2026年平臺(tái)研發(fā)工程師面試題集一、編程基礎(chǔ)題（共5題，每題10分，總分50分）題目1（10分）請(qǐng)用Python實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)接收一個(gè)字符串作為輸入，返回該字符串中所有唯一的字符及其出現(xiàn)次數(shù)。要求時(shí)間復(fù)雜度為O(n)。pythondefunique_chars_count(s):請(qǐng)?jiān)诖颂幪顚懘apass題目2（10分）請(qǐng)解釋什么是RESTfulAPI，并說(shuō)明其在微服務(wù)架構(gòu)中的優(yōu)勢(shì)。請(qǐng)結(jié)合實(shí)際工作場(chǎng)景舉例說(shuō)明。題目3（10分）請(qǐng)用Java實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程安全的計(jì)數(shù)器，要求每次調(diào)用increment()方法時(shí)計(jì)數(shù)器加1，并說(shuō)明選擇該實(shí)現(xiàn)方式的原因。javapublicclassSafeCounter{//請(qǐng)?jiān)诖颂幪顚懘apublicsynchronizedintincrement(){//請(qǐng)?jiān)诖颂幪顚懘a}}題目4（10分）請(qǐng)解釋TCP三次握手和四次揮手的過(guò)程，并說(shuō)明為什么需要這樣的過(guò)程。題目5（10分）請(qǐng)用C++實(shí)現(xiàn)一個(gè)LRU（最近最少使用）緩存，要求支持get和put操作，并說(shuō)明你的實(shí)現(xiàn)思路。cppinclude<unordered_map>include<list>classLRUCache{public:LRUCache(intcapacity){//請(qǐng)?jiān)诖颂幪顚懘a}intget(intkey){//請(qǐng)?jiān)诖颂幪顚懘a}voidput(intkey,intvalue){//請(qǐng)?jiān)诖颂幪顚懘a}};二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)題（共4題，每題25分，總分100分）題目6（25分）設(shè)計(jì)一個(gè)高并發(fā)的短鏈接服務(wù)系統(tǒng)。請(qǐng)說(shuō)明系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)選型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案以及如何處理高并發(fā)場(chǎng)景。題目7（25分）設(shè)計(jì)一個(gè)微信級(jí)別的實(shí)時(shí)消息推送系統(tǒng)。請(qǐng)說(shuō)明系統(tǒng)架構(gòu)、消息隊(duì)列選型、持久化方案以及如何保證消息的可靠性和實(shí)時(shí)性。題目8（25分）設(shè)計(jì)一個(gè)支持百萬(wàn)級(jí)用戶的秒殺系統(tǒng)。請(qǐng)說(shuō)明系統(tǒng)架構(gòu)、防止超賣方案、分布式鎖實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)監(jiān)控方案。題目9（25分）設(shè)計(jì)一個(gè)分布式任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，要求支持定時(shí)任務(wù)、周期性任務(wù)和一次性任務(wù)，并說(shuō)明如何處理任務(wù)失敗重試和資源隔離問(wèn)題。三、數(shù)據(jù)庫(kù)與存儲(chǔ)題（共5題，每題15分，總分75分）題目10（15分）請(qǐng)解釋MySQL索引的B+樹原理，并說(shuō)明不同類型的索引（主鍵索引、唯一索引、普通索引、全文索引）的適用場(chǎng)景。題目11（15分）請(qǐng)說(shuō)明Redis和Memcached的區(qū)別，并設(shè)計(jì)一個(gè)場(chǎng)景說(shuō)明為什么選擇其中一個(gè)而不是另一個(gè)。題目12（15分）請(qǐng)解釋MySQL的事務(wù)隔離級(jí)別，并說(shuō)明不同隔離級(jí)別可能出現(xiàn)的問(wèn)題（如臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀）。題目13（15分）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)分庫(kù)分表的方案，要求支持水平擴(kuò)展，并說(shuō)明如何處理跨分片事務(wù)問(wèn)題。題目14（15分）請(qǐng)說(shuō)明NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并設(shè)計(jì)一個(gè)場(chǎng)景說(shuō)明何時(shí)應(yīng)該使用NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。