2026年软件系统架构设计系统架构师系统安全与性能优化设计题库

2026年软件系统架构设计系统架构师系统安全与性能优化设计题库一、单选题（每题2分，共20题）1.在设计一个面向全球用户的高并发电商系统时，最适合采用的分布式架构模式是？A.主从架构B.微服务架构C.负载均衡架构D.集中式架构2.对于需要高可用性的金融交易系统，以下哪种架构设计最能满足实时性要求？A.分布式队列架构B.发布订阅架构C.事件驱动架构D.TCC事务架构3.在设计秒杀系统时，防止数据库超卖的最佳实践是？A.使用乐观锁B.使用悲观锁C.使用分布式锁D.使用缓存穿透4.以下哪种加密算法最适合用于HTTPS传输加密？A.AESB.RSAC.DESD.MD55.在设计分布式缓存时，为避免缓存雪崩，应该采用？A.设置过期时间B.使用互斥锁C.增加缓存预热机制D.使用本地缓存6.对于需要支持千万级用户的社交系统，以下哪种数据库设计最能提升查询性能？A.关系型数据库B.NoSQL数据库C.时序数据库D.图数据库7.在设计分布式系统时，为避免数据不一致，最适合采用？A.CAP理论B.ACID特性C.BASE理论D.幂等性设计8.对于需要高安全性的政务系统，以下哪种认证方式最可靠？A.密码认证B.双因素认证C.生物识别认证D.单点登录9.在设计高并发系统时，为避免线程池过载，应该采用？A.增加CPU核心数B.使用异步编程C.减少请求频率D.使用负载均衡10.对于需要支持多语言的国际电商平台，以下哪种架构设计最适合？A.多租户架构B.单体架构C.容器化架构D.服务化架构二、多选题（每题3分，共10题）1.在设计分布式事务系统时，以下哪些方案可以避免数据不一致？A.2PC协议B.TCC事务C.Saga模式D.可靠消息最终一致性2.对于需要高可用性的系统，以下哪些设计模式最有效？A.主从复制B.健康检查C.超时设置D.冗余部署3.在设计系统安全时，以下哪些措施可以有效防止SQL注入？A.使用预编译语句B.限制输入长度C.使用参数化查询D.过滤特殊字符4.对于需要高并发处理的系统，以下哪些缓存策略最有效？A.缓存预热B.缓存穿透C.缓存雪崩D.分布式锁5.在设计分布式系统时，以下哪些设计原则可以提升系统性能？A.垂直拆分B.水平拆分C.负载均衡D.数据分片6.对于需要高安全性的系统，以下哪些认证方式最可靠？A.双因素认证B.OAuthC.OpenIDD.生物识别认证7.在设计高并发系统时，以下哪些设计模式可以有效提升系统性能？A.空对象模式B.责任链模式C.线程池模式D.发布订阅模式8.对于需要支持全球用户的系统，以下哪些设计模式最有效？A.多租户架构B.地域隔离C.时区处理D.数据同步9.在设计系统安全时，以下哪些措施可以有效防止DDoS攻击？A.使用CDNB.设置防火墙C.使用限流措施D.使用WAF10.对于需要高可用性的系统，以下哪些设计原则最有效？A.冗余部署B.健康检查C.超时设置D.热备份三、简答题（每题5分，共5题）1.请简述微服务架构的优缺点。2.请简述分布式锁的实现原理。3.请简述HTTPS的工作原理。4.请简述缓存雪崩的解决方案。5.请简述系统安全设计的基本原则。四、设计题（每题15分，共2题）1.设计一个支持千万级用户的社交系统架构，要求说明：-数据库设计-缓存设计-负载均衡策略-安全设计2.设计一个支持全球用户的高并发电商系统架构，要求说明：-分布式架构模式-事务处理方案-性能优化策略-安全防护措施答案与解析一、单选题1.B-微服务架构最适合面向全球用户的高并发系统，可以按业务拆分服务，提升扩展性和容错性。2.D-TCC事务架构最适合金融交易系统，可以保证事务的原子性和一致性。