Java面试场景题大全精简版

1.分布式系统下如何实现服务限流

• 核心算法：
  • 固定窗口：将时间划分为固定窗口（如 1 秒），统计窗口内请求数，超过阈值则限流。实现简单但存在临界值突发流量问题。
  • 滑动窗口：将固定窗口拆分为多个小窗口，滑动计算请求数，缓解临界问题，但实现复杂度较高。
  • 漏桶算法：控制请求处理速率恒定，平滑流量，但无法应对突发流量。
  • 令牌桶算法：按固定速率生成令牌，请求需获取令牌才能处理，支持突发流量且灵活，是主流选择。
• 实现方式：
  • 单机限流：如 Guava 的RateLimiter（基于令牌桶）、Nginx 的limit_req模块。
  • 分布式限流：基于 Redis 实现（如用INCR统计请求数，结合过期时间模拟窗口；或用 Lua 脚本实现令牌桶），保证集群限流一致性。
• 应用场景：根据业务需求选择算法（如秒杀场景用令牌桶应对突发流量），并在网关层、服务层多维度限流。

2. 订单未支付过期自动关单方案

3. 秒杀系统设计

3.1 架构原则 “4 要 1 不要”

• 数据要少（减少传输与处理数据）、请求要少（合并 CSS/JS 等）、路径要短（减少中间节点）、依赖要少（区分强弱依赖）、不要有单点（服务无状态化）。

3.2 核心优化策略

• 动静分离：拆分静态数据（如商品标题）与动态数据（如库存），静态数据缓存至 CDN、浏览器，提升访问效率。
• 热点处理：识别静态热点（报名筛选）与动态热点（实时上报），通过缓存、限制、隔离（业务 / 系统 / 数据隔离）优化。
• 流量削峰：用消息队列缓冲、答题延缓请求、分层过滤（CDN→前台→后台→数据库）减少无效请求。
• 减库存设计：可选 “下单减库存”（防超卖）、“付款减库存”（可能超卖）、“预扣库存”（保留时间 + 自动释放），需保证数据一致性（如数据库字段设为无符号整数）。

4. 高并发系统设计（QPS 提升 10 倍）

• 硬件与架构：水平扩容、微服务拆分（降低耦合）。
• 通信优化：用 Dubbo 等 RPC 框架（性能是 Feign 的 10 倍），自带负载均衡、熔断降级。
• 中间件支撑：消息队列（削峰解耦）、三级缓存（本地缓存 + 分布式缓存 + 数据库）。
• 数据库优化：读写分离、分库分表（按用户 ID / 业务分片）。
• 高可用策略：熔断（隔离故障服务）、限流（控制请求量）、降级（弱依赖失效时保障核心流程）、预案与核对机制。

5. 其他核心系统设计要点

• 会员系统：ES 双中心主备集群（高可用）+ Redis 缓存（性能）+ MySQL 分库分表（存储），解决高并发查询与数据一致性。
• 优惠券系统：分库分表应对存储瓶颈，拆分子库存解决热点问题，本地缓存优化模板获取，支撑 10 万级 QPS。
• 短 URL 生成器：预生成短 URL（Base64 编码），用 HDFS 存储、Redis 缓存，支持百亿级规模与数万并发。
• 分布式链路跟踪：通过 TraceID 串联请求链路，记录各环节日志，用 ELK 栈分析，定位性能瓶颈。

6. 关键技术问题解决方案

• 库存超卖：用 Redis 原子操作（decr）、令牌桶（预生成库存令牌）、自旋锁或 CAS 乐观锁控制并发修改。
• 数据库选择：高并发场景不推荐关系数据库（B + 树索引 IO 成本高），可选用 LSM 树或列存储数据库。
• 同城多活：用 Otter 工具基于 binlog 同步数据，支持双机房故障自动切换，保障数据一致性。

7. 架构设计原则

• 分层设计：隔离关注点（表现层、逻辑层、数据层），便于复用与扩展。
• 动静分离：静态数据缓存至 CDN / 本地，动态数据按需加载，减少服务端压力。
• 限流熔断：通过令牌桶 / 漏桶算法限流，熔断故障依赖，保障系统在流量峰值下的可用性。

