2025年软考高级系统架构设计师分布式架构真题卷及答案

2025年软考高级系统架构设计师分布式架构练习题卷及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个最符合题意的选项）1.在分布式系统中，当客户端首次访问某服务时，注册中心返回的地址列表为{A,B,C}，随后A节点宕机，客户端仍能通过本地缓存继续调用A，直到缓存过期。该现象最贴近下列哪一项CAP理论的解释？A.保证了分区容错性与一致性，牺牲可用性B.保证了可用性与分区容错性，牺牲实时一致性C.保证了可用性与一致性，牺牲分区容错性D.同时保证了C、A、P三大指标答案：B2.某电商系统采用两阶段提交（2PC）协调订单、库存、优惠券三大微服务。当库存库节点在“提交阶段”之前崩溃，恢复后其本地日志显示已收到“全局提交”指令，却未执行。此时应优先采用下列哪种补偿手段？A.人工订正库存B.调用库存服务的反向接口进行TCCConfirmC.由TC（事务协调器）重放“提交”指令D.触发Saga的补偿事务答案：C3.关于Raft算法中Leader选举，下列说法正确的是：A.Candidate收到超过半数选票即立刻成为Leader，无需再等心跳B.选举超时时间固定为150ms，防止活锁C.节点在Candidate状态下仍可响应客户端写请求D.新Leader必须包含最新已提交的日志条目答案：D4.在Kubernetes中，某Deployment的Pod模板里定义了readinessProbe，但缺失livenessProbe，可能出现的结果是：A.Pod永远无法进入Ready状态B.服务滚动更新时，旧Pod过早被销毁C.容器死锁但kubelet不会重启它D.集群水平扩容失效答案：C5.使用SpringCloudGateway做限流，若KeyResolver采用{@remoteAddrKeyResolver}，则限流维度是：A.单接口URLB.单用户IDC.单源IPD.单服务实例答案：C6.某系统采用Dubbo3.x+Triple协议，注册中心为Nacos2.x，下列关于“应用级服务发现”描述错误的是：A.注册表不再保存接口级元数据，降低内存B.消费者启动时需拉取提供方的应用元数据C.支持基于gRPC的HTTP/2流式调用D.必须依赖Zookeeper作为元数据中心答案：D7.在异地多活架构中，采用“单元封闭”策略主要解决：A.数据循环复制B.脑裂导致重复下单C.网络延迟抖动D.缓存穿透答案：B8.关于分布式链路追踪，OpenTelemetry的SpanContext中不包含：A.TraceIdB.SpanIdC.BaggageD.方法栈答案：D9.某金融系统使用SeataAT模式，事务回滚时RM端根据undolog进行反向SQL，下列哪项信息不会出现在undolog？A.主键旧值B.全局锁状态C.更新前镜像D.更新后镜像答案：B10.在Paxos算法中，若Prepare阶段返回的Promise编号为(n,v)，则后续Accept请求中提出的value必须：A.不小于nB.等于vC.大于nD.任意值答案：B11.使用Kafka实现事件溯源，若开启exactlyonce语义，必须依赖：A.幂等Producer+事务型ProducerB.消费者手动提交offsetC.分区副本≥3D.开启compactedtopic答案：A12.某系统采用CQRS，读写模型分离，读库使用Elasticsearch，写库使用MySQL。下列哪项措施无法解决“读延迟”带来的脏读？A.写后立读强制路由主库B.读库使用近实时刷新C.引入分布式锁D.客户端缓存写后读答案：C13.在ServiceMesh中，Istio的EnvoySidecar拦截Pod出站流量使用的技术为：A.iptablesREDIRECTB.eBPFsockopsC.IPVSD.VXLAN答案：A14.某云原生应用使用Helm部署，若values.yaml中定义了replicaCount:5，但Chart模板里又写了replicas:{{.Values.global.replicaCount|default3}}，则最终副本数为：A.5B.3C.8D.报错无法渲染答案：B15.关于分布式缓存RedisCluster，下列说法正确的是：A.支持多键事务，只要键落在同一slotB.支持多数据库编号select1C.支持watch命令实现乐观锁跨slotD.支持lua脚本任意跨节点答案：A16.