在您与Meta（原Facebook）进行面试安排时，您将面临选择：是否参加系统设计面试（简称“海盗”）或产品/API设计面试（简称“海盗X”）。作为一名系统工程师，我建议您选择系统设计面试，而今天我将为您分享一份完整的系统设计成功指南，以帮助您应对可能遇到的挑战。
在Meta的系统设计面试中，您将首先经历一个介绍环节，随后进入核心的设计问题阶段。这些问题将要求您为一个应用程序或软件系统设计大规模分布式系统，比如设计类似于优步的系统。由于问题的表述通常较为模糊，您需要能够提出进一步的问题以明确问题的具体要求、界定其范围、并明确需求和可能的约束条件。
在面试过程中，您将开始您的设计过程。经过讨论功能性和非功能性需求后，您将选择主要组件并确定它们在高层次设计中的相互作用。完成高层次设计后，您将需要定义数据的存储模式并定义API接口模型。接下来是详细设计阶段，您将会讨论每个组件并解决高层设计中的不足，包括数据结构、算法、通信协议以及实现细节等。
系统设计面试是一个具有挑战性的过程，它涉及多种技能，包括网络基础知识、分布式系统、数据库、架构等。面试官并不会对您的技能或经验抱有过高的不切实际期望，尤其是对于初级工程师。表现出色的候选人通常具备出色的交流能力，能够在讨论过程中清晰地表达思考过程。面试大约持续45分钟，其中最多30分钟用于设计过程，以便您有充足的时间进行讨论。
现在让我们来探讨一些在Meta系统设计面试中常见的问题。比如设计一个国际象棋游戏系统，您需要考虑到功能性和非功能性需求，如创建一局游戏、记录每位玩家的状态、确保有效走法、显示每一步棋以及确定游戏结束的状态等。
其他可能遇到的问题包括设计实时通讯系统、推荐系统、缓存系统、搜索引擎等。对于每个设计问题，您需要思考其高层次设计，并讨论可能的功能性和非功能性需求。例如，在设计实时通讯系统时，您需要考虑如何确保信息的实时传输、如何处理网络延迟和中断、如何确保系统的可靠性和可扩展性等。
在面试过程中，除了设计问题外，您还可能遇到一些附加问题，例如关于您的设计决策的理由、如何优化您的设计等。这些问题旨在评估您的深度知识和独立思考能力。为了准备这些问题，您可以回顾一些基本的系统设计原则和实践，并思考一些可能的场景和问题，以便在面试中能够自信地回答问题。
通过深入理解系统设计的过程和常见问题，并准备好相应的答案和思考过程，您将能够在Meta的系统设计面试中表现出色。更多关于系统设计面试的详细信息，您可以参考[FAANG/MAAANG 系统设计面试初级指南]( 高层次设计：国际象棋的系统架构
为了满足流畅的游戏体验和快速响应的需求，我们的国际象棋系统设计了API网关和负载均衡器。玩家通过游戏引擎进入应用服务器，开始一场比赛。游戏引擎作为核心组件，不仅执行棋步验证、游戏状态管理以及规则执行，还负责管理游戏引擎实例的生命周期。WebSocket服务器则负责玩家间的实时通信和游戏过程的广播。所有游戏状态都被实时同步到持久层，确保数据的一致性和游戏的最新状态。
评论审核系统的高级设计
评论审核系统是为了在评论发布前进行管理和审核而设计的。它包括用户认证服务、评论服务、评论审核服务和AI/ML引擎。系统的核心功能包括用户登录、评论提交、自动评论管理服务、用户通知和举报功能。为了满足非功能需求，系统应具备高度的可用性、可扩展性和可靠性。AI/ML引擎用于智能地审查和过滤评论内容。持久层则用于存储用户数据、评论和元数据，确保评论审核状态的一致性。
推荐引擎的设计构想
为了满足为数千万用户提供短视频推荐的需求，我们需要设计一个高效的推荐系统。该系统应具备创建和管理用户资料的能力，包括收集用户的基本信息、兴趣、偏好等。用户应能够通过搜索和浏览找到他们感兴趣的短视频。推荐内容应根据用户的反馈进行个性化调整，并在用户与平台互动时实时更新。为了确保对用户互动的高效响应时间，系统可能需要后台任务来处理数据预处理、模型训练和推荐生成等工作。系统还应满足可扩展性、低延迟、隐私和安全的需求，确保用户数据的安理和保护。