四、分布式與中間件題（共4題，每題20分，總分80分）題目15（20分）請(qǐng)解釋CAP理論，并說(shuō)明在分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何權(quán)衡一致性、可用性和分區(qū)容錯(cuò)性。題目16（20分）請(qǐng)說(shuō)明Kafka和RabbitMQ的區(qū)別，并設(shè)計(jì)一個(gè)場(chǎng)景說(shuō)明為什么選擇其中一個(gè)而不是另一個(gè)。題目17（20分）請(qǐng)解釋分布式事務(wù)的解決方案（如2PC、TCC、Saga），并說(shuō)明每種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。題目18（20分）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)分布式配置中心，要求支持動(dòng)態(tài)刷新、版本控制和權(quán)限管理。五、性能優(yōu)化題（共3題，每題25分，總分75分）題目19（25分）請(qǐng)解釋W(xué)eb應(yīng)用性能優(yōu)化的常見方法，并說(shuō)明如何使用ChromeDevTools進(jìn)行性能分析。題目20（25分）請(qǐng)說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)慢查詢的常見原因，并設(shè)計(jì)一個(gè)方案優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)查詢性能。題目21（25分）請(qǐng)解釋緩存穿透、緩存擊穿和緩存雪崩的概念，并設(shè)計(jì)解決方案。答案與解析答案1（10分）pythondefunique_chars_count(s):char_count={}forcharins:ifcharinchar_count:char_count[char]+=1else:char_count[char]=1returnchar_count解析：使用哈希表統(tǒng)計(jì)每個(gè)字符出現(xiàn)的次數(shù)，遍歷字符串一次，時(shí)間復(fù)雜度為O(n)。答案2（10分）RESTfulAPI是一種基于HTTP協(xié)議的架構(gòu)風(fēng)格，它遵循一系列原則來(lái)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)API。主要特點(diǎn)包括：1.無(wú)狀態(tài)：服務(wù)器不保存客戶端上下文2.資源導(dǎo)向：系統(tǒng)中的每個(gè)資源都有唯一的URI3.統(tǒng)一接口：使用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP方法（GET、POST、PUT、DELETE）4.自描述性：URI和HTTP方法描述了操作優(yōu)勢(shì)：1.簡(jiǎn)潔：使用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP方法，易于理解和使用2.無(wú)狀態(tài)：便于擴(kuò)展和維護(hù)3.可緩存：響應(yīng)可以被緩存，提高性能4.統(tǒng)一接口：便于實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的集成例如：在電商系統(tǒng)中，可以使用/products獲取商品列表，/products/{id}獲取特定商品，符合RESTful設(shè)計(jì)原則。答案3（10分）javapublicclassSafeCounter{privateintcount=0;privatefinalObjectlock=newObject();publicsynchronizedintincrement(){synchronized(lock){return++count;}}}解析：使用Java的synchronized關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)線程安全，通過(guò)鎖對(duì)象保證每次只有一個(gè)線程可以執(zhí)行increment()方法。選擇該實(shí)現(xiàn)方式的原因是簡(jiǎn)單易用且能滿足基本需求。答案4（10分）TCP三次握手：1.客戶端發(fā)送SYN包給服務(wù)器，進(jìn)入SYN_SENT狀態(tài)2.服務(wù)器收到SYN包后，回復(fù)SYN-ACK包，進(jìn)入SYN_RCVD狀態(tài)3.客戶端收到SYN-ACK包后，發(fā)送ACK包給服務(wù)器，進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài)四次揮手：1.客戶端發(fā)送FIN包給服務(wù)器，進(jìn)入FIN_WAIT_1狀態(tài)2.服務(wù)器收到FIN包后，回復(fù)ACK包，進(jìn)入CLOSE_WAIT狀態(tài)3.服務(wù)器關(guān)閉連接時(shí)發(fā)送FIN包給客戶端，進(jìn)入LAST_ACK狀態(tài)4.客戶端收到FIN包后，回復(fù)ACK包，進(jìn)入TIME_WAIT狀態(tài)，等待2MSL后關(guān)閉連接需要這樣的過(guò)程是因?yàn)椋?.