【后端】系统设计类题目汇总五

40 设计一个点赞系统(开放设计: 怎么设计表 用什么存储 怎么处理高并发 容错等)

设计一个点赞系统需要考虑多个方面,包括数据库设计、存储选择、高并发处理、容错机制等。以下是一个高层次的设计方案:

1. 数据库设计

a. 表结构
  • 点赞记录表

    • user_id:用户ID。
    • content_id:内容ID(比如文章、评论等)。
    • timestamp:点赞时间。
    • 可以考虑使用复合主键(user_id, content_id),确保同一用户对同一内容的点赞唯一性。
  • 内容统计表

    • content_id:内容ID。
    • likes_count:点赞总数。
b. 索引优化
  • 对于点赞记录表,根据查询需求,可能需要对 user_idcontent_id 建立索引。

2. 存储选择

  • 关系型数据库(如MySQL):适用于存储结构化的点赞记录,易于维护数据的一致性和完整性。
  • NoSQL数据库(如Redis):适用于缓存点赞计数,提高读取性能,尤其在高并发场景下。

3. 处理高并发

  • 使用缓存

    • 将点赞计数存储在内存缓存(如Redis)中,以提高读取性能。
    • 定期(或基于特定条件)将缓存中的点赞数同步更新到数据库。
  • 异步处理

    • 将用户的点赞操作异步处理,比如使用消息队列(如RabbitMQ或Kafka)。
    • 用户点赞操作首先写入消息队列,然后由后端服务异步更新数据库。

4. 容错和数据一致性

  • 分布式锁

    • 在更新点赞计数时使用分布式锁,以保持数据一致性。
  • 事务管理

    • 在更新点赞记录和点赞计数时使用事务,确保操作的原子性。
  • 冗余和备份

    • 对数据库进行定期备份。
    • 在关键组件(如数据库、缓存服务器)上实施冗余,以提高系统的容错能力。

5. 扩展性考虑

  • 数据库分片(Sharding):

    • 当数据量增大时,考虑对数据库进行分片,分散负载。
  • 负载均衡

    • 使用负载均衡器分配网络请求,特别是在微服务架构中。

6. 安全性考虑

  • 防止重复点赞

    • 确保系统能够处理重复的点赞请求,避免数据不准确。
  • 接口限流

    • 实现API限流,防止恶意请求或过载。

结论

设计一个点赞系统是一个复杂的任务,需要考虑性能、可扩展性、容错能力和数据一致性等多个方面。通过结合关系型和NoSQL数据库、实施缓存和异步处理、以及采取适当的容错和安全措施,可以构建一个高效且稳定的点赞系统。