通过这样的设计，我们可以构建一个集实时性、个性化、安全性和可扩展性于一体的推荐系统，为数千万用户提供优质的短视频推荐体验。推荐引擎的高级设计概述
推荐引擎的高层次设计宛如一个复杂的交响乐，各个组成部分协同工作，为用户带来个性化的推荐体验。其中包括负载均衡器、应用服务器、推荐服务、数据收集器、大数据处理系统、数据库和离线AI系统。推荐服务像一座桥梁，连接着用户与AI系统，用户的每一次点击、浏览，都会被精准记录并存储在数据库中，形成用户的数字画像。它从离线AI系统获取精准推荐内容，再通过应用服务器将这些内容呈现给用户。数据收集器的作用不可忽视，它将各类数据导入大数据处理系统，在这里，数据被深度分析，挖掘出有价值的用户洞察。经过处理的数据进一步输入离线AI系统，进行模型的训练和预测，从而不断提升推荐的精准度和用户体验。
Dropbox的架构设计
Dropbox的系统设计旨在为用户提供安全、可靠的跨设备文件存储和共享体验。其高级架构包括负载均衡器、应用服务器、块服务器、云存储、元数据服务器、消息队列和同步服务器。文件通过块服务器迅速上传至云存储，用户可以在任何设备上下载文件。元数据服务器负责管理用户和文件的详细信息，确保数据的准确性和安全性。同步服务器则实现了文件在不同设备间的无缝同步。这一系列的架构设计确保了用户数据的持久性、可靠性，同时提供了强大的可扩展性和安全性保障。
CamelCamelCamel的价格跟踪系统设计
CamelCamelCamel（C3）作为一个高效的价格跟踪系统，其设计需求涵盖了多个方面。功能需求包括搜索产品、查看价格时间线、添加到价格监控列表以及查看监控列表等。用户可以通过系统搜索特定产品，了解价格变化历史，并将产品添加到监控列表，当价格下降到设定的目标价位时，系统会及时通知用户。非功能需求则注重可用性、可靠性、可扩展性和低延迟。C3的高级设计主要由搜索服务和产品服务两大服务构成，并通过API网关与其他亚马逊服务相连接，以获取最新的数据。采用发布-订阅模式使得各个服务之间解耦并能高效通信。搜索服务响应用户的查询请求，而产品服务则负责推荐产品并及时向用户通知价格变动。这一系统的设计旨在为用户提供最佳的购物体验。 CamelCamelCamel的高层设计：探索Instagram、WhatsApp及网页抓取系统的深层次设计
一、Instagram设计探索
问题陈述：构建一个可扩展且稳健的社交媒体平台，如Instagram，让用户能分享照片和视频，关注其他用户，对帖子内容进行点赞或点踩，并接收实时通知。
功能需求：
发布照片和视频：用户应能在Instagram上发布自己的照片和视频。
关注和取消关注用户：用户应能关注自己感兴趣的人或品牌，并随时取消关注。
点赞或不喜欢帖子：用户可对自己关注的账户的帖子进行互动，点赞或点踩。
搜索照片和视频：基于标签和位置，用户可以搜索到感兴趣的内容。
查看动态流：用户可以浏览包含照片和视频的动态信息流。
非功能需求：
可扩展性：系统架构应能适应大量用户的增长。
可靠性：系统应能应对硬件和软件的故障，保证服务的稳定性。
延迟时间：系统推送的延迟应尽可能低。
可用性：系统应易于用户使用，保证高可用性。
耐久性：用户上传的照片和视频应永久保存，不会丢失或损坏。
二、WhatsApp应用程序设计
问题陈述：设计一个高度可扩展且高度安全的消息传递系统，如WhatsApp。
功能需求：
对话：支持用户间的一对一和群组对话。
确认：支持消息送达的确认，如已发送、已送达接收方和已读。
分享：支持媒体文件的分享，包括图片、视频和音频。
聊天存储：离线时，聊天消息应持久存储，直至成功送达。
推送通知：用户在线时，系统应通知其新消息。
非功能需求：
