码上实战
❝这些是每个开发人员必须为技术面试准备的 10 个主题，以领先于 99% 的候选人。
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如果你参加过技术面试，那么你可能知道系统设计部分是最难破解的部分之一。我想为什么会这样？我找到的答案是，大多数开发人员并不真正熟悉基本的系统设计主题或概念，这就是我将在本文中分享的内容。
正如我之前所说，系统设计面试是软件工程师和开发人员招聘过程中的关键部分，您必须为此做好准备。
这些面试将评估您设计可扩展和高效系统以解决实际问题的能力。为了在系统设计面试中脱颖而出，必须牢牢掌握基本概念和原则。
为了在系统设计面试中脱颖而出，对使您与其他候选人区分开来的关键概念有深入的了解至关重要。通过掌握这十个系统设计概念，您可以领先于 99% 的候选人，并用自己的专业知识给面试官留下深刻印象。
1. 可扩展性
可扩展性在系统设计中至关重要，因为它确保系统能够处理不断增加的负载并保持性能。您应该了解水平和垂直缩放、负载均衡和分布式系统等概念，以设计可缩放的体系结构。这些将真正帮助您进行技术面试。
2.可用性和容错
设计容错系统对于即使在遇到故障时也能保持可用性至关重要。作为候选者，您应该了解复制、冗余、故障转移机制和容错技术，如备份、检查点和错误处理。
为了实现高可用性，许多公司创建主动 - 主动或主动 - 被动架构，如下所示，最好的例子是像 AWS 和 Azure 这样的云计算公司，它们在世界不同地区拥有数据中心，如果一个出现故障，那么服务器客户端就会从其他客户端中消失。
3.数据存储和数据库
不同的应用程序需要不同类型的数据存储。您应该熟悉不同类型的数据库，如关系数据库、NoSQL 数据库、键值存储和列式数据库。了解他们的优势、劣势和用例。
这里要理解的常见问题和概念之一是 SQL 与 NoSQL，因为它们经常出现在不同的问题中，这里有一个很好的图表，突出了 SQL 和 NoSQL 之间的区别
4.缓存
缓存通过将经常访问的数据存储在更靠近用户的位置来帮助提高性能。在本主题中，应了解缓存技术、缓存策略、缓存逐出策略和缓存一致性，以设计高效的缓存系统。
您还应该熟悉缓存命中和缓存未命中之类的内容，这是快速参考的一个很好的图表：
5.消息队列和事件驱动架构
消息队列支持系统不同组件之间的异步通信。在准备本主题时，您应该了解发布 - 订阅模式、消息代理、事件驱动体系结构及其在构建可伸缩和松散耦合系统中的应用等概念。
这是一个很好的图表，显示了使用发布 - 订阅模型和点对点模型的事件驱动架构：
6.系统接口和微服务
这是系统设计面试的另一个热门话题。微服务架构允许将复杂的系统分解为更小的独立服务。
在本主题中，应了解如何设计 API、服务发现、服务间通信和管理依赖项，以创建可靠且可缩放的基于微服务的体系结构。
7.安全
安全性是系统设计的一个关键方面。在准备本主题时，您应该花时间了解常见的安全威胁、身份验证和授权机制、加密以及 SSL/TLS 等安全通信协议。了解保护静态数据和传输中的数据的最佳做法。
学习 HTTPS 如何工作之类的东西也是一个很好的问题。这是来自 ByteByteGo 的一个很好的图表来理解：
8.系统性能优化
优化系统性能对于提供无缝的用户体验至关重要，这也是面试官对您的期望之一，尤其是高级开发人员。
作为本主题的一部分，您应该了解分析、负载测试、延迟减少技术和性能优化策略，以识别和解决系统中的瓶颈。
了解使用规范化和索引进行数据库优化，以及了解 SQL 查询如何对其进行优化也是一个很好的主题，而且，如果您不知道 SQL 查询的工作原理，这里有一个很好的图表来理解这一点：
9.设计模式
设计模式为反复出现的设计问题提供了经过验证的解决方案。作为一名软件工程师，您应该熟悉设计模式，如单例、观察者、生成器和工厂模式。
您还应该了解何时以及如何应用它们来创建可扩展且可维护的系统。还应了解微服务设计模式，如 SAGA、CQRS、负载均衡器、断路器、每个微服务的数据库和 API 网关模式。
这是一个不错的设计模式备忘单，您可以打印以记住面试的关键 OOP 设计模式：
10.权衡和系统约束
没有什么是完美的，妥协和权衡是你在现实世界中所需要的。系统设计通常涉及根据特定约束进行权衡。
您应该始终考虑成本、时间、可用资源和技术限制等因素。您还应该了解如何根据这些约束做出明智的决策，而不会影响整体系统设计。
了解 Big-O 符号之类的东西在谈论系统设计算法时也有帮助：
结论
这就是您必须为技术面试准备的 10 个系统设计主题。掌握这十个基本的系统设计概念将显着提高您在系统设计面试中的表现。
通过了解可扩展性、容错、数据存储、缓存、消息队列、微服务、安全性、性能优化、设计模式和权衡，您将为解决复杂的设计问题做好充分准备，并用您的全面知识给面试官留下深刻印象。
请记住，设计实际系统的实践和实践经验同样重要，因此请在实际场景中应用这些概念以巩固您的理解。祝您面试顺利，并祝您未来成为一名熟练的系统设计师！
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