复杂系统架构设计实战：从架构设计原理到顶尖公司面试

想搞定复杂系统设计，应对大厂面试？本书专为你而来！由谷歌工程经理与Netflix高级工程师联合撰写，从CAP定理、分布式缓存等基础原理，到数据库、队列等核心组件，再到URL短链、仿Twitter等6大实战案例，全流程拆解系统设计逻辑。书中还配套面试指南与实操技巧，不管你是备战面试的求职者，还是想进阶的工程师、技术主管，都能夯实核心能力，轻松应对复杂系统设计挑战！

构建可扩展的软件系统，已是当下软件从业者的核心竞争力。但面对系统设计的复杂挑战，不少从业者常感困惑，尤其在冲刺顶尖科技企业岗位的系统设计面试中，更易陷入被动。

本书由谷歌软件工程领导者Dhirendra Sinha与Netflix高级软件工程师Tejas Chopra联合撰写——前者曾任职于思科、甲骨文、雅虎等科技巨头，积淀了深厚的行业实践经验；后者身为TEDx演讲嘉宾、GoEB1联合创始人，兼具技术深度与分享视野。依托两位作者的顶尖行业积淀，本书内容体系全面，兼具权威性与实操性，不仅为读者传递系统设计的前沿洞见与实用策略，更精准匹配面试需求，助力大家在科技企业面试中从容突围。

全书从系统设计基础切入，系统阐释分布式系统的核心原理与关键技术，深入剖析分布式系统定理、系统特性及核心组件的设计实现逻辑。通过拆解Uber、Twitter、Instagram、Google Docs、Netflix等热门应用的真实架构案例，帮助读者打通“理论知识→业务落地”的转化路径。此外，书中还配套专家级面试备战策略、思维导图与核心要点速查表，精准提炼系统设计关键逻辑，为面试冲刺提供高效指引。

学完本书，你将系统掌握系统设计核心能力，从容应对各类系统设计面试挑战。

你将从本书学到：

借鉴行业专家洞见，设计兼具可扩展性与高效性的系统。

灵活运用分布式系统核心定理与关键特性。

掌握DNS、数据库、缓存、消息队列及API的设计与实现逻辑。

拆解真实业务场景，学会将系统设计理论落地实践。

习得系统设计面试核心技巧，自信应对大厂面试考核。

采用行业标准方法论开展系统设计与评估工作。

深入理解云原生系统的架构设计与运行机制。

迪伦德拉·辛哈（Dhirendra Sinha）

谷歌软件工程领导者，天使投资人，曾在多家创业公司担任战略与技术顾问。Dhirendra在软件工程领域深耕近20年，善于构建高度可扩展的复杂分布式系统，长于管理多团队的工程项目，职业生涯横跨思科、甲骨文、雅虎和谷歌等科技巨头，并在多家早期及成熟创业公司担任领导职务。除了扎实的软件工程实践经验，他还持续7年讲授分布式系统设计课程。Dhirendra拥有印度理工学院古瓦哈提分校工学学士学位和美国得克萨斯农工大学理学硕士学位。

特贾斯·乔普拉（Tejas Chopra）

Netflix高级软件工程师，主导开发了支持Netflix推荐系统和个性化服务的机器学习平台。作为美国顶尖的EB1A（爱因斯坦）签证获得者，Tejas还荣获“40位40岁以下科技精英”奖项，两度登上TEDx演讲台，并当选英国计算机学会（BCS）会士。他经常在云计算、区块链、机器学习、软件开发和工程领导力等领域的重要会议和专题研讨会上发表演讲。2023年，Tejas获得印度成就者论坛颁发的“国际成就奖”。他在美国亚利桑那州先进技术大学担任软件开发客座教授，同时也是一位活跃的天使投资人。他拥有美国匹兹堡卡内基梅隆大学电气与计算机工程硕士学位。

前言

作者简介

审校者简介

第一部分系统设计基础

第1章系统设计基础知识3

1.1什么是系统设计3

1.1.1软件系统3

1.1.2分布式软件系统4

1.1.3理解系统设计5

1.2系统设计的类型有哪些6

1.2.1高层系统设计6

1.2.2系统架构6

1.2.3数据流6

1.2.4可扩展性7

1.2.5容错性7

1.2.6低层系统设计7

1.2.7算法8

1.2.8数据结构8

1.2.9API8

1.2.10代码优化8

1.3系统设计在业界的重要性9

1.4凸显系统设计重要性的实践案例10

1.5总结10

第2章分布式系统属性11

2.1酒店客房预订示例11

2.2一致性13

2.2.1强一致性13

2.2.2最终一致性14

2.3可用性16

2.4理解分区容错性16

2.4.1网络分区17

2.4.2分区容错性17

2.5延迟18

2.6持久性18

2.7可靠性19

2.8容错性19

2.9可扩展性20

2.9.1垂直扩展20

2.9.2水平扩展21

2.10总结22

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