高级工程师职位面试题集

2026年高级工程师职位面试题集一、编程实现题（共3题，每题15分，总分45分）1.题目：请使用Python实现一个LRU（LeastRecentlyUsed）缓存机制，要求支持以下功能：-`get(key)`：返回缓存中指定键的值，如果不存在返回-1。-`put(key,value)`：将键值对插入缓存中，如果缓存已满，则删除最久未使用的缓存项。-缓存容量固定为10。2.题目：请使用Java实现一个线程安全的计数器，要求：-支持多线程并发自增，每次自增后返回新的计数值。-使用最少代码实现，并说明线程安全的原因。3.题目：请使用C++实现一个简单的文件下载器，要求：-支持断点续传功能。-输入参数为文件URL和本地保存路径，输出下载进度。二、系统设计题（共2题，每题20分，总分40分）1.题目：设计一个高并发的短链接生成系统，要求：-支持每天10亿级别的短链接生成。-短链接长度不超过6位，且可快速重定向到原URL。-说明系统架构、数据存储方案及高并发处理措施。2.题目：设计一个分布式消息队列系统（如Kafka的简化版），要求：-支持至少1000TPS的消息吞吐量。-具备消息持久化、重复消费和异常处理机制。-说明核心组件设计及数据一致性保障方案。三、数据库与SQL题（共2题，每题15分，总分30分）1.题目：假设有一个电商订单表`orders`（字段：`order_id`，`user_id`，`amount`，`order_time`），请写出以下SQL查询：-查询最近30天内金额超过1000元的订单数。-查询每个用户的订单平均金额，并按金额降序排列。2.题目：请解释MySQL中的事务隔离级别（READUNCOMMITTED、READCOMMITTED、REPEATABLEREAD、SERIALIZABLE），并说明为何InnoDB默认使用REPEATABLEREAD。四、网络与协议题（共2题，每题15分，总分30分）1.题目：假设客户端访问HTTPS网站时，证书由自签名CA颁发，请说明客户端如何验证证书的有效性，并列举可能的安全风险。2.题目：解释TCP三次握手和四次挥手的过程，并说明为何四次挥手需要等待2MSL才能关闭连接。五、系统性能与优化题（共2题，每题15分，总分30分）1.题目：假设一个电商秒杀系统，用户请求量突增导致数据库慢查询严重，请提出至少3个优化方案。2.题目：解释Linux中的`iptables`和`Nginx`负载均衡的工作原理，并说明如何监控系统性能瓶颈。六、分布式与微服务题（共2题，每题15分，总分30分）1.题目：假设一个分布式事务场景（如支付与库存扣减），请说明如何使用2PC或TCC方案保证数据一致性，并分析各自的优缺点。2.题目：设计一个微服务架构下的API网关，要求：-支持请求路由、权限校验和限流功能。-说明如何处理服务熔断和降级问题。答案与解析一、编程实现题1.答案（Python）：pythonclassLRUCache:def__init__(self,capacity:int):self.capacity=capacityself.cache={}self.order=[]defget(self,key:str)->int:ifkeynotinself.cache:return-1self.order.remove(key)self.order.append(key)returnself.cache[key]defput(self,key:str,value:int)->None:ifkeyinself.cache:self.order.remove(key)eliflen(self.cache)>=self.capacity:oldest_key=self.order.pop(0)delself.cache[oldest_key]self.cache[key]=valueself.order.append(key)解析：-使用哈希表`cache`存储键值对，实现O(1)的查询和插入。-使用列表`order`记录访问顺序，移除和添加操作均为O(1)。-`get`时将键移到末尾表示最近使用，`put`时先移除键再添加，满时删除头部元素。2.答案（Java）：javaimportjava.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;publicclassThreadSafeCounter{privateAtomicIntegercount=newAtomicInteger(0);publicintincrement(){returncount.incrementAndGet();}}解析：-使用`AtomicInteger`实现线程安全的自增，内部使用CAS保证原子性。