8. 短 URL 生成器设计

• 核心需求：将长 URL 转换为短 URL（如http://1.cn/ScW4dt），支持百亿级规模管理和数万级并发吞吐量，需解决无冲突、高并发访问及海量存储问题。
• 实现方案：
  • 短 URL 生成：采用预生成策略，通过随机数生成 6 个字符的短 URL（Base64 编码），利用布隆过滤器检查冲突，预生成 144 亿条（含 20% 冗余）存储于 HDFS。
  • 架构设计：用户请求经负载均衡到短 URL 服务器，生成短 URL 时从预加载服务器的内存中获取，同时将映射关系存入 HBase；访问短 URL 时优先查 Redis 缓存，未命中则查 HBase 并更新缓存。
  • 过期处理：每月清理过期（2 年）短 URL，回收资源并重写入预生成文件。

9. 支持万亿 GB 网盘系统（DBox）设计

• 核心功能：文件上传下载（支持断点续传）、文件共享、秒传、限流（向付费用户倾斜资源）。
• 关键技术：
  • 存储架构：元数据（用户信息、文件属性等）存于分库分表的 MySQL，文件内容切分为 4MB 块存储于 Ceph 对象存储，实现元数据与内容分离管理。
  • 秒传实现：通过文件 MD5、前 256KB MD5 及文件长度三重校验，若文件已存在则仅建立关联，不重复上传。
  • 限流策略：根据用户类型（免费 / VIP）限制并发连接数、线程数及传输速率，保障付费用户体验。

10. 支持 3 千万用户同时在线的短视频系统（QuickTok）设计

• 核心挑战：应对高并发访问的带宽压力（总带宽 88Tb）及海量存储（年新增 5200PB）。
• 架构设计：
  • 上传流程：用户上传视频经负载均衡到上传微服务，暂存文件后触发消息队列，视频处理器进行合规审查、转码等操作，最终存入 HDFS 和 CDN。
  • 播放优化：采用 CDN 分发，对粉丝超 10 万的大 V 视频主动推送至粉丝活跃区域的 CDN 节点，仅推送部分片段（基于完播率），降低带宽压力。
  • 缩略图推荐：结合大数据和机器学习，生成吸引用户的缩略图，通过实时推荐和离线训练优化点击率。

11. 基于 LBS 的交友系统（Liao）地理空间邻近算法

• 核心需求：为 10 亿用户快速匹配邻近用户，需高效计算用户间距离。
• 算法选择：
  • 排除方案：SQL 邻近算法（效率低）、地理网格算法（精度不足）、动态网格算法（实现复杂）。
  • 最终方案：GeoHash 算法，将经纬度编码为 5 个字符（网格约 25km²），存储于 Hash 表（key 为 GeoHash 值，value 为用户 ID 列表）。查询时先匹配当前网格用户，不足时扩展至周边 8 个网格，计算实际距离后返回结果。

12. 搜索引擎（Bingoo）设计

• 核心功能：全网内容爬取、索引构建、快速检索及结果排序。
• 关键组件：
  • 分布式爬虫：爬取网页存储于 HDFS，压缩后按固定格式（含 docID、URL、内容）存储。
  • 索引构建：生成 “docID→单词列表” 正排索引，再转换为 “单词→docID 列表” 倒排索引，通过 64 个索引桶并行处理提升效率。
  • 排序算法：采用 PageRank 算法，根据网页链接关系打分，结合用户搜索词相关性排序，确保结果准确性。

13. 微博系统（Weitter）应对热点事件的突发访问压力

• 核心功能：发微博、关注好友、刷微博（支持 10 万 QPS），需处理大 V 热点消息引发的高并发。
• 优化策略：
  • 推拉结合的信息流模式：在线用户采用推模式（实时更新好友微博列表），离线用户采用拉模式（登录时重建列表），平衡读写压力。
  • 缓存设计：缓存 7 天内微博（约 700G），大 V 用户 48 小时内微博本地缓存，减少数据库访问。
  • 数据库分片：按用户 ID 分片，避免大 V 数据集中导致的热点问题，限制用户日发微博上限（50 条）。