使用Hystrix进行熔断，当errorPercentageThreshold=50且minimumNumberOfRequests=20时，若前19次调用全部成功，第20次失败，则：A.立即熔断B.不熔断，因未达到50%C.进入半开状态D.需再失败1次才熔断答案：B17.在分布式任务调度平台XXLJOB中，路由策略“分片广播”底层实现依赖：A.一致性哈希B.数据库悲观锁C.注册中心临时节点D.执行器本地队列答案：C18.某系统使用ShardingSphere5.x做分库分表，采用INLINE分片算法，分片键order_id，表达式为order_id%4，则扩容至8库时，需：A.重新hash所有数据B.使用范围分片避免迁移C.开启弹性扩缩容模式D.修改表达式并双写答案：A19.关于Zookeeper的ZAB协议，下列哪项操作会触发“同步”阶段？A.Leader收到新写请求B.Follower与Leader建立TCP连接C.Leader选举完成D.客户端断开重连答案：C20.在Prometheus监控体系中，若histogram指标名为http_request_duration_seconds，则其bucket标签含义为：A.请求实际耗时B.耗时上界C.耗时下界D.样本数量答案：B21.某系统采用“最终一致性”模型，用户发起转账后立即查看余额，发现未更新，此时应：A.强制读主库B.提示“处理中”并引导稍后查看C.回滚事务D.加分布式锁答案：B22.使用Consul做服务网格，Connect功能默认的代理模式为：A.内核模块B.用户态SidecarC.主机级iptablesD.eBPF答案：B23.在Serverless架构中，冷启动延迟最大的因素是：A.镜像拉取B.函数zip解压C.运行时JIT编译D.初始化数据库连接池答案：A24.某系统采用“多版本并发控制”（MVCC），当快照读时，事务ID=102，当前最大已提交ID=105，则可见版本为：A.≤102B.≤105C.严格=102D.所有未提交答案：A25.使用Netty实现自定义协议，若LengthFieldBasedFrameDecoder参数lengthFieldOffset=2，lengthFieldLength=4，则报文头最小长度为：A.4B.6C.8D.2答案：B26.在边缘计算场景，KubeEdge的CloudCore与EdgeCore之间采用的底层传输为：A.gRPCoverQUICB.WebSocketC.MQTTD.TCP自定义协议答案：B27.某系统使用“分布式锁”基于Redissetnx，若锁值使用UUID+线程ID，解锁时未使用lua脚本，可能出现的异常是：A.锁超时B.误删他人锁C.死锁D.重入失败答案：B28.在领域驱动设计（DDD）中，聚合根必须满足：A.全局唯一标识B.可跨聚合事务C.依赖基础设施层D.支持远程RPC答案：A29.使用Flink做流处理，设置checkpoint间隔为500ms，外部系统为MySQL，若需实现端到端exactlyonce，应选用：A.两阶段提交SinkB.幂等SinkC.异步增量SinkD.无需特殊处理答案：A30.在零信任网络模型中，最关键的身份凭证是：A.源IP白名单B.短期JWTC.MAC地址D.硬件指纹答案：B二、案例分析题（共5题，每题20分，共100分）【案例1】某跨境电商平台采用微服务架构，订单服务、库存服务、支付服务分别部署在阿里云华北2、华东2、美西三地。大促期间出现“超卖”事故，日志显示同一商品在1秒内被不同用户下单总量超过库存。技术团队复盘发现：1.库存服务在三地均部署，但采用“最终一致性”异步同步；2.订单服务调用库存扣减接口未加分布式锁；3.缓存使用RedisCluster，无热点散列。问题：（1）请画出导致超卖的时序图，标注关键时间窗口。（6分）（2）提出一种基于“单元封闭+预留库存”的改造方案，要求：a.单元内闭环判断库存；b.支持跨区域容灾；c.给出数据一致性级别及理由。（10分）（3）若采用Saga模式实现长事务，请写出库存扣减失败时的补偿流程，要求包含幂等控制。（4分）答案：（1）时序图要点：T0时刻用户A、B同时到达不同单元→均读到本地缓存库存≥1→T1时刻均返回库存充足→T2时刻异步消息到达对端单元已延迟→T3时刻两地均写订单成功→总扣减数量=2>实际库存1。（2）改造方案：a.按用户ID哈希划分单元，每个单元维护独立库存表，下单前先在单元内执行悲观锁selectforupdate；b.跨区域采用“预留”机制，单元内预扣后通过可靠消息同步给总库存中心，中心采用Raft保证强一致；c.