五、系统设计面试（第一部分）

原文：Chapter 5: System Design Interviews (Part I)

译者：飞龙

协议：CC BY-NC-SA 4.0

自豪地采用谷歌翻译

这是我们的“谷歌面试准备系列指南”的第五章。

从 Gainlo 的调查来看，系统设计面试是人们所害怕的第一件事。 并不针对谷歌面试准备，而是所有的公司。

部分原因是系统设计问题通常是开放式的，所以没有标准答案。 另外，这个问题也难以准备，因为你不知道你的解决方案是否工作。

让我们在这一章解决所有这些问题。 我将简要介绍一下如何评估系统设计面试，然后提供准备和面试策略的实用技巧。

系统设计面试是什么

对于这个话题的新手，我会简单地解释一下。对于 Google，Facebook，Uber 等大多数顶尖公司来说，现场面试中至少有一个是系统设计面试。

在这个面试中，你将被要求设计一个特定的系统，并与面试官就所有细节进行激烈的讨论。但是，由于这个问题是相当开放的，面试官可以决定讨论的方向。考虑到这一点，即使是同一个问题，你可能会与不同的面试官进行完全不同的讨论。

这也是我从来不担心面试者是否曾经看到过这个问题的原因。我们以“设计一个网络爬虫”这个问题为例。作为面试官，我可以将面试集中在整个爬虫基础结构上，我可以具体讨论如何去除 URL，还可以询问如何检测页面是否已经更新。

也可能会要求你在系统设计面试中写下一些代码。但是我没有看到与一般的编程面试有太大的区别，在本章中我们不会涉及到这一部分，因为你可以参考前面的章节。

系统设计面试如何评估？

我坚信，如果你不能评估一件事情，你就不能改善它。大多数人不知道如何评估系统设计面试，他们如何做好准备？这就像你在玩游戏而不知道规则。

与编程面试不同，系统设计问题没有标准答案，因此评估过程更为主观。不过，作为一个面试官，我仍然会有一些东西。

首先，我会评估设计是否真的有效。虽然没有实现来验证，根据工作经验和一些常识，如果给出这个问题，我会问自己是否会尝试提出的方法。多数情况下，很明显的是要判断设计是否有问题，我只是用一些例子来挑战候选人。例如，如果我要求他检查某个网址是否曾经被抓取过，我会看看解决方案是否处理了t.co/xyz这样的短网址或带有 UTM 参数的网址。这是最低的要求。如果候选人不能做到这一点，我就不会深究，或者我可能会另外提出一个问题。

其次，我会检查可行性。有些候选人会提出只在理论上有效的解决方案。它可能需要无限的内存或系统是不是很复杂。无论如何，我会请他解决这个问题。验证它的一个好方法是，问自己需要多少时间和多少工程师才能实现这个设计。就个人而言，我更喜欢轻松简单的设计。如果你在一两个星期内无法制作原型，我可能会要求你简化它。

有时，候选人会想出一个复杂的解决方案，需要大量的数据和一些 ML 组件和流水线。现实中很难实现，因为这样做风险很大。你不想花一年时间在这个未经证实的想法上，那可能就是行不通的。

第三，我希望候选人清楚他在说什么。更具体地说，我想确保他知道系统应该以特定方式设计的原因，约束是什么，以及是否有其他解决方案。通常，设计问题会模糊描述。好的候选人能够告诉你什么是假设，以及如何将这个设计与其他人进行比较。为了使它更清楚，问问自己什么是替代解决方案，以及为什么以这种方式构建系统而不是其他解决方案。

在下面的部分中，我将重点介绍一些实用的技巧，并使用它们开始准备。

如何准备系统设计面试

我们不得不承认，经验胜过一切。这就是为什么一些有经验的工程师根本不需要准备。但是，你还可以做很多事情，来做出重大改变。

项目

如果你离你的面试还有一段时间（至少6个月），构建一些东西是绝对值得的。事实上每个人都可以参与宏观设计，但是只有那些真正从事细节工作的人才能把所有的事情都考虑进去。

如果你是一个学生，你可以参加一个实习，你也可以为你感兴趣的项目工作。贡献一些开源项目也是一个好主意。重要的不是要从事哪个项目，而是要从事一些工作。

我认为这很重要的原因是，没有实际工作的情况下，你不知道你的设计是否有效。有了一些实践经验，你很快就会意识到很多事情很难实现，但乍一看似乎是合理的。例如，如果你想要检查自上次抓取以来，网页内容是否已更新，并依赖 HTML 是否保持不变，则会发现许多网页的内容相同，但注释，侧边栏等内容被改变了。这是一个我认为不适用的设计，虽然这听起来很合理。

好奇心

通常对一切都很好奇很重要。一个不错的做法是选择你每天使用的任何产品，比如 Youtube，想想你将如何从头开始设计系统。

有时产品可能会非常复杂，你也可以设计一个像 Facebook 朋友推荐的功能。如果你有时间，编写一些代码来实现一个原型是一个加分项。但重要的是，你应该试图深入细节。

尽管系统设计问题没有任何标准答案，但你仍然可以搜索如何实现这些产品/功能。将其与你自己的设计进行比较，了解其差异。强烈推荐 High Scalability（高可扩展性），但不要在特定工具上花费太多时间（请参阅“什么不重要”）。

注：一个窍门是，很多面试官喜欢问与公司有关的设计问题。例如，你更有可能在 Google 面试中设计 Google 产品/功能。情况并非总是如此，但应该重视公司的产品或类似产品。

实践

类似于编码问题，你还需要练习系统设计面试。有几种方法。你可以做一些谷歌搜索，看看别人会如何处理相同的问题，并与你的设计进行比较。例如，系统设计面试问题集是一个非常详细的常见问题分析。

更好的方法是与更有经验的人一起练习。如果你有在工业界一段时间的朋友，那太好了。向他们请求帮助。如果你不想打扰他们，你可以在 Gaino 上模拟面试。我认为互动练习总是比较好，因为整个面试过程比考试更像讨论。

什么不重要

一个常见的错误是，许多人对特定的技术过于重视。例如，他们在如何使用 AWS ，如何配置 Google 云平台以及如何使用特定的 Web 框架上花了很多时间。

我不是说这些没用，其实这些绝对是好东西。然而，从系统设计面试的角度来说，我认为面试官更关心对知识的理解而不是特定的技术。

例如，在讨论处理大数据时，作为一个面试官，我想讨论的是，如何将数据分发到多台机器上，如何将它们聚合到一起，以及如何平均分配负载。如果有人告诉我他将在 AWS 上使用 Hadoop，我会要求更多的细节，他最终还是会回答上面的所有问题。

经验法则是更多关注每个工具是如何设计的，而不是使用什么工具。

总结

系统设计面试的所有提示很难在一章内完成。我们将在下一篇文章中讨论一些现场策略。

如果本章只有一件事情，那么我希望现在就开始着手。大多数人花太多的时间来规划，但他们真正需要的是做东西。

顺便提一下，如果你想得到资深的面试官的更多指导，可以查看 Gainlo，以便与 Google，Facebook 等公司的工程师进行模拟面试。