2026年IT公司系统架构师面试题集

2026年IT公司系统架构师面试题集一、基础知识题（共5题，每题8分，总分40分）题目1（8分）场景：某电商公司需要设计一个支持千万级用户的秒杀系统，请简述该系统架构设计中需要考虑的关键技术点。答案要点：1.负载均衡技术：采用分布式负载均衡器（如Nginx、HAProxy）分发请求，结合本地缓存（Redis）减少数据库压力。2.数据库优化：使用读写分离、分库分表技术，秒杀场景重点优化库存表（使用Redis事务或Lua脚本保证原子性）。3.缓存策略：多层缓存架构（CDN+本地缓存+分布式缓存），设置合适的TTL防止缓存击穿。4.异步处理：采用消息队列（Kafka、RabbitMQ）处理非核心业务，解耦系统。5.限流降级：设置熔断器（Hystrix、Sentinel）、降级策略，防止雪崩效应。6.监控告警：分布式追踪系统（SkyWalking、Zipkin）+业务监控（Prometheus+Grafana）。题目2（8分）场景：某金融APP需要支持实时支付功能，请说明该系统架构设计中如何保证事务一致性和系统可用性。答案要点：1.分布式事务方案：采用2PC或TCC模式，结合分布式事务框架（Seata、Saga）。2.事务本地化处理：对核心数据使用本地事务，非核心数据通过消息队列异步处理。3.数据一致性保障：使用分布式锁（Redis、ZooKeeper）或时间戳版本控制。4.可用性设计：多活架构（多数据中心、多机房部署），故障自动切换。5.性能优化：使用内存数据库（LevelDB）缓存订单状态，减少磁盘I/O。6.安全防护：支付链路加密传输（TLS），敏感数据脱敏存储。题目3（8分）场景：某在线教育平台需要设计一个支持百万级用户的直播系统，请分析该系统的架构设计要点。答案要点：1.直播协议选择：采用WebRTC或HLS协议，支持多终端兼容。2.流媒体架构：使用分布式流媒体服务器（SRS、Nginx-RTMP模块）。3.流媒体处理：转码（FFmpeg）、录制、截图、美颜等功能的分布式处理。4.虚拟主播系统：使用WebRTCSFU架构实现虚拟主播的音视频混合。5.大屏互动设计：支持多用户连麦、弹幕、礼物系统，采用WebSocket实时交互。6.弹性伸缩：根据用户量自动扩缩容流媒体服务器和存储资源。题目4（8分）场景：某大型社交平台需要设计一个支持10亿用户的动态分享系统，请说明如何设计该系统的架构。答案要点：1.数据存储架构：采用多级存储（关系型数据库+NoSQL+对象存储），按用户量分片。2.流式处理：使用Flink或SparkStreaming处理实时互动数据（点赞、评论）。3.资源缓存：采用分布式缓存集群（RedisCluster），优化热点数据访问。4.推荐算法架构：基于用户画像的分布式推荐系统，使用向量数据库（Milvus）。5.异步处理：动态发布使用消息队列，评论等互动数据通过事件驱动更新。6.容量规划：预估用户峰值（如双十一），设计弹性伸缩方案。题目5（8分）场景：某智慧城市项目需要设计一个支持千万级车辆的城市交通管理系统，请分析该系统的架构设计要点。答案要点：1.数据采集架构：采用IoT协议（MQTT、CoAP）采集车辆数据，使用边缘计算预处理。2.实时分析：使用Flink或Pulsar处理车辆轨迹数据，计算拥堵指数。3.路径规划：基于图数据库（Neo4j）的分布式路径规划算法。4.大屏可视化：使用ECharts或Grafana设计多层地图展示系统。5.异常检测：使用机器学习算法（TensorFlow）检测异常驾驶行为。6.多端协同：支持Web端、移动端、车载端协同调度。二、系统设计题（共5题，每题12分，总分60分）题目6（12分）场景：设计一个支持百万级用户的在线文档协作编辑系统，请画出核心架构图并说明关键技术。答案要点：1.架构图核心组件：-WebSocket服务：负责实时协作（使用Socket.IO或原生WebSocket）-文档服务：使用Raft协议保证多用户编辑一致性-资源存储：对象存储（COS）存储文档文件，分布式缓存（Redis）存储历史版本-事务管理：使用Redis事务或Paxos算法保证编辑操作原子性2.关键技术：-OperationalTransformation（OT）算法处理冲突-虚拟化编辑技术（VirtualDOM）优化性能-按块存储文档，支持部分重载-分布式锁控制并发写入-版本控制使用Git-like树形结构题目7（12分）场景：设计一个支持10亿用户的短视频推荐系统，请说明架构设计思路和关键技术选型。答案要点：1.架构分层：-数据采集层：使用Kafka采集用户行为数据-数据处理层：Flink实时计算+Spark离线计算-算法层：基于用户画像的协同过滤+深度学习模型-推荐服务：使用Redis+ES缓存推荐结果-调度系统：使用统一调度平台（如Yarn或自研调度系统）2.