14. 限流器（Diana）设计

• 核心功能：部署于网关，对超限流规则的请求返回 503 响应，支持全局限流、账号 / 设备 / 资源限流。
• 限流算法：
  • 固定窗口：简单但可能短时间放过两倍请求，适合非核心场景。
  • 滑动窗口：拆分时间片滑动计算，避免固定窗口缺陷，精度更高。
  • 漏桶算法：控制请求处理速率，但会浪费空闲资源，适合特殊场景。
  • 令牌桶算法：默认算法，可在系统空闲时累积令牌，高效利用资源，支持突发流量。

15. 敏感数据加解密平台（Venus）设计

• 核心需求：保障敏感数据（手机号、密码等）存储和传输安全，解决密钥分散、版本管理混乱等问题。
• 安全策略：
  • 密钥管理：密钥分片存储于异构服务器（文件服务器 + 数据库），需多角色协同才能获取完整密钥，避免泄露。
  • 加解密流程：应用通过 SDK 调用服务，SDK 缓存密钥和算法，首次调用需从服务端获取，保障性能和可靠性。
  • 版本控制：支持多版本密钥，加密时嵌入版本信息，解密时根据版本获取对应密钥，避免密钥升级导致的数据不可解。

16. 支持 5 亿用户的网约车系统（Udi）设计

• 核心规模：日活乘客 5 千万、司机 2 千万，日订单 6 千万，需处理长连接和实时派单。
• 关键模块：
  • 长连接管理：司机 App 通过 TCP 长连接每秒上传位置，由 TCP 管理服务器分配连接节点，用 Redis 记录连接关系，确保消息准确推送。
  • 派单算法：基于 Redis GeoHash 计算乘客附近司机，结合地理系统规划路径，聚合 3 秒内订单批量派单，最小化整体等待时间。
  • 订单状态模型：覆盖 “创单→派单中→已派单→行程中→待支付→已完成” 全生命周期，确保流程无遗漏。

17. 双十一预约抢购系统设计

• 核心阶段：商品预约、等待抢购、商品抢购、订单支付。
• 技术方案：
  • 预约阶段：用 Redis 分布式锁控制资格发放，避免超量。
  • 等待阶段：页面静态化并缓存于 CDN，对动态接口限流（如 Nginx 模块），应对流量突增。
  • 抢购阶段：消息队列削峰，Redis 预扣库存，订单表分库分表，避免数据库压力过大。
  • 支付阶段：支付回调后异步更新订单状态，用本地消息表确保积分累计等非核心流程的最终一致性。

18. 千万级流量架构设计

• 前端优化：减少请求（合并 CSS/JS、图片）、页面静态化（CDN 缓存）、边缘计算（CDN 节点提供计算能力）。
• 后端优化：
  • 网络层面：专线和 CDN 优化，减少延迟。
  • 架构层面：动静分离、集群部署、数据隔离、服务拆分、异步驱动（消息队列）。
  • 性能保障：明确指标（如 100 万并发内 TP99=2s）、限流保护、快速扩容（3 分钟内完成）、全流程性能优化。

19. 支持 10 万 QPS 的 RPC 框架设计

• 性能优化：
  • 网络传输：采用多路 I/O 复用模型（如 epoll），开启 tcp_nodelay 关闭 Nagle 算法，减少延迟。
  • 序列化方式：优先选择 Protobuf/Thrift（性能高、跨语言），JSON 适合低要求场景。
  • 调用流程：客户端序列化请求→网络传输→服务端反序列化并调用→返回结果，优化每个环节的耗时。

20. 蓝绿发布实现

• 核心目标：微服务不停机升级，降低部署风险。
• 实现思路：部署两套环境（蓝绿），蓝环境为当前版本，绿环境部署新版本。升级时将流量逐步切至绿环境，验证无误后全量切换，故障时可快速回滚至蓝环境，确保服务连续性。

