Distributed System 分布式系统设计概述
1.需求明确（Requirements clarifications）
因为系统设计往往是开放性的，而且答案不止一个，所以非常需要在一开始就弄清楚需求
以设计 Twitter 系统举例，一开始就要问清楚：
- 有多少用户, 会使用发推特和关注其他人服务？
- 是否也需要设计时间线（Timeline）的功能？
- 是否推特需要包括图片和视频？
- 是否只需要关注后端， 还是前端也需要开发？
- 是否用户可以搜索推特？
- 是否需要展示热搜主题？
- 是否需要发送推送新推特通知？
2.系统接口定义（System interface definition）
定义有哪些 API，不仅可以建立系统，而且可以确保不会偏离需求
以设计 Twitter 系统举例：
- postTweet(user_id, tweet_data, tweet_location, user_location, timestamp, …)
- generateTimeline(user_id, current_time, user_location, …)
- markTweetFavorite(user_id, tweet_id, timestamp, …)
3.初略的估算（Back-of-the-envelope estimation）
大致的估算系统的规模，可以帮助后面的详细设计
以设计 Twitter 系统举例：
- 系统大概规模多大？
- 新推特的数量，单条推特的访问量，每秒钟生成时间线的数量
- 多大的存储需要？
- 如果需要保存图片和视频，那么存储大小明显不同于纯文字
- 网络的带宽需要多大？
- 带宽决定了我们要怎么管理流量和负载均衡
4.定义数据模型（Defining data model）
定义数据模型可以表明数据将在系统的不同组件中怎么流通，并且指引数据的切分和管理（存储、传输、加密等）
使用什么数据库？ NoSQL 还是 MySQL？
使用什么存储图片和视频？
以设计 Twitter 系统举例：
- User: UserID, Name, Email, DoB, CreationData, LastLogin, etc.
- Tweet: TweetID, Content, TweetLocation, NumberOfLikes, TimeStamp, etc.
- UserFollowo: UserdID1, UserID2
- FavoriteTweets: UserID, TweetID, TimeStamp
5.概要设计（High-level design）
画一个框图，包含系统的大致组件（5到6个可能）
以设计 Twitter 系统举例：
- 需要不同的应用服务器来处理读/写请求，并且需要用到负载均衡来处理流量分发
- 如果读的流量很大（相比于写的），那么需要独立的服务器来处理这个场景
- 需要一个高效的数据库来存储数据
- 需要一个分布式文件系统来存储图片和视频
6.详细设计（Detailed design）
深入 2 到 3个组件进行设计
我们需要展示出不同的设计方法，以及他们之间的优缺点，怎么做取舍
以设计 Twitter 系统举例：
- 因为我们要处理海量的数据，那么我们需要怎么样切分数据分布到不同的数据库？
- 我们是否存储所有的用户数据到单数据库？
- 有可能出现哪些问题？
- 我们是否存储所有的用户数据到单数据库？
- 我们要怎么处理发推很多/关注很多人的狂热用户？
- 因为用户的时间线会包含最新最相关的推特，是否我们需要通过优化数据的存储方式来方便最快查找？
- 在哪一层需要引入缓存来加速，需要多大的缓存？
- 哪些组件需要更好的负载均衡？
7.指出和处理瓶颈（Identifying and resolving bottlenecks）
尽可能多的指出瓶颈，以及减轻它们的方式
以设计 Twitter 系统举例：
- 系统中是否有任意的单点失败的情况？
- 当一些服务器出问题时，是否有足够的数据备份？
- 是否有足够的服务备份，来避免系统整个挂掉？
- 怎么跟踪服务的性能？当一些重要的组件失效时是否能收到警报？