🏗️ 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¶
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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:
- 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
- 组件层面:理解每个核心组件的原理、适用场景和权衡取舍
- 架构层面:能设计支撑百万级用户的高可用分布式系统
- 实战层面:熟练应对10+经典系统设计题目
- 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¶
- 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
- 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
- 量化思维:培养对数据量级的直觉(QPS、存储、带宽)
- 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
- 模拟面试:找同学互相mock,练习45分钟内完成一个设计
- 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