Google 系统设计真题 20201

在本文中，我们将深入探讨Google系统设计面试中的常见问题，这些问题涵盖了社交媒体、搜索引擎优化、分布式系统、权限控制、数据库选择、实时流媒体服务以及游戏设计等多个领域。这些题目旨在考察候选人在实际工作中的系统架构能力、算法理解以及对网络协议的掌握。 我们来看第一个问题：设计推特。为了实现这个功能，我们需要考虑以下几个关键点： 1. 用户数据存储：每个用户的信息（如用户名、密码、关注者列表）应存储在数据库中，可以使用关系型数据库如MySQL或NoSQL数据库如MongoDB，取决于数据的复杂性和读写需求。 2. 推文存储：推文内容及其元数据（如发布时间、作者ID、点赞数等）需要持久化存储。考虑到高并发和实时性，可以使用分布式键值存储系统如BigTable或Cassandra。 3. 时间线生成：用户的时间线是根据他们关注的人的最新推文动态生成的。可以使用队列服务如Kafka或RabbitMQ来处理新推文的发布，并将它们推送到时间线缓存中，如Redis。 4. 分页与排序：为了获取用户最新的十条推文，需要支持高效的分页查询，可以利用数据库的索引或者在内存缓存中维护一个排序列表。 接下来是设计一个自动补全（Auto Complete）系统，也称为Type Ahead系统： 1. 基于历史搜索记录：分析用户的搜索历史，建立倒排索引，当用户输入部分字符时，快速查找匹配的完整词汇。 2. 实时性：使用缓存技术如Memcached或Redis，将热门搜索词存储在内存中，提供毫秒级别的响应。 3. 模糊匹配：实现基于编辑距离的算法，如Levenshtein距离，允许用户输入拼写错误也能找到正确结果。 4. 预测推荐：通过机器学习模型预测用户可能感兴趣的搜索词，例如基于协同过滤或基于内容的推荐。 其他问题涉及到URL短链接服务、URL黑名单过滤、无后端服务的权限验证、卫星影像系统设计、Firefox的阻止站点显示机制、Instagram的实现、分布式缓存、数据点记录的数据结构、实时直播系统、2048游戏设计以及跑步机控制器等。这些问题都需要结合具体的业务场景，运用适当的技术和算法进行设计。 例如，URL短链接服务需要生成唯一短码（可以使用UUID、哈希函数或者自增ID），并通过反向映射存储长URL。权限验证可能利用JWT（JSON Web Tokens）实现，而实时直播系统涉及视频编码、流传输、聊天室管理以及礼物发送等功能，需要考虑负载均衡、一致性、延迟等问题。 Google系统设计面试题目的解答不仅需要扎实的计算机科学基础，还需要对实际系统架构的深入理解，以及灵活应用各种算法和技术解决实际问题的能力。通过这样的面试，候选人能够展示他们在复杂问题上的思考能力和解决方案的设计能力。