21. 如何根据应用场景选择合适的消息中间件？

• 应用场景：核心为异步解耦（如用户注册后异步赠送积分、优惠券，降低模块耦合）和削峰填谷（如外卖订单创建时，通过消息队列缓冲瞬时流量，保护下游系统）。
• 技术选型：
  • RabbitMQ：支持优先级队列等功能，但消息堆积能力较弱，适合中小规模场景，团队技术栈为 Golang 时优先考虑。
  • RocketMQ：性能优秀，支持消息重试、过滤、轨迹等功能，适合核心业务场景，Java 技术栈优先考虑。
  • Kafka：高吞吐量，擅长日志、大数据流式计算场景，适合数据量极大的场景。
  • 选型需结合性能、扩展性、团队技术栈及功能需求，避免过度依赖单一中间件特性。

22. 如何提升 RocketMQ 顺序消费性能？

• 顺序消费原理：基于队列级别的顺序保证，通过加锁（Broker 端队列锁、消费端 MessageQueue 和 ProcessQueue 锁）实现，但并发度受队列数量限制。
• 设计缺陷：多次加锁导致并发性能低。
• 优化方案：
  • 关联顺序性：区分不同业务的顺序需求（如同一用户的操作需顺序，不同用户可并发）。
  • 线程模型优化：按消息 Key 的哈希值路由到不同消费线程，同一 Key 的消息串行处理，不同 Key 并行，提升并发度。
  • 核心是通过细化锁粒度，在保证业务顺序的前提下提高并行处理能力。

23. 使用分布式调度框架该考虑哪些问题？

• 核心场景：保证分布式事务一致性（如用户注册后消息发送与数据库操作的一致性）。
• 解决方案：采用 “本地消息表 + 定时任务”，通过 ElasticJob 实现定时调度：
  • 本地消息表记录待发送消息，确保数据库操作与消息记录在同一事务。
  • 定时任务通过分片机制拉取待处理消息，发送到 MQ 并更新消息状态。
  • 支持流式任务，通过循环拉取处理数据，提升实时性；处理失败时通过重试机制补偿。
• 关键要点：任务分片、故障转移、流式处理及消息重试策略。

24. 同城多活方案中如何实现机房之间的数据同步？

• 核心数据中心设计：主库集中在一个机房，通过主从同步至备份机房，适合机房距离≤50 公里场景，但存在主从延迟、故障切换复杂等问题。
• Otter 工具：基于 Canal 监控 MySQL 的 Row Binlog，实现跨机房双向同步：
  • 解决数据冲突（行冲突通过时间戳，字段冲突通过合并或回源查询）。
  • 支持多机房拓扑（星形、级联），但推荐同城双活，避免跨城市高延迟。
• 注意事项：使用 SnowFlake 算法避免主键冲突，表结构变更需兼容，双向同步表无默认值且必须有主键。

25. 微服务架构下如何进行系统拆分？

• 拆分思路：
  • 从上到下梳理业务流程，按阶段（如计划排期、生产交付、售后）划分领域。
  • 从下到上分析数据依赖，按实体职责拆分（如订单与排期分离），避免数据交叉频繁。
• 服务抽象：
  • 被动抽象法：提取公共逻辑为公共服务，适合初期项目。
  • 动态辅助表：通过辅助表存储业务特性数据，贴近业务但隔离性差。
  • 强制标准接口：底层服务仅提供标准功能，业务个性部分由上层实现，降低耦合。
• 原则：确保拆分后模块职责单一，数据依赖清晰，便于维护和扩展。

26. 如何解决高并发下库存抢购超卖少买问题？

• 常见方案：
  • 原子操作：使用 Redis 的decr等原子命令，避免超卖，失败时需补偿库存。
  • 令牌库存：用 Redis 的 List 存储令牌，用户抢库存时获取令牌，避免负数问题。
  • 多库存秒杀：拆分库存到多个 Key，随机扣减；库存不足时需判断是否允许部分购买。
  • 锁机制：自旋互斥锁（适合多步操作）、CAS 乐观锁（争抢少时效率高）、Redis Lua 脚本（保证多操作原子性）。
• 核心：减少锁争抢，利用原子操作或分布式锁保证库存一致性。