3.C-分布式锁可以避免数据库超卖，适合高并发场景。4.B-RSA最适合用于HTTPS传输加密，可以保证数据传输的安全性。5.C-缓存预热可以避免缓存雪崩，提前加载热点数据。6.B-NoSQL数据库最适合支持千万级用户的社交系统，可以提升查询性能。7.A-CAP理论可以避免分布式系统中的数据不一致问题。8.B-双因素认证最可靠，可以防止密码泄露导致的安全风险。9.B-异步编程可以有效避免线程池过载，提升系统性能。10.A-多租户架构最适合支持多语言的国际电商平台，可以隔离不同租户的数据和功能。二、多选题1.A,B,C,D-2PC、TCC、Saga和可靠消息最终一致性都可以避免分布式事务中的数据不一致问题。2.A,B,C,D-主从复制、健康检查、超时设置和冗余部署都可以提升系统的可用性。3.A,C-预编译语句和参数化查询可以有效防止SQL注入。4.A,D-缓存预热和分布式锁可以有效提升系统性能。5.B,C,D-水平拆分、负载均衡和数据分片可以提升系统性能。6.A,D-双因素认证和生物识别认证最可靠，可以有效防止未授权访问。7.C,D-线程池模式和发布订阅模式可以有效提升系统性能。8.A,B,C,D-多租户架构、地域隔离、时区处理和数据同步可以有效支持全球用户。9.A,B,C,D-CDN、防火墙、限流措施和WAF可以有效防止DDoS攻击。10.A,B,C,D-冗余部署、健康检查、超时设置和热备份可以有效提升系统的可用性。三、简答题1.微服务架构的优缺点-优点：-提升扩展性：可以按业务拆分服务，独立扩展。-提升容错性：一个服务故障不会影响其他服务。-提升开发效率：可以并行开发，独立部署。-缺点：-复杂性高：需要管理多个服务，协调难度大。-网络延迟：服务间通信会引入网络延迟。-数据一致性：需要处理分布式事务，保证数据一致性。2.分布式锁的实现原理-分布式锁通常通过以下方式实现：-使用分布式缓存（如Redis）实现锁。-使用数据库实现锁（如MySQL的锁机制）。-使用Zookeeper实现锁。-核心原理：-一个线程获取锁时，需要先判断锁是否被占用。-如果未被占用，则设置锁并执行业务逻辑。-如果被占用，则等待或放弃。3.HTTPS的工作原理-HTTPS通过以下步骤工作：-客户端发起请求，服务器返回证书。-客户端验证证书有效性。-双方协商加密算法并生成会话密钥。-使用会话密钥加密传输数据。4.缓存雪崩的解决方案-缓存雪崩的解决方案包括：-缓存预热：提前加载热点数据到缓存。-设置缓存过期时间：避免缓存全部失效。-使用分布式锁：避免缓存穿透。-增加缓存层：使用多级缓存，如本地缓存+分布式缓存。5.系统安全设计的基本原则-最小权限原则：只授予必要的权限。-隔离原则：隔离不同业务和数据。-加密原则：对敏感数据进行加密。-认证原则：验证用户身份。-日志原则：记录所有操作日志。四、设计题1.支持千万级用户的社交系统架构设计-数据库设计：-使用分库分表技术，将用户数据、关系数据、内容数据等拆分到不同数据库和表。-使用NoSQL数据库存储热点数据，如用户动态、点赞数据。-缓存设计：-使用Redis缓存热点数据，如用户信息、动态内容。-使用本地缓存减少数据库查询。-负载均衡策略：-使用Nginx或HAProxy进行负载均衡。-使用地域隔离，将用户请求分配到最近的服务器。-安全设计：-使用HTTPS传输加密。-使用双因素认证防止未授权访问。-使用防火墙防止恶意攻击。2.支持全球用户的高并发电商系统架构设计-分布式架构模式：-使用微服务架构，按业务拆分服务，如商品服务、订单服务、支付服务等。-使用容器化技术（如Docker）部署服务。-事务处理方案：-使用TCC事务保证订