常用服务设计

文章目录

  • 如何设计一个会议室预定系统?
  • 如何设计一个计数服务?
  • 如何设计一个高性能短链系统?
    • 哈希算法
    • 全局唯一自增序列算法
  • 如果让你写一个消息队列,该如何进行架构设计?
    • 关键点
  • 如何幂等性?
        • 1.使用数据库唯一主键索引实现幂等性
        • 2.乐观锁实现幂等性
        • 3.Token 令牌如何实现幂等性
  • 如何实现全局唯一ID?
        • 数据库自增ID
        • UUID 的生成
        • 雪花算法(snowflake)

如何设计一个会议室预定系统?

如何设计一个计数服务?

计数系统设计(一):面对海量数据的计数器要如何做?

  1. MYSQL 直接存储计数值
  2. 数据量大之后,分库分表
  3. 流量更大后,就需要 Redis 来加速,协助处理请求(自然就会引来DB与缓存不一致的情况 解决)
  4. 如何提升写的能力?批量,异步
  5. 如何缩减存储成本?冷热分离,改造 Redis 底层数据

如何设计一个高性能短链系统?

哈希算法

  1. 哈希 MurmurHash 算法, MD5,SHA
  2. 进制转换
  3. 长链 和 短链的映射关系存储,以短链为唯一索引,写入时,判断是否成功,如果不成功,就在长链的基础上加上自定义字符串,计算 Hash,存储 MYSQL
  4. (注:布隆过滤器是一种非常省内存的数据结构,长度为 10 亿的布隆过滤器,只需要 125 M 的内存空间)用所有生成的短网址构建布隆过滤器,当一个新的长链生成短链后,先将此短链在布隆过滤器中进行查找,如果不存在,说明 db 里不存在此短网址,可以插入!

全局唯一自增序列算法

见下面 如何实现全局唯一ID 即可

如果让你写一个消息队列,该如何进行架构设计?

关键点

(1)首先这个 mq 得支持可伸缩性吧,就是需要的时候快速扩容,就可以增加吞吐量和容量,那怎么搞?设计个分布式的系统呗,参照一下 kafka 的设计理念,broker -> topic -> partition,每个 partition 放一个机器,就存一部分数据。如果现在资源不够了,简单啊,给 topic 增加 partition,然后做数据迁移,增加机器,不就可以存放更多数据,提供更高的吞吐量了?
(2)
其次你得考虑一下这个 mq 的数据要不要落地磁盘吧?那肯定要了,落磁盘才能保证别进程挂了数据就丢了。那落磁盘的时候怎么落啊?顺序写,这样就没有磁盘随机读写的寻址开销,磁盘顺序读写的性能是很高的,这就是 kafka 的思路。
Kafka 就是充分利用了磁盘的这个特性。它的存储设计非常简单,对于每个分区,它把从 Producer 收到的消息,顺序地写入对应的 log 文件中,一个文件写满了,就开启一个新的文件这样顺序写下去。消费的时候,也是从某个全局的位置开始,也就是某一个 log 文件中的某个位置开始,顺序地把消息读出来
(3)其次你考虑一下你的 mq 的可用性啊?这个事儿,具体参考之前可用性那个环节讲解的 kafka 的高可用保障机制。多副本 -> leader & follower -> broker 挂了重新选举 leader 即可对外服务

如何幂等性?

在计算机中编程中,一个幂等操作的特点是其任意多次执行所产生的影响均与一次执行的影响相同

一口气说出四种幂等性解决方案,面试官露出了姨母笑~

1.使用数据库唯一主键索引实现幂等性

2.乐观锁实现幂等性

常用服务设计_第1张图片

3.Token 令牌如何实现幂等性

所谓的 token 令牌其实就是为了防止用户重复提交一个表单信息,这一点基本上 PHP 的框架都会带有 token 验证。服务端需要生成一个全局唯一的 id,(例如:snowflake 雪花算法,美团 Leaf 算法,滴滴 TinyID 算法,百度 Uidgenerator 算法,uuid,redis 等)。

  1. 客户端每次进入表单页面可以优先申请一个唯一令牌存储本地,服务端存储令牌 token 值(redis,文件,memcache 都可)
  2. 每次发送请求时可以在 Headers 头部中带上当前这个 token 令牌
  3. 服务端验证 token 是否存在,存在则删除 token,执行后续业务逻辑;不存在则响应客户端重复提交提示语

如何实现全局唯一ID?

终极版:分布式唯一ID的几种生成方案

数据库自增ID

UUID 的生成

核心思想:结合机器的网卡(基于名字空间/名字的散列值MD5/SHA1)、当地时间(基于时间戳&时钟序列)、一个随记数来生成UUID。

雪花算法(snowflake)

核心思想:把 64-bit 分别划分成多段,分开来标示机器、时间、某一并发序列等,从而使每台机器及同一机器生成的ID都是互不相同
常用服务设计_第2张图片

如何解决:时钟回拨(我的想法是添加随机数)

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