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System Design
System Design — BigCat's Architecture Lab
> 分布式 · 可扩展性 · 真实案例拆解
Day 01
Scalability 基础
Vertical/Horizontal · L4/L7 LB · Stateless · 容量规划
Day 02
缓存 (Caching)
多层缓存 · LRU/LFU/ARC · Cache-aside · 失效难题
Day 03
数据库选型
SQL/NoSQL · OLTP/OLAP · ACID/BASE · 决策树
Day 04
数据库分片 (Sharding)
Hash/Range · 一致性哈希 · 热点 · Resharding
Day 05
复制 (Replication)
Leader/Multi/Leaderless · Sync/Async · 复制延迟 · Failover
Day 06
一致性 (Consistency)
Linearizable/Causal/Eventual · CAP/PACELC · HLC · 分层选型
Day 07
分布式事务 (Distributed Transactions)
2PC/3PC · Saga · Outbox · Idempotency
Day 08
消息队列 (Message Queues)
Kafka/RabbitMQ/SQS · 投递语义 · Backpressure · DLQ
Day 09
API 设计 (API Design)
REST/GraphQL/gRPC · 分页 · 版本管理 · 限流契约
Day 10
限流 (Rate Limiting)
Token/Leaky/Sliding/GCRA · 分布式计数 · 多维度 · 429 契约
Day 11
唯一 ID 生成 (Unique ID Generation)
UUIDv4/v7 · Snowflake · ULID/KSUID · 时钟回拨
Day 12
搜索系统 (Search Systems)
倒排索引 · Lucene Segment · Scatter-Gather · 向量检索 HNSW
Day 13
推荐系统 (Recommendation Systems)
双塔召回 · 多阶段漏斗 · Cold Start · 生成式推荐 TIGER
Day 14
Feed 系统 (Feed System)
Push/Pull/Hybrid · Fanout 写放大 · Timeline 存储 · Ranking Pipeline
Day 15
聊天系统 (Chat System)
WebSocket 长连接 · 消息存储分桶 · 递交保证 · E2E 加密
Day 16
视频流系统 (Video Streaming)
转码 Pipeline · Per-Title/Per-Shot · ABR · CDN/Open Connect
Day 17
支付系统 (Payment Systems)
幂等 Recovery Point · 双重记账 Ledger · Saga/Outbox · 三方对账
Day 18
订阅与计费 (Subscription & Billing)
生命周期状态机 · Proration 按秒 · 用量 Metering · 多货币与税
Day 19
地理系统 (Geospatial Systems)
Geohash/S2/H3 · 网格 vs R-Tree · haversine/ETA · Uber DISCO 地理分片
Day 20
计算作业系统 (Batch vs Stream)
批/流统一 · Lambda/Kappa · Event-time/Watermark · Exactly-once
Day 21
监控与可观测性 (Observability)
Metrics/Logs/Traces · OpenTelemetry 采样 · SLO/Error Budget · 分位数聚合陷阱
Day 22
上线与发布 (Deployment & Release)
Rolling/Blue-Green/Canary · 金丝雀分析 · Feature Flags · Expand-Contract 迁移
Day 23
可靠性 (Reliability)
断路器三态机 · 退避+Jitter 重试 · 舱壁隔离 · 优雅降级与 Load Shedding
Day 24
安全基础 (Security)
AuthN/AuthZ 边界 · OAuth2/OIDC + PKCE · JWT vs Session 撤销 · Secret 动态凭证
Day 25
系统设计面试 (System Design Interview)
范围界定 · 4 步框架+时间盒 · 出声推理与深挖 · Trade-off 表达
Day 26
容量估算与假设 (Capacity Estimation)
2 的幂+延迟数字 · DAU→QPS 峰值 · 存储/带宽/内存三件套 · 假设纪律与敏感性
Day 27
成本与容量工程 (Cost & Capacity Engineering)
排队论 headroom · Reactive/Predictive 扩缩 · FinOps 成本归因 · Rightsizing/Spot 采购三层
Day 28
CDN 与 Edge (CDN & Edge)
Anycast/BGP · Tiered Cache 回源收敛 · Purge/SWR 失效 · Edge Compute V8 Isolate
Day 29
文件存储 (File & Object Storage)
Object vs Block vs File 扁平 keyspace · 复制 vs 纠删码 11 个 9 · Multipart + presigned 直传 · 元数据强一致与热分区
Day 30
权限与账号系统 (Authorization)
RBAC/ABAC/ReBAC 关系元组 · 层级继承与 Zookie 撤销 · 多租户 RLS 隔离 · 哈希链审计不可篡改
Day 31
混合检索与重排序 (Hybrid Search & Reranking)
BM25 vs 稠密向量互补 · 召回/精排多阶段漏斗 · RRF 融合与 cross-encoder 重排 · query-biased snippet 高亮
Day 32
LLM 服务架构 (LLM Serving)
两阶段推理与 Continuous Batching · KV Cache/PagedAttention 显存瓶颈 · Prompt 缓存与前缀感知路由 · Cost/Latency/Quality 三角
Day 33
AI 产品后端 (AI Product Backend)
RAG 召回质量 contextual+hybrid+rerank · Agent loop 持久化执行可恢复 · Embedding 服务模型/索引版本绑定 · 人机协同审批门
Day 34
实时系统 (Real-time Systems)
TCP 队头阻塞与 UDP/WebRTC/QUIC 通道选型 · 客户端预测+服务器和解+插值 · 权威服务器 tick/delta/AOI 状态同步 · 协作编辑 OT/CRDT/LWW（Figma）
Day 35
物联网与边缘 (IoT & Edge)
MQTT pub/sub 与 QoS 分级 · 边缘减量与断网缓冲 · Kafka 削峰解耦背压 · 时序 DB Gorilla 压缩与基数爆炸
Day 36
区块链与分布式账本 (Blockchain & Distributed Ledger)
PoW/PoS/BFT 共识与 Sybil 抗性 · 智能合约确定性+gas+reentrancy · 哈希链/Merkle/链下存储可用性 · 三难与 L2 Rollup（Optimistic vs ZK）
Day 37
多租户 SaaS 架构 (Multi-tenant SaaS)
Silo/Pool/Bridge 隔离光谱 · 按 tenant_id 分片+RLS 防漏查与倾斜治理 · 噪声邻居 per-tenant 限流+公平队列 · 用量计量幂等+可重算计费
Day 38
数据湖与湖仓 (Data Lake & Lakehouse)
湖/仓/湖仓选型与开放列存 · Iceberg/Delta/Hudi 在 S3 上做 ACID（不可变文件+原子切快照+OCC）· 分层元数据剪枝+时间旅行+小文件治理 · 批流一体 COW vs MoR 与增量 ETL
Day 39
工作流引擎 (Workflow Engine)
持久化执行 event-sourcing+确定性重放 · 编排 vs 编舞 · Saga 补偿事务语义反做+前向/后向恢复 · Activity at-least-once+幂等键+心跳超时