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🏗️ 系统设计教程

⚠️ 时效性说明:本章涉及前沿模型/价格/榜单等信息,可能随版本快速变化;请以论文原文、官方发布页和 API 文档为准。

面向研究生求职面试的系统设计完全指南

📋 课程概述

系统设计是大厂面试中最具区分度的环节,也是从"会写代码"到"能设计系统"的关键跨越。本教程从方法论出发,覆盖核心组件、数据存储、分布式系统、高可用架构及经典案例,帮助你在面试中展现系统性的思考能力。

适用人群:计算机相关专业研究生、准备校招/社招系统设计面试的工程师

前置要求: - 掌握至少一门后端语言(Java/Python/Go) - 了解基本的网络协议(HTTP/TCP) - 理解数据库基础(SQL/NoSQL) - 有过至少一个完整项目的开发经验


🗺️ 学习路线图

Text Only
第1周:方法论基础
├── 系统设计面试4步法
├── 需求分析与容量估算
└── CAP/BASE理论基础

第2周:核心组件
├── 负载均衡与缓存
├── 消息队列与CDN
└── 数据库选型与分布式ID

第3周:数据存储深入
├── 分库分表策略
├── 读写分离与主从复制
└── 分布式事务方案

第4周:分布式系统
├── 一致性协议(Raft/Paxos)
├── 分布式锁与服务发现
└── RPC框架与链路追踪

第5周:高可用架构
├── 故障检测与容错
├── 熔断限流降级
└── 多活架构与灾备

第6周:经典案例实战
├── 短链接 & 即时通讯
├── Feed流 & 秒杀系统
└── 搜索引擎 & 视频流

第7周:AI/ML系统设计
├── ML Pipeline与特征工程平台
├── 推荐/搜索/广告系统架构
└── LLM应用系统设计(RAG/Agent)

第8周:面试冲刺
├── 模拟面试练习
├── 常见追问准备
└── 查漏补缺

📚 目录结构

序号 文件 内容 建议学时 难度
00 学习指南 学习路线、能力矩阵、学习建议 1h
01 系统设计方法论 面试4步法、需求分析、容量估算、CAP/BASE 4h ⭐⭐
02 核心组件详解 负载均衡、缓存、CDN、消息队列、数据库选型 6h ⭐⭐⭐
03 数据存储设计 分库分表、读写分离、分布式事务、NewSQL 6h ⭐⭐⭐
04 分布式系统基础 Raft/Paxos、分布式锁、服务发现、RPC 6h ⭐⭐⭐⭐
05 高可用与容灾 熔断降级、多活架构、灾备方案 5h ⭐⭐⭐⭐
06 经典系统设计案例 6个完整案例:TinyURL/IM/Feed/秒杀/搜索/视频 8h ⭐⭐⭐⭐⭐
07 AI/ML系统设计 ML Pipeline/推荐系统/搜索排序/模型Serving/RAG/LLM架构 8h ⭐⭐⭐⭐⭐
- 面试准备 面试注意事项、评分标准、常见追问 3h ⭐⭐⭐

📖 推荐资源

必读书籍

书名 作者 推荐理由 优先级
《Designing Data-Intensive Applications》(DDIA) Martin Kleppmann 分布式系统圣经,面试必备理论基础 ⭐⭐⭐⭐⭐
《System Design Interview》 Alex Xu 面试导向,案例丰富,直接对标面试 ⭐⭐⭐⭐⭐
《System Design Interview Vol.2》 Alex Xu 更多高级案例,深度更强 ⭐⭐⭐⭐
《大规模分布式存储系统》 杨传辉 国内视角的存储系统设计 ⭐⭐⭐⭐
《微服务架构设计模式》 Chris Richardson 微服务模式的系统总结 ⭐⭐⭐

在线资源

资源 链接 说明
System Design Primer github.com/donnemartin/system-design-primer 最全面的系统设计开源教程
Grokking System Design educative.io 交互式系统设计课程
ByteByteGo bytebytego.com Alex Xu的系统设计博客
高并发架构实战 各大公众号/博客 国内大厂实战经验分享
MIT 6.824 pdos.csail.mit.edu 分布式系统经典课程

技术博客

  • Martin Fowler's Blog — 架构模式权威
  • AWS Architecture Blog — 云原生架构实践
  • Google SRE Book — 站点可靠性工程
  • 美团技术团队博客 — 国内大厂一线实践
  • 阿里技术博客 — 双11架构演进分享

🎯 学习目标

完成本教程后,你应该能够:

  1. 方法论层面:掌握系统设计面试的标准4步法,能在45分钟内完成一个系统设计
  2. 组件层面:理解每个核心组件的原理、适用场景和权衡取舍
  3. 架构层面:能设计支撑百万级用户的高可用分布式系统
  4. 实战层面:熟练应对10+经典系统设计题目
  5. 表达层面:能清晰地向面试官阐述设计思路和技术决策

💡 学习建议

  1. 理论结合实践:每学完一个组件,思考自己做过的项目中哪里用到了
  2. 画图是核心:练习用白板/纸笔画架构图,面试时画图能力很重要
  3. 量化思维:培养对数据量级的直觉(QPS、存储、带宽)
  4. Trade-off思维:没有完美方案,关键是能说清楚为什么选A不选B
  5. 模拟面试:找同学互相mock,练习45分钟内完成一个设计
  6. 关注实际系统:阅读大公司技术博客,了解真实系统的设计决策

⚡ 快速开始

如果你时间有限,建议按以下优先级学习:

  • 1天速成:01方法论 → 06案例(挑2-3个) → 面试准备
  • 1周精学:01 → 02 → 03 → 06(全部案例) → 面试准备
  • 完整学习:按顺序从00到06全部学完,配合推荐书籍

🔔 提示:系统设计没有标准答案,重要的是展现你的思考过程和权衡取舍的能力。


最后更新:2025年


最后更新日期:2026-02-12 适用版本:系统设计教程 v2026