系統設計入門指南

動機

現在你可以學習如何設計大規模系統，為系統設計面試做準備。本指南包含的是一個有組織的資源集合，旨在幫助你了解如何構建可擴展的系統。

學習設計大規模系統

學習如何設計可擴展系統將幫助你成為更優秀的工程師。系統設計是一個廣泛的話題，網絡上有大量的資源分散在各處。這份指南整理了所有你所需的學習資源，幫助你系統化地學習。

系統設計面試準備

除了編碼面試外，系統設計也是許多科技公司技術面試過程中的一個必要環節。你可以練習常見的系統設計面試問題，并將自己的結果與樣本解決方案進行比較，包括討論、代碼和圖表。

補充的面試準備主題包括：

• 學習指南
• 如何處理一個系統設計面試問題
• 系統設計面試問題及其解決方案
• 面向對象設計面試問題及其解決方案

Anki 卡片

提供的 Anki 卡片組 利用間隔重復的方式幫助你記住關鍵的系統設計概念。可以下載的卡片包括：

• 系統設計卡片
• 系統設計練習卡片
• 面向對象設計練習卡片

非常適合在外出時使用。

互動編碼挑戰資源

尋找幫助你為 編碼面試 做準備的資源？

你可以查看姐妹庫 互動編碼挑戰，該庫包含一個額外的 Anki 卡片組：

• 編碼卡片

系統設計主題索引

了解系統設計主題的良好開始是在多個主題間獲得簡明總結，包括它們的優缺點。每部分包含鏈接以獲取更深入的研究資料。

以下是一些建議的學習步驟：

步驟1：回顧可擴展性視頻講座

可以從 哈佛的可擴展性講座 開始。

覆蓋的主題：

• 垂直擴展
• 水平擴展
• 緩存
• 負載均衡
• 數據庫復制
• 數據庫分區

步驟2：回顧可擴展性文章

閱讀關于 可擴展性 的文章，了解更多。在該文章中你將學到：

• 克隆
• 數據庫
• 緩存
• 異步

針對性能 VS 可擴展性、延遲 VS 吞吐量、可用性 VS 一致性等高層次的權衡將被詳細討論。

性能與可擴展性

一個服務是 可擴展的，如果分配的資源能有效提升 性能。通常增加性能意味著可以處理更多的工作單位，但也可能意味著處理更大的工作單位，例如，當數據集增加時。

性能和可擴展性的區別

• 如果你有 性能 問題，系統對單一用戶依然速度緩慢。
• 如果你有 可擴展性 問題，系統對于單一用戶速度正常，但在負載過重時變得緩慢。

有關 可擴展性 的理解。

延遲與吞吐量

延遲 是執行一些操作的時間或產生結果的時間。

吞吐量 是單位時間內完成的行動或產生的結果的數量。

你通常應該瞄準 最大吞吐量 和 可接受的延遲。

詳細內容和內容

通過本文獻繼續理解延遲與吞吐量的關系。需要訪問的鏈接包括：

• 延遲與吞吐量的理解

可用性與一致性

CAP 定理

來源：CAP 定理重審

在一個分布式計算系統中，你只可以保證下面兩個特性中的任意兩個：

• 一致性：每個讀取操作接收到最近的寫入或產生錯誤。
• 可用性：每個請求都接收到響應，但不能保證最新版本的信息。
• 分區容忍性：系統在因網絡故障而導致的任意分區由于其子網仍然能繼續操作。

網絡并不可靠，因此你需要支持分區容忍性。在一致性和可用性之間需要進行軟硬件的權衡。

發布的不同一致性模式和可用性模式將進一步詳述。

同類項目

以下是一些與本項目類似的系統設計資源和工具：

1. 系統設計速查表 - 提供快速轉向常見系統設計概念的資源。
2. LeetCode - 針對系統設計問題的一整套練習題庫。
3. Grokking the System Design Interview - 一門詳細的在線課程，幫助你準備系統設計面試。

通過上述資源和工具，能夠幫助您更好地理解和掌握系統設計的復雜性與實用性。