27. 高并发下数据写入为何不推荐关系数据库？

• 关系数据库限制：基于 B+Tree 索引，树深度随数据量增加导致 IO 增多，写入性能下降；主从架构下主库压力集中，不适合高并发写入。
• 替代方案：
  • LSM Tree：如 RocksDB，通过内存暂存 + 顺序写磁盘，合并小文件减少 IO，适合写多读少场景。
  • 列存储数据库：按列存储，适合数据分析场景，减少无效 IO，压缩效率高。
  • HTAP：融合 OLAP 和 OLTP，同一数据支持行 / 列存储，自动选择引擎优化查询。
• 结论：关系数据库适合事务性操作，高并发写入需结合 LSM Tree 或列存储等方案。

28. 如何设计分布式链路跟踪系统？

• 核心组件：基于 ELK 栈（Filebeat 收集、Kafka 传输、Elasticsearch 存储、Kibana 分析）。
• 关键设计：
  • TraceID：标识单次请求，贯穿整个调用链路。
  • RPCID/SpanID：RPCID（层级计数器）或 SpanID（链式依赖）记录调用关系，串联日志。
  • 日志规范：JSON 格式，包含类型（请求、数据库操作、错误等）、时间戳、耗时等字段，支持 Metrics 统计。
  • 埋点 SDK：通过 AOP 或侵入式埋点，记录调用链路信息，确保日志全量且格式统一。
• 优势：全量日志跟踪，支持问题排查、性能分析及调用关系可视化。

29. 如何优化架构缓解流量压力提升并发性能？

• 可预估用户量场景：如游戏房间，通过调度服务分配集群，限制单服房间数，精准控制资源。
• 不可预估用户量场景：如直播互动：
  • 聊天：合并重复消息，通过队列缓冲，批量拉取降低压力。
  • 答题：客户端延迟请求，预加载题目，异步提交结果。
  • 点赞：客户端合并操作，服务端通过多层汇总（本地缓存→二级缓存→核心缓存）分散压力。
  • 打赏 / 购物：按用户 ID 分片，通过代理服务动态扩容，支持热迁移切片。
• 服务降级：通过队列缓冲或限流，牺牲部分实时性保证系统稳定。

30. 复杂架构为何需要分层设计？

• 分层优势：
  • 简化设计：不同团队专注某一层（如表现层、逻辑层），降低复杂度。
  • 复用性高：提取通用层（如 Manager 层）供多系统使用。
  • 便于扩展：针对瓶颈层（如 CPU 密集的逻辑层）单独扩容，降低成本。
• 分层实践：参考阿里架构，分为终端显示层、开放接口层、Web 层、Service 层、Manager 层、DAO 层，各层职责清晰，通过 Manager 层封装通用能力，Service 层编排业务逻辑，实现高内聚低耦合。

31. 分布式事务常见解决方案及适用场景

• 核心问题：保证跨服务操作的数据一致性（如下单时扣库存与创建订单需同时成功或失败）。
• 解决方案：
  • 2PC（两阶段提交）：分准备和提交阶段，强一致性但性能差，适合银行等对一致性要求极高的场景。
  • TCC（Try-Confirm-Cancel）：业务层拆分三个操作，灵活性高但开发成本高，适合核心业务（如支付）。
  • 本地消息表：通过本地事务记录消息，定时同步至 MQ，最终一致性，适合非核心场景（如积分发放）。
  • SAGA 模式：长事务拆分为短事务链，失败时逆向补偿，适合长流程业务（如订单履约）。
  • 选择原则：优先最终一致性方案降低复杂度，核心场景按需选择强一致性方案。

32. 缓存三大问题（雪崩、穿透、击穿）及解决办法

• 缓存雪崩：大量缓存同时失效，请求直达数据库。
  解决：过期时间加随机值避免同时失效；多级缓存（本地缓存 + 分布式缓存）；熔断降级保护数据库。
• 缓存穿透：查询不存在的数据，缓存无命中，频繁访问数据库。
  解决：布隆过滤器过滤无效请求；缓存空值（短期过期）；接口层校验拦截。
• 缓存击穿：热点 Key 突然失效，大量请求冲击数据库。
  解决：互斥锁（如 Redis 的 SETNX）控制并发重建缓存；热点数据设置永不过期；异步后台更新缓存。