三次握手確保雙方都準(zhǔn)備好傳輸數(shù)據(jù)2.四次揮手確保雙方都正確關(guān)閉連接，避免數(shù)據(jù)丟失答案5（10分）cppinclude<unordered_map>include<list>classLRUCache{public:LRUCache(intcapacity):capacity_(capacity){}intget(intkey){autoit=cache_map.find(key);if(it==cache_map.end()){return-1;}//將訪問(wèn)的元素移動(dòng)到鏈表頭部cache_list.splice(cache_list.begin(),cache_list,it->second);returnit->second->second;}voidput(intkey,intvalue){autoit=cache_map.find(key);if(it!=cache_map.end()){//更新值并移動(dòng)到鏈表頭部it->second->second=value;cache_list.splice(cache_list.begin(),cache_list,it->second);}else{//如果超出容量，刪除最老的元素if(cache_map.size()==capacity_){intold_key=cache_list.back().first;cache_list.pop_back();cache_map.erase(old_key);}//添加新元素到鏈表頭部cache_list.push_front({key,value});cache_map[key]=cache_list.begin();}}private:intcapacity_;std::list<std::pair<int,int>>cache_list;//雙向鏈表存儲(chǔ)鍵值對(duì)std::unordered_map<int,std::list<std::pair<int,int>>::iterator>cache_map;//哈希表存儲(chǔ)鍵到鏈表節(jié)點(diǎn)的映射};解析：使用雙向鏈表和哈希表實(shí)現(xiàn)LRU緩存。鏈表頭部是最近訪問(wèn)的元素，尾部是最久未訪問(wèn)的元素。哈希表存儲(chǔ)鍵到鏈表節(jié)點(diǎn)的映射，實(shí)現(xiàn)O(1)時(shí)間復(fù)雜度的get和put操作。答案6（25分）高并發(fā)短鏈接服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1.系統(tǒng)架構(gòu)：-前端接入層：使用Nginx或HAProxy進(jìn)行負(fù)載均衡-短鏈接生成服務(wù)：處理短鏈接生成請(qǐng)求-緩存層：使用Redis集群緩存短鏈接映射關(guān)系-數(shù)據(jù)庫(kù)層：使用分片數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)短鏈接數(shù)據(jù)-消息通知：使用WebSocket或Server-SentEvents通知用戶2.關(guān)鍵技術(shù)選型：-前端接入：Nginx+Keepalived實(shí)現(xiàn)高可用-短鏈接生成：UUID+Base62編碼-緩存：RedisCluster，設(shè)置合適過(guò)期時(shí)間-數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQLCluster，分片存儲(chǔ)-消息隊(duì)列：Kafka，處理異步通知3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案：-短鏈接映射關(guān)系存儲(chǔ)在RedisCluster中，設(shè)置合理過(guò)期時(shí)間-長(zhǎng)鏈接映射關(guān)系存儲(chǔ)在分片數(shù)據(jù)庫(kù)中，按短鏈接ID分片-使用布隆過(guò)濾器快速判斷短鏈接是否存在4.高并發(fā)處理：-使用異步IO框架（如Netty）-設(shè)置合理的連接數(shù)和線程池大小-使用限流算法（如令牌桶）控制請(qǐng)求頻率-使用本地緩存減少數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)答案7（25分）實(shí)時(shí)消息推送系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1.系統(tǒng)架構(gòu)：-前端接入：WebSocket或SSE-消息路由：使用Elasticsearch或Etcd進(jìn)行路由-消息隊(duì)列：Kafka或RabbitMQ-消息存儲(chǔ)：Redis集群-推送服務(wù)：使用GCM或APNS2.消息隊(duì)列選型：-使用Kafka的原因：-高吞吐量，適合大規(guī)模消息處理-可靠性，支持消息重試-分區(qū)，支持水平擴(kuò)展-延遲低，適合實(shí)時(shí)消息3.持久化方案：-短時(shí)消息存儲(chǔ)在Redis中，過(guò)期自動(dòng)清理-長(zhǎng)時(shí)消息存儲(chǔ)在HBase或MongoDB中，支持離線同步4.