模拟面试题：系统设计

模拟面试题：系统设计

题目：
假设你需要设计一个支持全球物流订单实时追踪的系统，类似国际版的“快递100”。请描述你的设计思路，包括但不限于以下方面：

1. 核心功能模块划分
2. 技术架构选型（如微服务、数据库、缓存等）
3. 如何保证高并发下的系统稳定性？
4. 如何解决跨国数据传输的延迟问题？

参考答案

1. 核心功能模块划分

• 订单管理模块：处理订单创建、状态更新（如已揽件、运输中、清关中、已签收）。
• 物流轨迹模块：实时记录并展示订单的GPS定位、运输节点（如港口、海关）。
• 清关服务模块：对接各国海关API，自动生成报关单并跟踪清关进度。
• 通知系统：通过邮件、短信或App推送通知用户关键状态变更。
• 数据分析模块：统计运输时效、异常率（如延迟、丢件），优化物流路径。

2. 技术架构选型

• 微服务架构：
  • 使用 Spring Cloud Alibaba（Nacos注册中心、Sentinel限流）拆分服务（订单服务、轨迹服务、清关服务）。
  • 通过 Dubbo 实现服务间通信，Zookeeper 管理分布式锁。
• 数据库设计：
  • MySQL 分库分表存储订单基础数据（按国家分库，按用户ID哈希分表）。
  • MongoDB 存储物流轨迹的时序数据（如GPS点位、时间戳），支持快速范围查询。
• 缓存与消息队列：
  • Redis Cluster 缓存热点订单数据（如用户频繁查询的订单），设置TTL避免冷数据占用内存。
  • RocketMQ 异步解耦订单状态变更和通知发送，确保最终一致性。
• 前端对接：
  • 提供 RESTful API 给前端（如订单查询接口 /api/v1/orders/{id}/tracking），使用 JWT 鉴权。

3. 高并发下的稳定性保障

• 限流与降级：
  • 使用 Sentinel 对查询接口限流（如每秒1000请求），超出阈值时返回友好提示（如“系统繁忙，请稍后重试”）。
  • 非核心功能降级（如清关进度查询失败时，返回“数据更新中”代替报错）。
• 弹性扩缩容：
  • 基于 Kubernetes 自动扩缩容无状态服务（如订单服务），根据CPU/内存负载动态调整Pod数量。
• 容灾设计：
  • MySQL主从复制（一主多从），从库跨机房部署；Redis多副本+哨兵模式。
  • 定期全量备份+增量备份到云存储（如AWS S3）。

4. 跨国数据传输优化

• CDN加速静态资源：
  • 物流地图、图标等静态文件通过 Cloudflare 或 AWS CloudFront 分发到全球边缘节点。
• 区域化数据中心：
  • 在北美、欧洲、亚洲部署独立集群，用户就近接入（如欧洲用户请求法兰克福机房）。
• 数据同步策略：
  • 关键数据（如订单状态）通过 RocketMQ 跨区域同步，容忍秒级延迟；非关键数据（如日志）异步同步。
• 协议优化：
  • 使用 gRPC（基于HTTP/2）替代部分REST API，减少连接数和头部开销。

面试官可能的追问

1. “如果GPS轨迹数据量非常大，MongoDB如何分片？”
   • 按时间范围分片（如每月一个分片），结合地理位置哈希（如经纬度网格），支持快速查询某时间段内的区域轨迹。
2. “清关失败如何自动重试？”
   • 设计状态机（如“待清关-清关中-成功/失败”），失败后触发告警并进入重试队列（最大重试3次），最终失败转人工处理。
3. “如何防止用户频繁查询拖垮系统？”
   • 对同一订单ID的查询请求，在Redis设置短期锁（如5秒内仅允许查询一次），结合布隆过滤器拦截无效订单ID。

通过这样的回答，你不仅展示了技术深度，还体现了对业务场景的理解（如清关、跨国延迟），这正是国际物流系统开发岗位的核心需求。