2026年系统架构工程师面试题集

2026年系统架构工程师面试题集一、单选题（每题2分，共10题）1.在分布式系统中，如何解决CAP理论的冲突？A.优先保证一致性B.优先保证可用性C.优先保证分区容错性D.通过分片和副本策略平衡三者2.以下哪种技术最适合用于高并发场景下的数据缓存？A.RedisB.MongoDBC.MySQLD.PostgreSQL3.微服务架构中，服务间通信最常用的协议是？A.HTTP/RESTB.RPCC.SOAPD.FTP4.在分布式事务中，两阶段提交（2PC）的主要缺点是？A.实现简单B.性能高C.无法保证原子性D.容错能力强5.以下哪种负载均衡算法最适合动态变化的流量？A.轮询B.最少连接C.IP哈希D.加权轮询二、多选题（每题3分，共5题）6.云原生架构的核心特征包括哪些？A.容器化B.微服务C.持续集成/持续部署D.基础设施即代码E.传统单体应用7.在大规模分布式系统中，常见的性能瓶颈有哪些？A.网络延迟B.数据库查询C.服务间调用D.应用服务器处理E.磁盘I/O8.设计高可用系统时，需要考虑哪些容灾方案？A.主从复制B.多活备份C.异地多活D.热备集群E.负载均衡9.微服务架构中，服务治理通常包括哪些内容？A.服务注册与发现B.服务限流熔断C.配置管理D.日志聚合E.数据库分片10.在分布式缓存设计中，常见的缓存策略有哪些？A.写入穿透B.读写分离C.缓存穿透D.缓存雪崩E.缓存击穿三、简答题（每题5分，共5题）11.简述CAP理论及其在分布式系统设计中的应用原则。12.描述微服务架构与传统单体架构的主要区别，并说明适用场景。13.解释什么是分布式事务，并列举三种常见的分布式事务解决方案。14.设计一个高可用、高可扩展的电商系统架构，需要考虑哪些关键点？15.说明分布式缓存和本地缓存各自的优缺点，并说明如何选择合适的缓存方案。四、设计题（每题10分，共2题）16.设计一个支持百万级日活用户的实时推荐系统架构，需要考虑哪些关键组件和技术选型？17.设计一个支持全球分布式用户的在线教育平台架构，需要考虑哪些高可用、低延迟和可扩展的设计要点？答案与解析一、单选题答案1.D解析：CAP理论指出分布式系统最多只能同时满足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partitiontolerance）中的两项。实际设计中通常通过分片和副本策略来平衡三者。2.A解析：Redis是内存型数据库，读写速度快，适合高并发场景下的数据缓存。MongoDB和MySQL是磁盘型数据库，更适合持久化存储。PostgreSQL是关系型数据库，事务支持更好但并发性能不如Redis。3.A解析：HTTP/REST是微服务架构中最常用的通信协议，轻量级且无状态，便于跨语言调用和分布式部署。4.B解析：2PC的主要缺点是阻塞问题，当协调者宕机时所有参与者都会阻塞。虽然能保证原子性，但可用性较差。5.B解析：最少连接算法会动态分配请求到当前连接数最少的服务实例，最适合流量动态变化的场景。轮询适用于流量均匀分布场景，IP哈希保证会话一致性，加权轮询考虑实例权重。二、多选题答案6.A、B、C、D解析：云原生架构的核心特征包括容器化（Docker）、微服务（B）、持续集成/持续部署（C）和基础设施即代码（D）。传统单体应用（E）是其要解决的问题。7.A、B、C、D、E解析：分布式系统常见性能瓶颈包括网络延迟（A）、数据库查询（B）、服务间调用（C）、应用服务器处理（D）和磁盘I/O（E）。8.A、B、C、D解析：高可用系统容灾方案包括主从复制（A）、多活备份（B）、异地多活（C）和热备集群（D）。负载均衡（E）属于可用性设计手段而非容灾方案。9.A、B、C、D、E解析：服务治理包括服务注册与发现（A）、服务限流熔断（B）、配置管理（C）、日志聚合（D）和数据库分片（E）。10.C、D、E解析：缓存策略包括缓存穿透（C）、缓存雪崩（D）和缓存击穿（E）。写入穿透（A）和读写分离（B）属于数据库优化策略。三、简答题答案11.CAP理论及其应用原则CAP理论指出分布式系统最多只能同时满足一致性、可用性和分区容错性中的两项。应用原则：-对于要求强一致性的系统（如金融交易），优先保证一致性（C）；-对于需要高可用性的系统（如社交网络），优先保证可用性（A）；-对于跨国业务系统，必须保证分区容错性（P）。实践中通常通过分片和副本策略在三者间做权衡。12.微服务与传统单体架构的区别及适用场景区别：-架构模式：单体架构（E）将所有功能模块打包在一个应用中；微服务（M）将功能拆分为独立服务。-部署方式：单体应用（E）整体部署；微服务（M）可独立部署和扩展。-技术栈：单体架构（E）技术栈统一；微服务（M）各服务可使用不同技术。适用场景：-单体架构（E）适合中小型应用或需求稳定的系统；-微服务（M）适合大型复杂系统或快速迭代的场景。13.分布式事务及解决方案分布式事务是指涉及多个分布式系统组件的事务，需要保证全局原子性。解决方案：-两阶段提交（2PC）：协调者主导，但阻塞严重；-三阶段提交（3PC）：改进2PC，但实现复杂；-消息队列最终一致性：通过时间戳和补偿事务保证一致性；-TCC（Try-Confirm-Cancel）：各服务本地操作+补偿。14.电商系统架构设计关键点-高可用：多活架构、异地多活、服务降级熔断；-高可扩展：水平扩展、微服务拆分、弹性伸缩；-数据一致性：分布式事务解决方案、分布式缓存；-用户体验：CDN加速、秒杀系统优化、消息队列异步处理。15.分布式缓存与本地缓存的优缺点及选择优点：-分布式缓存：高可用、水平扩展；-本地缓存：低延迟、无网络开销。缺点：-分布式缓存：架构复杂、一致性问题；-本地缓存：单点故障、容量有限。选择：-对外服务接口（读多写少）优先分布式缓存；-内部计算节点（高实时性需求）优先本地缓存；-关键数据同时使用两者形成双缓存架构。四、设计题答案16.实时推荐系统架构设计关键组件：-用户画像系统：收集用户行为数据，建立用户标签；-推荐引擎：基于协同过滤、深度学习等算法生成推荐；-缓存层：使用Redis缓存热门推荐结果；-消息队列：处理实时用户行为流；-数据库：使用Elasticsearch支持全文检索。技术选型：-推荐算法：SparkMLlib、TensorFlow；-缓存：Redis集群；-消息队列：Kafka；-数据库：Elasticsearch+HBase。17.在线教育平台架构设计高可用设计：-全球CDN节点覆盖；-多活数据中心部署；-视频流媒体分片；-边缘计算处理低延迟需求。低延迟设计：-