33. JVM 性能优化核心要点

• 内存模型：区分堆（新生代、老年代）、方法区、直接内存，避免 OOM（如新生代过小导致频繁 GC，老年代溢出）。
• 垃圾回收：
  • 年轻代用 Minor GC（复制算法），老年代用 Major GC（标记 – 清除 / 整理）。
  • 选合适收集器：G1 适合大堆场景，ZGC/Shenandoah 适合低延迟需求。
• 调优参数：
  • 堆大小：-Xms=-Xmx避免动态扩容；新生代占比 1/3~1/2。
  • 收集器参数：-XX:+UseG1GC启用 G1，-XX:MaxGCPauseMillis控制延迟。
• 问题排查：用 jstack 分析线程阻塞，jmap 查看内存快照，Arthas 实时诊断线上问题。

34. 并发编程关键技术及实践

• 线程池：核心参数（核心线程数、最大线程数、队列、拒绝策略）需匹配业务（CPU 密集型：线程数≈核数；IO 密集型：线程数≈2 * 核数）。
• 线程安全：
  • 同步机制：synchronized（自动释放锁）、ReentrantLock（可中断、超时）。
  • 可见性：volatile 禁止指令重排，保证多线程数据可见。
  • 原子类：AtomicInteger 等通过 CAS 避免锁竞争。
• 并发容器：
  • ConcurrentHashMap（分段锁→CAS 优化，线程安全）。
  • CopyOnWriteArrayList（读写分离，适合读多写少）。
• 锁优化：偏向锁→轻量级锁→重量级锁的升级机制，减少锁竞争（如缩小同步代码块范围）。

35. 微服务治理核心组件及作用

• 服务注册发现：Nacos/Eureka 管理服务地址，支持动态扩缩容，避免硬编码。
• 配置中心：Nacos/Apollo 集中管理配置，动态推送更新（如开关、限流阈值），无需重启服务。
• 熔断降级：Sentinel/Hystrix 监控服务健康，故障时熔断避免级联失败，降级返回兜底数据。
• API 网关：Spring Cloud Gateway 路由请求、鉴权、限流、日志收集，统一入口简化调用。
• 链路追踪：Sleuth+Zipkin 追踪跨服务调用，定位性能瓶颈和异常节点。

36. 分布式 ID 生成方案及选型

• 核心需求：保证全局唯一、趋势递增（利于数据库索引）、高可用、高性能。
• 常见方案：
  • UUID/GUID：简单易用，但无序且占空间大，不适合作为数据库主键。
  • 数据库自增 ID：单机可行，分布式场景下需分库分表配合自增步长，易引发 ID 冲突。
  • 雪花算法（Snowflake）：64 位 ID，包含时间戳、机器 ID、序列号，支持分布式且趋势递增，需保证机器 ID 唯一。
  • Redis 自增：利用INCR命令生成，性能高但依赖 Redis 可用性，需做好持久化。
• 选型建议：高并发场景优先选雪花算法，简单场景可用 Redis 自增，避免 UUID 作为主键。

37. 分库分表后如何解决跨库事务问题

• 挑战：传统单机事务无法覆盖多库表操作，易出现数据不一致。
• 解决方案：
  • 最终一致性方案：基于本地消息表 + 定时任务，通过消息队列异步补偿，适合非核心业务。
  • TCC 模式：Try（预留资源）、Confirm（确认提交）、Cancel（取消释放），业务侵入性高，适合核心场景（如支付）。
  • SAGA 模式：将长事务拆分为短事务链，失败时执行逆向补偿操作，适合流程型业务。
• 注意事项：优先保证核心业务数据一致性，非核心业务可接受最终一致性以降低复杂度。

38. 如何设计高可用的 Redis 集群

• 架构选型：
  • 主从复制：主库写入，从库只读，解决单节点读压力，但主库故障需手动切换。
  • 哨兵模式（Sentinel）：自动监控主从节点，主库故障时自动切换从库为主库，提升可用性。
  • Redis Cluster：分片存储数据，每个分片有主从节点，支持水平扩容，适合大规模数据场景。
• 关键优化：
  • 避免大 Key（如超过 100KB），防止阻塞集群。
  • 合理设置内存淘汰策略（如allkeys-lru），防止 OOM。
  • 开启 AOF+RDB 混合持久化，兼顾数据安全性和恢复速度。

