4 個主要步驟來進行完美的系統設計面試#
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步驟 1：理解問題並確定設計範圍#
- 我們的工作是提出盡可能多的問題，以充分理解問題。在沒有首先理解我們要構建的內容之前，直接跳入解決方案是一個紅旗。目標是理解為什麼我們要構建這個系統，誰是用戶，以及我們需要構建哪些功能。金鑰是理解我們構建的功能的優先順序。我們應該專注於最重要的功能來構建。確保面試官同意功能列表。
- 同樣重要的是，提出一系列問題以澄清非功能性需求。對於系統設計面試，我們最好專注於規模和性能。這些非功能性需求使我們的設計獨特且具有挑戰性。角色越高，我們展示處理非功能性需求的能力就越重要。
- 為了幫助我們了解系統的規模以及潛在的挑戰和瓶頸，我們可以在這裡進行一些粗略的估算。請記住，我們尚未設計任何內容，因此我們在這裡進行的數學計算只是粗略估算。目標是獲得對規模的一般感知。我們希望獲得正確的數量級。
- 在這一步結束時，我們應該有一個短列表的功能來設計，以及幾個重要的非功能性需求需要滿足。
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步驟 2：提出高級設計並獲得認可#
- 在這一步中，我們的目標是開發高級設計並與面試官達成設計協議。
- 對於大多數設計，最好採取自上而下的方法，從 API 開始。API 在最終用戶和後端系統之間建立了一個契約。在收集需求後，應該清楚我們需要哪些 API。除非另有說明，否則我們應遵循 RESTful 約定。仔細定義每個 API 的輸入參數和輸出響應。花時間仔細審查 API。驗證它們是否滿足功能需求。同樣重要的是，請記住，不要引入與功能需求無關的 API。
- 關於 API 的另一個考慮因素。有些設計可能需要客戶端和服務器之間的雙向通信。在這種情況下，WebSocket 是一個常見的解決方案。請注意，像 WebSocket 這樣的套接字服務通常是有狀態的。在規模上操作是相當具有挑戰性的。如果規模很大，請準備在深入探討部分討論我們將如何管理 WebSocket 部署。
- 一旦我們在客戶端和服務器之間建立了 API，下一步就是繪製高級設計圖。該圖是我們可以參考的整體設計藍圖。我們應該用它來驗證設計是否滿足所有功能需求的端到端。對於許多設計，它以負載均衡器或 API 閘道器開始。在這之後是滿足我們之前與面試官確定的功能需求的服務。
- 許多服務需要某種形式的持久性。在這裡，我們將通過引入數據存儲層來完善設計。在這個階段，通常不需要指定使用的確切數據庫技術。如果需要，這應推遲到深入探討部分，並且僅在我們設計了數據架構之後。
- 在開發高級設計時，保持一個討論要點的列表以備後用。抵制過早深入細節的誘惑。在我們對設計有完整的了解之前，不要挖掘自己陷入困境。
- 高級設計的最後一步是討論數據模型和架構。在這裡，我們應該討論數據模式和讀寫比率。在規模上，數據建模可能會顯著影響設計的性能。如果它很簡單，還應討論選擇的數據庫，並可能討論索引選項。
- 在這裡，我們應該做出一些判斷。如果數據建模是滿足非功能性需求的設計關鍵部分，我們可能希望將討論推遲到深入探討部分。
- 當我們完成高級設計後，退後一步並審查設計。確保每個功能都是完整的端到端。
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步驟 3：設計深入探討#
- 此步驟的目標是展示我們能夠識別可能存在問題的領域，並提出解決方案和討論權衡。
- 我們應該與面試官密切合作，以決定深入討論的內容。深入探討是非功能性需求使問題變得有趣的地方。層級越高，這一部分就越重要。這一部分真的很開放。沒有一種適合所有人的方法。在這裡，讀懂氣氛的能力是有用的。有時候，面試官的肢體語言可能會透露出他們對設計某些方面不滿的線索。重要的是要捕捉這些線索，確保所有問題都得到解決。我們可以通過提問來接近這個問題。我們可以列出選擇特定解決方案的理由，並詢問他們是否有任何問題和擔憂。
- 一旦我們挑選出一兩個問題進行深入探討，我們應該提出多個解決方案並討論每個選項的權衡。我們可以在框定討論時使用以下小指導方針。
- 首先，我們應該清楚地闡明問題。
- 接下來，我們提出至少兩個解決方案。
- 第三，我們討論解決方案的權衡。
- 最後，我們選擇一個解決方案並與面試官討論。
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步驟 4：總結#
- 花幾分鐘總結設計是值得的。在這裡，我們應該專注於特定情況下獨特的部分。保持簡短明了。在面試結束時留出足夠的時間向面試官詢問有關公司的問題。
1 小時面試的時間分配#
- 前 5 分鐘：介紹
- 45 分鐘：面試過程
- 5 分鐘用於步驟 1：理解問題並確定設計範圍
- 20 分鐘用於步驟 2：提出高級設計並獲得認可
- 15 分鐘用於步驟 3：設計深入探討
- 5 分鐘用於步驟 4：總結
- 最後 5 分鐘：問答
本文是 YouTube 影片 系統設計面試：逐步指南 的摘要筆記