关键技术：-用户行为序列建模（Transformer架构）-冷启动解决方案（基于内容的推荐+随机推荐）-推荐多样性控制（使用MMR算法）-实时更新机制（基于用户实时行为的动态调整）-A/B测试框架（使用SeldonCore）题目8（12分）场景：设计一个支持百万级用户的分布式购物车系统，请说明架构设计要点。答案要点：1.架构分层：-购物车服务：基于Redis实现分布式购物车-商品服务：使用分库分表的关系型数据库-支付接口：RESTfulAPI对接第三方支付-事件驱动层：使用Kafka处理购物车变更事件2.关键技术：-购物车数据同步：使用Redis订阅模式+补偿机制-缓存穿透解决方案：布隆过滤器+空值缓存-分布式锁：使用RedisLua脚本实现原子操作-订单合并算法：基于用户购物车自动合并商品-超时处理：设置合理的超时机制防止数据脏读题目9（12分）场景：设计一个支持千万级用户的实时金融交易系统，请说明架构设计要点。答案要点：1.架构分层：-交易接入层：使用高性能TCP协议（Netty）-交易处理层：基于交易优先级的分布式队列-核心交易引擎：使用Raft协议保证交易一致性-风控系统：基于规则引擎的实时风控-记账系统：使用MVCC模型的分布式账本2.关键技术：-交易状态机设计：使用状态机图管理交易生命周期-实时对账：基于时间戳和校验和的自动对账-异步补偿：使用补偿事务处理失败交易-性能优化：使用内存数据库（LevelDB）存储交易流水-安全设计：交易签名验证+设备指纹识别题目10（12分）场景：设计一个支持百万级用户的分布式消息推送系统，请说明架构设计要点。答案要点：1.架构分层：-用户标签服务：使用Elasticsearch实现用户标签管理-消息路由：基于规则引擎的智能路由-推送服务：使用MQTT协议的分布式推送集群-推送状态监控：使用Redis实现推送状态追踪2.关键技术：-消息去重：使用布隆过滤器+消息ID去重-推送优先级：基于用户等级的优先级队列-实时更新：使用WebSocket实现实时推送-离线推送：使用APNS+FCM的离线推送机制-效果分析：使用Flink实时分析推送效果三、分布式系统设计题（共5题，每题20分，总分100分）题目11（20分）场景：设计一个支持百万级订单的分布式订单系统，请说明架构设计要点和关键技术。答案要点：1.架构分层：-订单服务：使用分库分表的订单数据库-库存服务：基于Redis的分布式锁实现库存扣减-支付集成：异步支付回调处理-事务管理：使用本地消息表+定时任务补偿2.关键技术：-订单状态机：使用状态机管理订单生命周期-库存雪崩解决方案：设置库存预热机制-分布式锁：使用Redis或ZooKeeper实现分布式锁-订单幂等：使用订单号+用户ID作为幂等键-异步处理：使用Kafka处理订单变更事件题目12（20分）场景：设计一个支持10亿用户的分布式用户标签系统，请说明架构设计要点。答案要点：1.架构分层：-用户标签服务：使用Elasticsearch存储用户标签-行为采集：使用Redis+消息队列采集用户行为-算法服务：基于用户画像的标签推荐算法-标签同步：使用分布式缓存同步标签数据2.关键技术：-标签生成算法：基于TF-IDF和用户行为的动态标签生成-标签实时更新：使用Flink+Redis实现实时标签同步-标签冲突解决：使用版本控制解决标签冲突-大规模索引优化：使用分片索引+多级缓存-标签热力分析：基于用户行为的标签热度计算题目13（20分）场景：设计一个支持百万级用户实时计费的分布式计费系统，请说明架构设计要点。答案要点：1.架构分层：-计费服务：基于账本的分布式计费引擎-资源统计：使用时序数据库统计资源使用情况-计费策略：基于用户等级的计费策略管理-缓存系统：使用Redis存储实时计费数据2.关键技术：-计费规则引擎：基于规则的动态计费规则-账本结构设计：使用树状账本结构管理计费项-实时计费：使用WebSocket推送实时计费数据-反作弊设计：基于用户行为的异常检测-账单生成：基于账本的自动账单生成题目14（20分）场景：设计一个支持千万级用户的分布式配置系统，请说明架构设计要点。答案要点：1.架构分层：-配置中心：使用Apollo或Nacos实现配置管理-配置热更新：基于Redis订阅的配置变更推送-配置缓存：使用分布式缓存存储配置数据-配置审计：使用时序数据库记录配置变更历史2.关键技术：-配置版本控制：使用Git-like的配置版本管理-配置下发策略：基于灰度发布的配置下发-配置校验：使用JSONSchema校验配置有效性-配置隔离：基于应用环境的配置隔离-配置备份：使用分布式文件系统备份配置数据题目15（20分）场景：设计一个支持百万级用户的分布式权限系统，请说明架构设计要点。答案要点：