系统设计入门：成为更优秀的工程师

系统设计入门指南

动机

现在你可以学习如何设计大规模系统，为系统设计面试做准备。本指南包含的是一个有组织的资源集合，旨在帮助你了解如何构建可扩展的系统。

学习设计大规模系统

学习如何设计可扩展系统将帮助你成为更优秀的工程师。系统设计是一个广泛的话题，网络上有大量的资源分散在各处。这份指南整理了所有你所需的学习资源，帮助你系统化地学习。

系统设计面试准备

除了编码面试外，系统设计也是许多科技公司技术面试过程中的一个必要环节。你可以练习常见的系统设计面试问题，并将自己的结果与样本解决方案进行比较，包括讨论、代码和图表。

补充的面试准备主题包括：

• 学习指南
• 如何处理一个系统设计面试问题
• 系统设计面试问题及其解决方案
• 面向对象设计面试问题及其解决方案

Anki 卡片

提供的 Anki 卡片组 利用间隔重复的方式帮助你记住关键的系统设计概念。可以下载的卡片包括：

• 系统设计卡片
• 系统设计练习卡片
• 面向对象设计练习卡片

非常适合在外出时使用。

互动编码挑战资源

寻找帮助你为 编码面试 做准备的资源？

你可以查看姐妹库 互动编码挑战，该库包含一个额外的 Anki 卡片组：

• 编码卡片

系统设计主题索引

了解系统设计主题的良好开始是在多个主题间获得简明总结，包括它们的优缺点。每部分包含链接以获取更深入的研究资料。

以下是一些建议的学习步骤：

步骤1：回顾可扩展性视频讲座

可以从 哈佛的可扩展性讲座 开始。

覆盖的主题：

• 垂直扩展
• 水平扩展
• 缓存
• 负载均衡
• 数据库复制
• 数据库分区

步骤2：回顾可扩展性文章

阅读关于 可扩展性 的文章，了解更多。在该文章中你将学到：

• 克隆
• 数据库
• 缓存
• 异步

针对性能 VS 可扩展性、延迟 VS 吞吐量、可用性 VS 一致性等高层次的权衡将被详细讨论。

性能与可扩展性

一个服务是 可扩展的，如果分配的资源能有效提升 性能。通常增加性能意味着可以处理更多的工作单位，但也可能意味着处理更大的工作单位，例如，当数据集增加时。

性能和可扩展性的区别

• 如果你有 性能 问题，系统对单一用户依然速度缓慢。
• 如果你有 可扩展性 问题，系统对于单一用户速度正常，但在负载过重时变得缓慢。

有关 可扩展性 的理解。

延迟与吞吐量

延迟 是执行一些操作的时间或产生结果的时间。

吞吐量 是单位时间内完成的行动或产生的结果的数量。

你通常应该瞄准 最大吞吐量 和 可接受的延迟。

详细内容和内容

通过本文献继续理解延迟与吞吐量的关系。需要访问的链接包括：

• 延迟与吞吐量的理解

可用性与一致性

CAP 定理

来源：CAP 定理重审

在一个分布式计算系统中，你只可以保证下面两个特性中的任意两个：

• 一致性：每个读取操作接收到最近的写入或产生错误。
• 可用性：每个请求都接收到响应，但不能保证最新版本的信息。
• 分区容忍性：系统在因网络故障而导致的任意分区由于其子网仍然能继续操作。

网络并不可靠，因此你需要支持分区容忍性。在一致性和可用性之间需要进行软硬件的权衡。

发布的不同一致性模式和可用性模式将进一步详述。

同类项目

以下是一些与本项目类似的系统设计资源和工具：

1. 系统设计速查表 - 提供快速转向常见系统设计概念的资源。
2. LeetCode - 针对系统设计问题的一整套练习题库。
3. Grokking the System Design Interview - 一门详细的在线课程，帮助你准备系统设计面试。

通过上述资源和工具，能够帮助您更好地理解和掌握系统设计的复杂性与实用性。