【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_id 和 content_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。