-无需额外同步锁，性能优于`synchronized`或`Lock`。3.答案（C++）：cppinclude<iostream>include<fstream>include<curl/curl.h>size_tWriteCallback(voidcontents,size_tsize,size_tnmemb,std::ofstreamstream){stream->write((char)contents,sizenmemb);returnsizenmemb;}voidDownloadFile(conststd::string&url,conststd::string&path){CURLcurl=curl_easy_init();std::ofstreamfile(path,std::ios::binary);if(!curl||!file)return;curl_easy_setopt(curl,CURLOPT_URL,url.c_str());curl_easy_setopt(curl,CURLOPT_WRITEFUNCTION,WriteCallback);curl_easy_setopt(curl,CURLOPT_WRITEDATA,&file);curl_easy_perform(curl);curl_easy_cleanup(curl);file.close();}解析：-使用`libcurl`库处理HTTP下载，支持断点续传需额外传递`Range`头。-需要处理文件已存在时的续传逻辑（未展开）。二、系统设计题1.答案：系统架构：-分布式短链接生成服务：采用Redis+随机算法（如62进制）生成短码。-缓存层：使用Memcached缓存热点短链接，降低数据库压力。-数据库：InnoDB存储完整短链接与原URL映射关系。-负载均衡：Nginx分发请求到多个后端节点。高并发处理：-短链接生成：使用分布式ID生成器（如Twitter算法）。-限流：API网关层使用令牌桶算法限流。-数据一致性：使用Redis事务保证短码生成与数据库插入的原子性。2.答案：核心组件：-生产者：异步写入消息到Kafka主题。-消费者：支持多副本和重试机制。-ZooKeeper：维护集群状态和消息顺序。数据一致性：-持久化：消息写入Log时使用ISR机制。-重复消费：通过幂等键或消费者侧幂等处理。-异常处理：死信队列（DLQ）记录失败消息。三、数据库与SQL题1.答案：sql--查询最近30天金额超1000的订单数SELECTCOUNT()FROMordersWHEREorder_time>=NOW()-INTERVAL30DAYANDamount>1000;--查询每个用户的订单平均金额降序SELECTuser_id,AVG(amount)ASavg_amountFROMordersGROUPBYuser_idORDERBYavg_amountDESC;2.答案：隔离级别：-READUNCOMMITTED：可能读到未提交数据（脏读）。-READCOMMITTED：避免脏读，但可能出现不可重复读。-REPEATABLEREAD：保证可重复读，InnoDB通过Next-Key锁实现。-SERIALIZABLE：完全隔离，通过共享锁或MVCC。默认选择REPEATABLEREAD的原因：-MySQLInnoDB使用Next-Key锁，性能优于SERIALIZABLE。-电商场景中用户查询多但写少，REPEATABLEREAD足够安全。四、网络与协议题1.答案：验证流程：1.客户端请求证书时，CA签发的证书包含公钥和签名。2.客户端用CA根证书解密签名，验证数据完整性。3.检查证书有效期和域名匹配。安全风险：-证书被中间人替换。-CA私钥泄露导致伪造证书。2.答案：三次握手：1.客户端SYN→服务器SYN+ACK→客户端ACK。2.确保双方都有发送和接收能力。四次挥手：1.客户端FIN→服务器ACK→服务器FIN→客户端ACK。2.等待2MSL防止未发送的ACK丢失。原因：-TCP是全双工通信，需要双方确认关闭。-2MSL是最大报文存活时间，确保所有延迟报文已处理。五、系统性能与优化题1.答案：-分库分表：将订单数据按用户或时间分片。-缓存：Redis缓存热点商品和订单信息。-异步处理：消息队列处理订单通知和扣减。2.答案：`iptables`：-IP层防火墙，用于访问控制。`Nginx`负载均衡：-配置upstream和least_conn轮询。-监控：`top`、`iostat`、`ngx_http_stub_status_module`。六、分布式与微服务题1.答案：2PC方案：-阶段1（协商）：协调者询问参与者是否同意。-阶段2（执行）：全同意则提交，否则中止。TCC方案：-Try阶段：预留