可扩展性：系统应具备处理大量用户和消息数量的能力。
安全性：通过端到端加密保障信息的安全。
低延迟：消息传递应有较低的延迟。
一致性：消息应按发送顺序准确递送，确保所有用户设备上的聊天记录一致。
可用性：系统应易于使用，保证高可用性。
三、网页抓取系统设计
问题陈述：设计一个网络爬虫系统，以不被检测的方式下载数百万台计算机上的内容。
功能规范：
爬行：从系统管理员提供的初始种子URL开始，爬行所有相关的网页。
存储：提取网页内容并将其存储在数据库中。
调度：由于爬行的重复性，系统需定期更新存储的内容。
这个网络爬虫系统的设计需要高度关注数据安全和合规性，确保在抓取网页内容时不侵犯任何版权或隐私权益，同时避免被目标网站的反爬虫机制所检测。非功能性需求解读与满足
在构建高效的网络爬虫系统时，除了满足基本的爬取功能外，还需要考虑一些非功能性需求。这些需求对于确保系统的稳定性和性能至关重要。
可扩展性: 由于需要从数百万台计算机中获取数据，系统必须是分布式的和多线程的。这意味着系统架构应具备灵活的扩展能力，能够适应不断增加的数据源和爬取任务。通过设计分布式架构，我们能够确保系统的可扩展性，使其能够轻松应对大规模数据爬取任务。
一致性: 由于系统中涉及多个爬虫工作者，确保它们之间的数据一致性至关重要。采用一致性的策略和数据复制技术，如分布式一致性算法，可以保证在不同爬虫工作者之间同步数据时数据的准确性和完整性。
性能优化: 为了限制对特定域名的爬取，系统应具备智能性能管理功能。通过限制访问时间或控制对特定域名URL的访问数量，我们可以避免对目标服务器造成过大的负载，同时也能提高爬取效率。这需要系统具备高效的调度算法和负载均衡机制。
深入理解网络爬虫的设计不仅仅是满足基本的爬取需求，更要考虑系统的整体性能和稳定性。
分布式缓存系统的设计要点
为了提高Web应用程序的性能，设计一个可扩展且具备容错能力的分布式缓存系统至关重要。以下是设计分布式缓存系统时需要考虑的关键要点：
功能需求解读：
检索数据：用户应能够通过特定的键轻松从缓存中检索数据。
非功能需求的重要性：
高性能：缓存的核心目标是实现快速的数据访问。系统应具备高效的缓存算法和数据结构，以提供快速的读写性能。
可扩展性：随着用户和请求数量的增加，缓存系统应具备处理不断增长负载的能力。通过设计可扩展的架构和采用水平扩展策略，我们可以确保系统在面临高并发请求时依然保持高性能。
可用性：缓存系统应提供不间断的服务，确保用户和应用可以随时访问数据。为此，需要采用高可用性的技术和策略，如数据复制、故障转移和负载均衡等。
一致性：无论数据是从主服务器还是辅助服务器获取，缓存服务器上的数据都应保持一致。通过采用分布式一致性和数据同步技术，我们可以确保数据的准确性和完整性。
深入了解该分布式缓存系统的详细设计方案，包括技术选型、系统架构、数据存储和处理等方面，对于构建一个高效、稳定的Web应用程序至关重要。
如何在Meta公司获得工作机会——准备与策略
系统设计面试是软件工程师、技术领导或团队负责人职业发展的关键一环。为了在面试中脱颖而出，您需要认真准备并深入理解系统设计的基础知识。在Meta这样的顶尖科技公司，竞争尤为激烈。为此，您需要做好充分准备，以下是一些建议：
通过行业专家的课程设计深入了解现代系统设计面试的基础知识。
深入理解产品设计架构，掌握产品设计的基本原则和实践。
参与高级系统设计的课程和实践，通过解决实际问题提升技能。
准备面试时，注重实际案例的分析和设计，展示您的思维能力和解决问题的能力。
除了课程学习外，还建议您关注分布式系统的实践课程，了解最新的技术趋势和应用场景。这将有助于您在面试中展现出对技术的深入理解和实际应用能力。
认真准备并深入理解系统设计的基础知识和实践技能，将有助于您在Meta公司的面试中脱颖而出，获得梦寐以求的工作机会。 |