可靠性和實(shí)時(shí)性保證：-使用消息確認(rèn)機(jī)制確保消息送達(dá)-設(shè)置消息重試策略處理失敗推送-使用分布式鎖保證消息順序-實(shí)時(shí)監(jiān)控推送成功率，異常自動(dòng)重試答案8（25分）秒殺系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1.系統(tǒng)架構(gòu)：-前端接入：使用Nginx進(jìn)行流量分發(fā)-預(yù)熱系統(tǒng)：提前釋放部分庫(kù)存，降低并發(fā)壓力-訂單系統(tǒng)：處理訂單生成和支付-庫(kù)存系統(tǒng)：使用Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖-監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)和異常2.防止超賣方案：-使用Redis的Lua腳本原子性扣減庫(kù)存-訂單和庫(kù)存系統(tǒng)使用分布式鎖確保一致性-設(shè)置訂單冪等性，防止重復(fù)下單3.分布式鎖實(shí)現(xiàn)：javapublicbooleantryLock(StringgoodsId,longtimeout){Jedisjedis=null;try{jedis=jedisPool.getResource();Stringresult=jedis.set(goodsId,"1","NX","EX",timeout);return"OK".equals(result);}finally{if(jedis!=null)jedis.close();}}4.系統(tǒng)監(jiān)控方案：-使用Prometheus監(jiān)控系統(tǒng)指標(biāo)-設(shè)置告警規(guī)則，異常自動(dòng)通知-記錄詳細(xì)日志，便于事后分析-使用Grafana可視化系統(tǒng)狀態(tài)答案9（25分）分布式任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1.系統(tǒng)架構(gòu)：-任務(wù)注冊(cè)中心：使用Zookeeper或Etcd-任務(wù)執(zhí)行器：使用Quartz或SpringTask-消息隊(duì)列：Kafka或RabbitMQ-任務(wù)存儲(chǔ)：Redis或MongoDB2.支持的任務(wù)類型：-定時(shí)任務(wù)：使用Cron表達(dá)式定義執(zhí)行時(shí)間-周期性任務(wù)：設(shè)置執(zhí)行間隔-一次性任務(wù)：按需執(zhí)行，執(zhí)行后移除3.任務(wù)失敗重試：-設(shè)置重試次數(shù)和重試間隔-使用消息隊(duì)列記錄任務(wù)狀態(tài)-異常自動(dòng)重試，最多重試N次4.資源隔離：-使用容器化技術(shù)（Docker）隔離任務(wù)環(huán)境-設(shè)置CPU和內(nèi)存限制-使用命名空間隔離不同租戶的任務(wù)答案10（15分）MySQL索引的B+樹原理：1.B+樹特性：-所有的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在葉子節(jié)點(diǎn)-非葉子節(jié)點(diǎn)只存儲(chǔ)鍵值和指向子節(jié)點(diǎn)的指針-葉子節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)指針相連，形成有序鏈表2.索引類型：-主鍵索引：非聚集索引，數(shù)據(jù)按主鍵排序-唯一索引：不允許重復(fù)值，底層使用B+樹-普通索引：可重復(fù)值，底層使用B+樹-全文索引：支持文本搜索，使用倒排索引適用場(chǎng)景：-主鍵索引：表的主鍵-唯一索引：需要保證唯一性的字段-普通索引：查詢頻率高的字段-全文索引：文本搜索場(chǎng)景答案11（15分）Redis和Memcached區(qū)別：1.存儲(chǔ)方式：-Redis：支持字符串、列表、集合、有序集合、哈希等數(shù)據(jù)類型-Memcached：僅支持鍵值對(duì)2.持久化：-Redis：支持RDB快照和AOF日志-Memcached：無(wú)持久化，重啟后數(shù)據(jù)丟失3.過(guò)期策略：-Redis：支持設(shè)置鍵的過(guò)期時(shí)間-Memcached：需要客戶端處理過(guò)期4.性能：-Redis：支持更多數(shù)據(jù)類型，功能更豐富-Memcached：純內(nèi)存，查詢更快選擇場(chǎng)景：-使用Redis：需要多種數(shù)據(jù)類型、持久化、發(fā)布訂閱等高級(jí)功能-使用Memcached：簡(jiǎn)單緩存場(chǎng)景，只需要鍵值對(duì)答案12（15分）MySQL事務(wù)隔離級(jí)別：1.讀未提交（ReadUncommitted）：-可能出現(xiàn)臟讀：讀取未提交的修改-解決臟讀：設(shè)置事務(wù)隔離級(jí)別為可重復(fù)讀2.讀已提交（ReadCommitted）：-可能出現(xiàn)不可重復(fù)讀：事務(wù)內(nèi)多次讀取相同數(shù)據(jù)得到不同結(jié)果-解決不可重復(fù)讀：設(shè)置事務(wù)隔離級(jí)別為可重復(fù)讀3.