MST

星途 面试题库

面试题:缓存设计之专家难度:复杂业务场景下缓存与消息队列联动的性能调优与成本控制

在一个拥有多种复杂业务逻辑(如社交平台同时涉及用户动态发布、点赞、评论等)且用户量庞大的系统中,既要保证缓存与消息队列联动的高性能,又要控制成本。请从缓存策略(如缓存淘汰算法选择、缓存粒度设计)、消息队列配置(如分区策略、消息持久化策略)等方面详细阐述你的设计思路和优化方法。
30.7万 热度难度
后端开发缓存设计

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试

缓存策略

  1. 缓存淘汰算法选择
    • LRU(最近最少使用):在这种复杂业务且用户量庞大的系统中,LRU较为合适。例如在社交平台中,用户动态浏览历史符合“最近使用”特性。对于用户近期频繁查看的动态、点赞记录等数据,LRU算法能优先保留,淘汰长时间未被访问的数据,以保证缓存中存放的是热点数据,提高缓存命中率。
    • LFU(最不经常使用):可作为补充策略。在某些场景下,如一些小众但长期存在的兴趣小组相关内容,LFU能根据数据的访问频率进行淘汰,避免因偶尔访问一次就长期占用缓存空间,与LRU结合能更好适应不同类型数据的缓存需求。
  2. 缓存粒度设计
    • 粗粒度缓存:对于一些共性数据,如社交平台的全局配置信息(如允许的最大评论字数、平台公告等),采用粗粒度缓存。这样可以减少缓存的管理开销,因为这类数据更新频率低,一次缓存命中能服务大量用户请求。
    • 细粒度缓存:针对用户个性化数据,如每个用户自己的动态、点赞列表等,采用细粒度缓存。这样可以精确控制缓存更新,当用户有新动态发布或点赞操作时,仅更新该用户相关的细粒度缓存,而不影响其他用户数据,同时也能提高缓存命中率,因为不同用户对自己的数据访问频率高。

消息队列配置

  1. 分区策略
    • 按用户ID哈希分区:在社交平台中,很多操作与用户相关,如用户动态发布、点赞、评论。按用户ID进行哈希分区,可以将同一用户的所有相关消息集中在一个或几个固定分区中。这样在处理消息时,对于特定用户的操作能保证顺序性,例如先处理用户发布动态消息,再处理点赞和评论消息,避免出现消息处理混乱的情况。同时,有利于并行处理不同用户的消息,提高整体处理效率。
    • 按业务类型分区:对于不同类型的业务,如动态发布、点赞、评论等,分别划分不同的分区。这样可以针对不同业务的特点进行单独优化,例如动态发布可能数据量较大,对处理速度要求高,可以分配更多的资源处理该分区消息;而点赞和评论相对数据量小,但频率高,可采用不同的处理策略,提高系统整体性能。
  2. 消息持久化策略
    • 选择合适的持久化方式:如采用磁盘持久化,确保消息在系统故障等情况下不丢失。但为了平衡性能和成本,对于一些非关键业务消息(如点赞消息,丢失后可通过重新计算等方式恢复),可以采用异步持久化方式,先将消息快速写入内存队列,再异步持久化到磁盘,提高消息处理的吞吐量。
    • 数据备份与恢复:定期对持久化的消息数据进行备份,防止磁盘损坏等物理故障导致数据丢失。同时,设计良好的恢复机制,在系统故障恢复后,能够快速从备份数据中恢复消息队列状态,保证业务的连续性。
    • 成本控制:在选择持久化存储介质时,考虑使用性价比高的存储设备,如普通机械硬盘存储历史消息,固态硬盘存储近期活跃消息,以平衡存储成本和读写性能。