面试题

No.01：你遇到过哪些高并发系统？

下面几个案例供读者选择：

1. 电商平台：例如淘宝、京东等，这些平台需要处理用户浏览商品、添加购物车、下单、支付等大量请求，而且需要在同一时间处理大量的并发请求。
2. 社交网络：例如微信、微博等，这些平台需要处理用户发布动态、点赞、评论、聊天等大量请求，而且需要在同一时间处理大量的并发请求。
3. 游戏服务器：游戏需要实时处理玩家的输入指令，同时还需要处理大量的图形渲染和数据计算等任务，因此需要高并发的处理能力。
4. 云计算平台：例如AWS、阿里云等，这些平台需要为用户提供计算、存储、数据库等服务，需要处理大量的并发请求。

No.02：高并发系统的通用设计方法是什么？

高并发系统遇到性能瓶颈，一定是某个单点资源达到了极限，例如数据库、后端云服务器、网络带宽等，需要找到这个瓶颈资源，拆分它，提升整个系统的容量。具体来说，有如下几个设计方向：

1. 负载均衡：这是解决高并发问题的最基本和最直接的方式。负载均衡可以将请求分散到多个服务器上，从而使得每个服务器的负载保持在一个相对较低的水平，提高了系统的整体处理能力。
2. 缓存技术：缓存是提高系统性能的一种重要手段。通过将经常访问的数据存储在内存中，可以大大减少对数据库的访问，从而提高系统的响应速度。
3. 异步处理：异步处理是一种将耗时的操作转化为后台任务进行处理的方式，这样主线程就可以立即返回，不需要等待这些操作完成。这种方式可以提高系统的并发处理能力。
4. 消息队列：消息队列是一种用于处理大量并发请求的技术。通过将请求放入消息队列中，然后由专门的服务进程来处理这些请求，可以避免主线程被阻塞，从而提高系统的并发处理能力。
5. 数据库优化：对于数据库来说，优化SQL语句、合理设置索引、使用数据库集群等都可以提高数据库的处理能力，从而提高整个系统的性能。
6. 水平扩展：当系统的负载达到一定程度时，可以通过增加更多的服务器来扩展系统的能力。这通常需要对系统进行微服务化改造，每个服务都可以独立地部署和扩展。
7. 服务隔离：在高并发系统中，通常会有多个服务同时运行。为了保证服务的独立性和稳定性，需要将不同的服务隔离开来，避免一个服务的故障影响到其他服务。

No.03：高并发系统的拆分顺序是什么样的？

高并发系统的拆分顺序应该从静态资源拆分开始，逐步进行到数据库和后端计算的机器分离，然后是设计负载均衡和分布式计算架构，接着是利用数据库集群和分布式数据库提升数据库性能，最后可以考虑基于地域进行数据库拆分。展开如下：

1. 静态资源拆分：首先，将系统中的静态资源（如图片、CSS 文件、JavaScript 文件等）进行拆分。这样可以避免在高并发情况下，静态资源的加载成为系统性能瓶颈。可以将静态资源放在专门的 CDN 上，提高访问速度。
2. 数据库和后端计算的机器分离：将负责处理业务逻辑的服务器与负责存储数据的数据库服务器分离。这样可以降低数据库的压力，提高数据处理速度。同时，可以将不同的业务逻辑部署在不同的服务器上，提高系统的可扩展性和容错能力。
3. 设计负载均衡和分布式计算架构：通过负载均衡技术，将用户请求分发到多台服务器上进行处理。这样可以充分利用多台服务器的资源，提高系统的处理能力。同时，可以采用分布式计算架构，利用多台服务器同时进行服务，进一步提高系统的并发处理能力。
4. 数据库集群和分布式数据库：为了提升数据库的性能，可以采用数据库集群和分布式数据库技术。数据库集群是将多个数据库实例分布在不同的服务器上，通过数据同步和故障转移机制，保证数据库的高可用性。分布式数据库是将数据分散在多个节点上，每个节点只负责部分数据的存储和查询，从而提高整个系统的读写性能。
5. 基于地域进行数据库拆分：如果已经是一个全国性系统，可以考虑基于地域进行数据库拆分。将全国分成几个区域，每个区域的机房只为地理位置在本区的用户提供热数据。这样可以避免跨区域的数据传输，降低网络延迟，提高系统响应速度。对于外区的用户，可以将请求转发回原来的大区，获得终极的系统容量提升。

No.04：静态资源如何加速？

为了加速静态资源的加载，可以采取以下几种方法：

1. 使用高性能的 Web 服务器：如 Nginx，适合处理大量并发请求，提高应用性能。
2. 利用 CDN 服务：将网站内容复制到全球多个服务器，用户从最近的服务器获取信息，减少延迟，提高加载速度。CDN 特别适用于静态资源的分发，可以有效地加速图片、CSS、JavaScript 等静态资源的加载。
3. 进行格式转换、压缩和 HTTP/2 header 重用：可以将 PNG、BMP 图片转换为 WebP 或 JPEG 格式，以减小文件体积。此外，利用压缩算法如 gzip 对文件进行压缩，可以进一步减小文件大小，提高传输效率。另外，HTTP/2 协议支持 header 重用功能，可以减少网络传输时间。