可重復(fù)讀（RepeatableRead）：-可能出現(xiàn)幻讀：事務(wù)內(nèi)多次執(zhí)行相同查詢得到不同結(jié)果-解決幻讀：設(shè)置事務(wù)隔離級(jí)別為串行化4.串行化（Serializable）：-完全隔離，但性能最低-解決所有問(wèn)題，但實(shí)際使用較少答案13（15分）分庫(kù)分表方案：1.水平擴(kuò)展：-按業(yè)務(wù)線分庫(kù)：如用戶庫(kù)、商品庫(kù)、訂單庫(kù)-按數(shù)據(jù)范圍分庫(kù)：如按省份分庫(kù)-分表：按時(shí)間、按ID等分表2.跨分片事務(wù)：-2PC方案：兩階段提交，但阻塞嚴(yán)重-TCC方案：嘗試-confirm/rollback，實(shí)現(xiàn)最終一致性-Saga方案：本地消息表+補(bǔ)償事務(wù)3.示例：sql--分表示例：按日期分表CREATETABLEorders_2023(idINTPRIMARYKEY,user_idINT,order_timeDATETIME,...)ENGINE=InnoDB;答案14（15分）NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)缺點(diǎn)：1.優(yōu)點(diǎn)：-高性能：純內(nèi)存操作，查詢快-水平擴(kuò)展：易于擴(kuò)展，支持大量并發(fā)-靈活性：Schema自由，開發(fā)快2.缺點(diǎn)：-功能限制：不支持復(fù)雜事務(wù)-弱一致性：部分場(chǎng)景需要客戶端處理一致性-遷移困難：數(shù)據(jù)遷移成本高選擇場(chǎng)景：-使用NoSQL：讀多寫少、數(shù)據(jù)模型簡(jiǎn)單、需要高并發(fā)-使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)：復(fù)雜事務(wù)、強(qiáng)一致性、數(shù)據(jù)完整性要求高答案15（20分）CAP理論：1.一致性（Consistency）：-所有節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間具有相同的數(shù)據(jù)-強(qiáng)一致性：每次讀寫都返回最新數(shù)據(jù)-弱一致性：最終一致，中間可能不一致2.可用性（Availability）：-系統(tǒng)始終響應(yīng)所有請(qǐng)求-節(jié)點(diǎn)故障時(shí)仍提供服務(wù)-可能返回過(guò)時(shí)數(shù)據(jù)3.分區(qū)容錯(cuò)性（PartitionTolerance）：-網(wǎng)絡(luò)分區(qū)時(shí)系統(tǒng)仍能運(yùn)行-分區(qū)后各部分可獨(dú)立工作權(quán)衡：-分布式數(shù)據(jù)庫(kù)：犧牲一致性換取可用性和分區(qū)容錯(cuò)性-微服務(wù)架構(gòu)：根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇不同一致性級(jí)別答案16（20分）Kafka和RabbitMQ區(qū)別：1.消息模型：-Kafka：發(fā)布訂閱，主題分區(qū)-RabbitMQ：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，交換機(jī)路由2.可擴(kuò)展性：-Kafka：高吞吐量，適合大數(shù)據(jù)-RabbitMQ：可靠，但吞吐量低于Kafka3.持久化：-Kafka：順序?qū)懭氪疟P，持久化可靠-RabbitMQ：消息持久化，但可能丟失4.適用場(chǎng)景：-Kafka：日志收集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理-RabbitMQ：微服務(wù)通信、消息隊(duì)列選擇：-高吞吐量、大數(shù)據(jù)場(chǎng)景：選擇Kafka-微服務(wù)解耦、可靠性要求高：選擇RabbitMQ答案17（20分）分布式事務(wù)解決方案：1.2PC（兩階段提交）：-第一階段：協(xié)調(diào)者詢問(wèn)參與者是否可以提交-第二階段：確認(rèn)或中止提交-優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)一致性-缺點(diǎn)：阻塞嚴(yán)重，容錯(cuò)性差2.TCC（Try-Confirm-Cancel）：-嘗試階段：預(yù)留資源-確認(rèn)階段：確認(rèn)操作-取消階段：釋放資源-優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)最終一致性-缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)復(fù)雜3.Saga：-將事務(wù)拆分為一系列本地事務(wù)-使用消息隊(duì)列保證順序執(zhí)行-優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)最終一致性-缺點(diǎn)：可能丟失數(shù)據(jù)答案18（20分）分布式配置中心：1.架構(gòu)：-配置存儲(chǔ)：使用Etcd或Consul-配置讀取：客戶端輪詢或訂閱-配置緩存：本地緩存+遠(yuǎn)程緩存2.功能：-動(dòng)態(tài)刷新：配置