù)庫(kù)分租戶（Schema隔離）。-配置文件按租戶隔離。5.工業(yè)設(shè)備監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)核心模塊：-數(shù)據(jù)采集：使用MQTT協(xié)議（低功耗）采集設(shè)備數(shù)據(jù)。-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：InfluxDB（時(shí)序數(shù)據(jù)）+MySQL（設(shè)備配置）。-告警系統(tǒng)：設(shè)備異常時(shí)觸發(fā)短信/郵件告警。-數(shù)據(jù)分析：使用機(jī)器學(xué)習(xí)模型（如SparkMLlib）評(píng)估設(shè)備健康度。技術(shù)選型：-采集協(xié)議：MQTT。-數(shù)據(jù)庫(kù)：InfluxDB+MySQL。-機(jī)器學(xué)習(xí)：SparkMLlib。低功耗設(shè)備適配：-使用MQTTQoS0協(xié)議減少網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。-設(shè)備休眠策略（如每小時(shí)上報(bào)一次）。容災(zāi)設(shè)計(jì)：-數(shù)據(jù)采集使用多副本存儲(chǔ)。-告警系統(tǒng)使用消息隊(duì)列解耦。簡(jiǎn)答題答案與解析1.高并發(fā)短鏈接系統(tǒng)設(shè)計(jì)-核心技術(shù)：分布式緩存（Redis）、分布式ID生成器（如TwitterSnowflake）、CDN加速。-優(yōu)化方案：使用請(qǐng)求分片（如將長(zhǎng)鏈接MD5后分片存入多個(gè)短鏈接服務(wù)）、異步寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。2.CAP理論-CAP理論指分布式系統(tǒng)在一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分區(qū)容錯(cuò)性（PartitionTolerance）中最多只能同時(shí)滿足兩項(xiàng)。-權(quán)衡方案：關(guān)鍵業(yè)務(wù)（如金融）優(yōu)先保證一致性，可使用Raft協(xié)議；公共服務(wù)（如新聞推薦）優(yōu)先保證可用性，可使用最終一致性方案（如本地緩存+遠(yuǎn)程異步同步）。3.秒殺系統(tǒng)設(shè)計(jì)-核心流程：用戶請(qǐng)求先經(jīng)過分布式鎖或RedisLua腳本校驗(yàn)庫(kù)存，再扣減庫(kù)存并支付。-超賣解決方案：使用Redis事務(wù)或分布式鎖保證庫(kù)存操作的原子性。4.分布式任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)-任務(wù)去重：使用Redis分布式鎖或消息隊(duì)列去重。-失敗重試：使用消息隊(duì)列記錄任務(wù)狀態(tài)，失敗時(shí)重新入隊(duì)。5.數(shù)據(jù)庫(kù)ACID特性-ACID指原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）。-分布式事務(wù)實(shí)現(xiàn)最終一致性：使用2PC或TCC模式，或采用本地消息表+異步重試方案。6.高并發(fā)緩存系統(tǒng)設(shè)計(jì)-緩存雪崩：使用隨機(jī)過期時(shí)間、熱點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)加載。-緩存擊穿：使用布隆過濾器或互斥鎖防止空查詢。7.RESTfulAPI設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)原則：無狀態(tài)、統(tǒng)一接口、資源導(dǎo)向。-無狀態(tài)API：每次請(qǐng)求需包含所有必要信息（如用戶Token），服務(wù)器不保存上下文。8.全球負(fù)載均衡方案-DNS輪詢：適合低延遲場(chǎng)景，但無法基于策略