39. 如何优化 MySQL 查询性能

• 索引优化：
  • 建立合适索引（如主键索引、联合索引），避免索引失效（如使用!=、函数操作索引列）。
  • 联合索引遵循 “最左前缀原则”，合理安排字段顺序。
• SQL 优化：
  • 避免SELECT *，只查询必要字段。
  • 减少子查询，改用 JOIN；避免OR，改用UNION。
  • 大表分页用WHERE id > 上一页最大ID替代LIMIT offset, rows。
• 架构优化：
  • 读写分离：主库写入，从库读取，分散压力。
  • 分库分表：按业务维度（如用户 ID）拆分，降低单表数据量。
  • 缓存热点数据：将高频查询结果放入 Redis，减少数据库访问。

40. 微服务接口设计原则

• 单一职责：一个接口只处理一个业务场景（如 “创建订单” 和 “查询订单” 分离），避免接口臃肿。
• 幂等性：通过唯一标识（如订单号）保证重复调用结果一致，防止重复提交（如支付接口）。
• 版本控制：接口 URL 包含版本号（如/api/v1/order），便于迭代兼容旧版本。
• 限流降级：接口层设置限流规则（如 QPS 阈值），异常时返回降级响应（如默认数据）。
• 清晰的错误码：自定义错误码（如 10001 代表参数错误），便于问题排查和前端处理。

41. 如何设计分布式锁

• 核心要求：互斥性、安全性（避免死锁）、可用性、公平性。
• 实现方案：
  • Redis 分布式锁：使用SET key value NX PX命令加锁，Lua 脚本解锁，需设置过期时间防止死锁，集群场景需考虑 RedLock 算法。
  • ZooKeeper 分布式锁：基于临时节点，节点创建成功即获锁，会话过期自动释放，天然避免死锁，性能略低于 Redis。
• 注意事项：加锁后需验证锁持有者身份，避免误释放；长时间任务需定时续期锁（如 “看门狗” 机制）。

42. 如何应对大促场景下的数据库压力

• 事前准备：
  • 扩容数据库实例，增加从库数量分担读压力。
  • 预热缓存，将热点数据（如商品信息）提前加载到 Redis。
  • 分库分表扩容，拆分大表降低单表压力。
• 事中优化：
  • 读写分离，强制热点读走缓存。
  • 限制非核心业务访问（如关闭评论、推荐等非交易功能）。
  • 使用队列异步处理非实时操作（如订单日志、统计数据）。
• 事后处理：
  • 监控数据库慢查询，及时优化 SQL。
  • 复盘流量峰值，调整扩容策略和缓存方案。

43. 如何设计一个延迟队列

• 应用场景：订单超时未支付自动关闭、定时任务（如到期提醒）。
• 实现方案：
  • JDK DelayQueue：基于内存，简单易用但不适合分布式场景，数据易丢失。
  • Redis zset：将延迟任务作为 zset 成员，score 为过期时间戳，定时扫描到期任务，适合中小规模场景。
  • 消息队列延迟消息：如 RocketMQ 的延迟级别、RabbitMQ 的死信队列，可靠性高，适合分布式系统。
• 选型建议：分布式场景优先用消息队列延迟消息，简单场景可用 Redis zset。

44. 如何保证缓存与数据库数据一致性

• 更新策略：
  • Cache Aside Pattern：更新数据库后删除缓存，读数据时先查缓存，未命中则查库并回写缓存，避免缓存脏数据。
  • 读写锁：更新时加写锁，防止并发读写导致的数据不一致。
• 异常处理：
  • 缓存删除失败时，通过定时任务对比数据库与缓存数据，修复不一致。
  • 对热点数据设置较短过期时间，加速脏数据淘汰。
• 核心原则：优先保证数据库数据正确，缓存作为辅助，允许短暂不一致但需最终一致。