一致性级别：单元内强一致，全局顺序一致（线性化），牺牲部分可用性（P）保证不超卖。（3）Saga补偿：订单服务发送“扣减”命令→库存服务执行本地事务并写补偿日志→失败时返回“扣减失败”事件→订单服务监听后触发补偿，发送“释放库存”命令→库存服务校验幂等键（orderId+skuId）若已释放则直接返回成功。【案例2】某短视频公司采用Serverless+边缘云架构，上传视频后需实时转码。函数冷启动平均3s，高峰期并发5000，用户体验差。问题：（1）分析冷启动瓶颈并给出量化数据。（5分）（2）设计一种“预置+池化”方案，要求：a.降低P99延迟至500ms以内；b.成本增加不超过10%。（10分）（3）给出边缘节点与中心云之间的一致性校验机制，防止重复转码。（5分）答案：（1）瓶颈：镜像体积1.2GB，拉取耗时2.1s；运行时初始化FFmpeg占0.8s；JIT编译0.3s；总计3.2s。（2）方案：a.采用PoolWarmer，保持2000个热实例，通过KnativePodAutoscalerscaletozerothreshold=30s；b.镜像拆分为base层（预拉取）+业务层（lazypull），base层提前放到边缘节点SSD；c.使用gRPC连接复用，减少FFmpeg初始化；d.成本：常驻2000核0.05核小时单价10%时间=10%增幅，满足要求；e.P99实验数据：450ms。（3）一致性校验：上传完成后中心云生成全局唯一contentHash，写入边缘Redis并设置NX，转码前节点先查Redis，存在即跳过；中心云通过消息队列广播删除，防止hash碰撞。【案例3】某银行核心系统采用“两地三中心”架构，数据库使用MySQLGroupReplication，北京主库写入延迟1ms，上海备库延迟30ms，深圳灾备延迟100ms。问题：（1）若主库宕机，上海备库升主后出现“脑裂”双写，请给出检测机制。（6分）（2）设计数据校验方案，确保100ms延迟窗口内数据零丢失。（10分）（3）给出自动化切换的决策算法，要求RPO=0、RTO<30s。（4分）答案：（1）检测：引入仲裁盘，采用Raft选主，节点ID+权重投票，获取票数>半数且持有最新GTID方可写；同时通过VIP漂移与MHAManager互斥。（2）数据校验：a.采用半同步复制after_sync，等待至少一个备库ACK；b.延迟窗口内使用binlogserver拉取主库最后binlog，对比备库Relay_Master_Log_File与Exec_Master_Log_Pos；c.若差异>0，通过mysqlbinlog解析补录；d.校验脚本每5s运行，记录校验和到校验表，异常触发告警。（3）切换算法：1.探测主库失联>5s；2.选GTID最大的备库；3.校验其relaylog已执行到最新；4.提升其为primary；5.更新DNS与Zookeeper节点；6.总耗时18s，满足RTO。【案例4】某IoT平台每秒接收800万条设备上报，峰值QPS12万，存储使用TiDB6.0，出现热点Region分裂频繁、查询超时。问题：（1）分析热点产生原因，给出定位命令及输出示例。（6分）（2）提出表设计与分区策略，消除热点并保证扫描效率。（10分）（3）给出基于Flink的实时降采样方案，将存储降至30%并保持99%精度。（4分）答案：（1）原因：设备ID自增，rowkey前缀相似；定位：pdctloperatorshow，输出示例：kind=split,regionID=518,start_key=748000…,reason=size（约80MB）。（2）表设计：a.采用SHARD_ROW_KEY_BITS=4，将设备ID哈希打散；b.预分区16个Region，使用range分区按哈希首字符；c.时间字段+设备ID联合索引，查询带时间范围可下推；d.设置REGION_SPLIT_SIZE=512MB，减少分裂；e.效果：热点Region写QPS从8万降至1.2万。（3）降采样：FlinkCEP每10s滚动窗口，对相同设备指标求平均+最大值双样本，使用CountMinSketch估算频率，误差<1%，存储降至28%。【案例5】某政务系统通过ServiceMesh实现零信任，所有Pod双向mTLS，证书有效期24h，Envoy内存占用高，Sidecar注入后Pod启动时间增加8s。问题：（1）给出证书自动轮转架构图，标注CA、RA、Pod关系。（6分）（2）优化Envoy内存，要求Sidecar内存从400MB降至150MB以内，并说明参数。（10分）（3