本文转载自微信公众号《Java攻略》，作者攻略哥。转载本文请联系JavaGuide公众号。系统设计一定是面试官在面试时最头疼的事情之一。因为与系统设计相关的问题通常是开放式的，没有标准答案。你会在与面试官的思想交流和碰撞中逐步优化自己的系统设计方案。从理论上讲，系统设计面试也是与面试官一步步完善原有系统设计的过程。系统设计题往往能考验面试官的综合能力。如果你回答得好，你很容易在面试中脱颖而出。不管是参加社招还是校招的小伙伴，都需要注意一下。接下来我就带着小伙伴们从我的角度谈谈：如何准备面试的系统设计部分。由于文章篇幅有限，就不一一列举实际的例子，一些具体的例子可能会在后面的文章中单独提到。个人能力有限。如果文中有什么需要改进和完善的地方，欢迎在评论区指出，共同进步！您通常如何询问系统设计面试？我简单总结一下系统设计面试的问题：设计某个系统，比如秒杀系统，微博系统，抢红包系统，短网址系统。在XX系统中设计一个功能，比如哔哩哔哩的点赞功能。设计一个框架如RPC框架，消息队列，缓存框架，分布式文件系统等。某个系统的技术选型，如做缓存的Redis或Memcached，做网关的SpringCloudGateway或NetflixZuul2。如何进行系统设计？我们将这些步骤总结为以下4个步骤。Step1：问清楚系统的具体要求当面试官给出系统设计问题时，一定不要马上开始设计解决方案。首先需要了解系统设计的需求：功能需求和非功能需求。为了避免误解你要解决的问题，你可以向面试官简单说明你的理解。为什么要问清楚系统的功能需求，即系统包含哪些功能？毕竟，如果面试官突然让你设计一个微博系统。你不可能把微博系统涵盖的所有功能，比如推荐信息流、会员机制等等，都罗列出来，然后去设计！需要过滤掉系统提供的核心Function（缩小边界范围）！为什么要问系统的非功能需求或约束，比如系统需要达到多少QPS？让你设计10000人的微博系统和100000人的微博系统。它们相同吗？不同的约束系统对应不同的系统设计方案。Step2：系统的抽象设计我们需要在HighLevel层次上设计系统。可以画出系统的抽象架构图，包括系统的一些组件以及这些组件之间的联系。Step3：考虑系统目前需要优化的地方。在对系统的设计进行抽象之后，需要思考当前抽象系统设计中需要优化的点。比如：当前系统部署在一台机器上够不够？是否需要部署在多台机器上？机器负载均衡怎么样？数据库处理速度能否支撑业务需求？指定字段是否需要加索引？读写分离有必要吗？有必要缓存吗？系统是否需要分布式文件系统？......Step4：优化你的系统抽象设计根据Step3“系统需要优化的要点”进一步完善系统抽象设计。如何准备系统设计？知识储备系统设计面试非常考验你的知识储备。系统设计能力的提升需要大量的理论知识储备。例如，你需要知道大型网站架构设计必备的三个工具：高性能架构设计：熟悉系统常用的性能优化方法，如引入读写分离、缓存、负载均衡、异步、等高可用架构设计：CAP理论和BASE理论，通过集群、超时和重试机制提高系统整体稳定性，处理接口级故障：降级、熔断、限流、排队。高度可扩展的架构设计：说白了就是知道如何拆分系统。如果按照不同的思路拆分软件系统，就会得到不同的架构。理论在实战中虽然懂了，但是如果不自己去实践，很多东西是理解不了的！所以一定要通过实战项目不断锻炼自己的系统设计能力。保持好奇心，想一想您经常浏览的网站的表现如何。比如：你在浏览微博的时候，可以想想微博是怎么记录点赞数的？大家在看哔哩哔哩的时候，可以想想消息提醒系统是怎么工作的？大家在使用短链系统的时候可以想想，短链系统是怎么工作的呢？......实现相同功能的技术选择，一般有多种技术选择，比如做缓存的是Redis或者Memcached，做网关的是SpringCloudGateway或者NetflixZuul2。很多时候，面试官会在系统设计过程中具体的选择技术。因此，您需要区分不同技术的优缺点。系统设计面试要知道，系统设计一定离不开QPS等性能相关指标的描述。性能相关指标响应时间响应时间RT（Response-time）是从用户发出请求到用户收到系统处理结果所需的时间。RT是一个非常重要和直观的指标。RT的值直接反映了系统处理用户请求的速度。并发数并发数可以简单理解为系统可以同时访问和使用多少人，即系统可以同时处理的请求数。并发数反映了系统的负载能力。QPS和TPSQPS（QueryPerSecond）：服务器每秒可以执行的查询数；TPS（TransactionPerSecond）：服务器每秒处理的事务数（这里的事务可以理解为客户端向接收服务器发送请求的过程）；书中是这样描述QPS和TPS的区别的。QPSvsTPS：QPS和TPS基本类似，不同的是访问一个页面就形成一个TPS；但是一个页面请求可能会向服务器产生多个请求，服务器可以将这些请求计入“QPS”。比如访问一个页面会请求服务器2次，一次访问会产生一个“T”和两个“Q”。吞吐量吞吐量是指系统在单位时间内处理的请求数。系统的吞吐量与请求对系统的资源消耗密切相关。请求消耗系统资源越多，系统吞吐量越低，反之亦然。TPS和QPS是常见的吞吐量量化指标。QPS(TPS)=并发数/平均响应时间（RT）并发数=QPS*平均响应时间（RT）系统活动介绍几个描述系统活动的常用术语，建议牢记。你不仅会在回答系统设计面试问题时遇到这些术语，在日常工作中也会遇到这些术语。PV（PageView）访问量，即页面浏览量或点击量，衡量网站用户访问网页的次数；在一定的统计周期内，用户每打开或刷新一个页面，就记录一次，如果同一个页面被多次打开或刷新，则为累计浏览量。UV是从网页打开次数/刷新次数的角度来统计的。UV（UniqueVisitor）唯一访客，统计1天内访问某个站点的用户数。如果同一访客在1天内多次访问该网站，则仅计为1位独立访客。UV是从个人用户的角度来统计的。DAU（DailyActiveUser）是每日活跃用户数。MAU（monthlyactiveusers）是每月活跃用户数。示例：某网站DAU为1200w，用户日均使用时长为1小时，RT为0.5s。求并发量和QPS。平均并发量=DAU（1200w）*每天平均使用时间（1小时，?0秒）/每天秒数（86400）=1200w/24=50w真实并发量（考虑某段时间用户数对比）Less)=DAU(1200w)*平均每天使用时间（1小时，0秒）/一天的秒数-假设8小时（57600）=1200w/16=75w峰值并发量=平均并发数*6=300wQPS=真实并发/RT=75W/0.5=100w/s后端常用的性能测试工具由于系统设计涉及到系统性能问题，在面试的时候，面试官很可能会问：Howdoyou执行性能测试？推荐4款常用的性能测试工具：Jmeter：ApacheJMeter是JAVA开发的一款性能测试工具。LoadRunner：一种商业性能测试工具。Galtling：基于Scala开发的高性能服务器性能测试工具。ab：全称是ApacheBench。Apache下的一个测试工具，非常好用。如果我没记错的话，除了LoadRunner之外，其他几个性能测试工具都是开源免费的。Fiddler是前端常用的：一个抓包工具，可以修改请求的数据，甚至修改服务器返回的数据。它非常强大，是Web调试的利器。HttpWatch：一个可以用来记录HTTP请求信息的工具。常用软件QPS这里给出的QPS仅供参考，实际项目需要通过压测计算。Nginx：一般情况下，系统的性能瓶颈基本不会是Nginx。单机Nginx可以达到30w+。Redis：Redis官方性能测试报告：https://redis.io/topics/benchmarks。从报告中我们可以得出结论，Redis的单机QPS可以达到8w+（CPU性能有关系，也和执行的命令有关系，比如SET命令的执行甚至可以达到10w+QPS）。MySQL：MySQL单机的QPS在4k左右。Tomcat：单机Tomcat的QPS在2w左右。这与你的Tomcat配置有很大关系。例如，Tomcat支持的连接器有NIO、NIO.2和APR。AprEndpoint通过JNI调用APR原生库实现非阻塞I/O，性能更好。如果Tomcat配置APR为connector，QPS可以达到3w左右。更多相关内容可以自行搜索Tomcat性能优化。系统设计原则合适胜于先进>进化胜于一步完成>简单胜于复杂常见的性能优化策略在性能优化之前，我们需要对请求流程的各个环节进行分析，找出可能存在的性能瓶颈，定位问题.以下是我在优化性能时经常问自己的一些问题：当前系统的SQL语句是否存在问题？当前系统是否需要升级硬件？系统是否需要缓存？是不是系统架构本身有问题？锁在哪里？数据库索引的使用是否合理？系统是否存在内存泄漏？（Java的自动内存回收很方便，但有时候写得不好的代码确实会造成内存泄漏）系统的耗时操作是异步处理的吗？...性能优化必知规则SQL优化、JVM、DB、Tomcat参数调优>硬件性能优化（内存升级、CPU核数增加、机械硬盘->固态硬盘等）>业务逻辑优化/缓存>读写分离、集群等>分库分表系统设计面试注意事项。想了想说没必要。面试官刚问完问题，你还没准备好就开始回答了。这样不会给面试官留下好印象的！系统设计需要面试官结合以往的经验进行思考，这个过程需要一定的时间。没有绝对答案系统设计没有标准答案。重要的是与面试官沟通的过程。一般情况下，你会在与面试官的交流过程中一步步完成系统设计。在这个过程中，你会在面试官的指导下不断完善自己的系统设计。因此，你不需要在系统设计面试前找一大堆问题，然后简单地记住他们的答案。不要绝对。系统设计没有最好的设计方案，只有最合适的设计方案。这类似于架构设计：软件开发没有灵丹妙药，架构设计的目的是选择合适的解决方案。什么是银弹？根据狼人传说，只有银弹（silverbullets）才能制服这些野兽。对应软件开发活动，银弹特指一个“万能钥匙”。开发人员寻求克服软件开发中的困难野兽。权衡利弊了解使用某项技术可能给您的系统带来的利弊。比如使用消息队列的好处是解耦和调峰，但是也会降低系统可用性，增加复杂度，还有一致性问题（如果消息丢失或者没有被消费怎么办）。慢慢优化系统在设计之初不需要做到完美，可以慢慢优化。不追求新技术使用稳定且对业务友好的技术，没有必要过度追求新技术。追求简单，避免复杂系统设计应该追求简单，避免复杂。KISS（KeepItSimple,Stupid）原则——保持简单易懂。总结这篇文章，我简单的带着小伙伴们分析了一下系统设计面试。如果你还想了解更多，可以参考：https://github.com/donnemartin/system-design-primer。参考https://github.com/donnemartin/system-design-primerhttps://www.acecodeinterview.com/intro/https://gist.github.com/vasanthk/485d1c25737e8e72759f原文链接：https://mp.微信.qq.com/s/1Jl8ee0jJoFdGMfIhl_qaQ
