本文是一位拥有7年从业经验的技术架构师分享的面试笔记。笔记中涵盖了他在TiKV架构上实现Redis协议支持、在饿了么项目中使用Go语言进行代码访问、深入学习和探讨数据分片技术、解释Raft协议在数据写入过程中的作用、分享设计分片方案时权衡各种因素的经验、谈论TiDB存储技术的看法和使用体验、介绍使用RocksDB作为单机存储部分的经历、强调Raft协议信任机制的重要性、分享实现分片元数据服务的具体做法和经验教训、以及讲述在多个项目中遇到的最大挑战及解决方法。
岗位： 技术架构师 从业年限： 7年
简介： 我是一名拥有7年经验的TiKV技术架构师，擅长解决分布式系统中的数据分片和事务处理问题，熟悉TiDB存储技术和Raft协议。
问题1：请简述你在TiKV架构上实现Redis协议支持的过程和遇到的挑战，以及你是如何解决这些挑战的？
考察目标：考察被面试人解决问题的能力和在复杂环境中的技术应用能力。
回答：
问题2：你在饿了么项目中使用Go语言进行代码访问时，特别提到了事务处理的支持。你能详细说明一下这个事务处理的实现细节吗？
考察目标：评估被面试人的Go语言编程能力和对事务处理的深入理解。
回答：
问题3：你提到过对分布式系统中的数据分片技术进行了深入学习和探讨。请你分享一下你在数据分片方面的一个成功案例，并说明你是如何选择和实现分片方式的？
考察目标：考察被面试人的实际应用能力和对分布式系统技术的理解。
回答： 随着用户和商品数量的激增，我们的电商平台后端系统需要处理的数据量变得极其庞大，传统的单机存储方案已经难以满足需求。为了解决这个问题，我带领团队决定采用数据分片技术。
我们首先分析了数据的特征，发现用户ID和商品ID是两个非常适合进行分片的字段。为了确保数据均匀分布并简化实现，我们选择了哈希分片方式。具体来说，就是根据这两个字段的哈希值来决定数据存储到哪个节点上。
在实施过程中，我们首先定义了分片规则，即根据用户ID和商品ID的哈希值来决定数据存储的位置。接下来，我们开始了数据迁移的工作，这一步骤至关重要，因为它直接影响到系统的稳定性和后续的性能。我们仔细规划了迁移过程，确保数据的一致性和完整性，同时最大限度地减少了对用户的影响。
随后，我们进行了系统开发，开发相应的存储接口和查询逻辑，确保数据可以正确地被读取和写入。最后，上线后我们持续监控系统的性能，根据实际情况对分片策略进行调整和优化，以确保系统始终能够高效运行。
通过这一系列步骤，我们的系统在处理用户请求时响应速度显著提升，系统的吞吐量增加了约50%。同时，由于数据均匀分布，单个节点的负载也得到了有效控制，避免了单点故障的风险。这个案例不仅展示了数据分片技术的强大威力，也为我在未来的工作中处理类似问题提供了宝贵的经验。
问题4：在TiKV中，数据的写入是通过Raft协议的接口来完成的。你能详细解释一下Raft协议在数据写入过程中的具体作用吗？
考察目标：评估被面试人对Raft协议的理解及其在实际应用中的表现。
回答：
问题5：你提到过在学习分布式系统时，考虑了分片的多个因素，如划分标准、动态扩展能力等。请你分享一下你在设计分片方案时是如何权衡这些因素的？
考察目标：考察被面试人的系统设计能力和对分布式系统设计的全面考虑。
回答： 在设计分片方案的时候，我首先会去明确那个划分标准到底是什么。就拿我们TiKV的项目来说吧，我们是按照用户ID来进行分片的。为啥选用户ID呢？因为这样可以使得数据都分布得比较均匀，查询起来也方便。就像我们平时购物，如果商品都放在一个地方，那去查找东西就特别简单，直接去对应的货架找就行。分片也是这个道理，通过把数据分散到不同的分片上，我们可以让查询变得更高效。
然后呢，我就会考虑这个分片方案能不能够支持动态扩展。就像我们的系统一样，用户量每天都在变，商品种类也在不断增多。如果分片方案一开始就固定死了，那后期想扩展就麻烦了。所以我在设计的时候，就尽量让分片方案具有足够的灵活性，方便后期进行扩展。
当然了，也不能保证分片就绝对不会出问题。所以我还得考虑怎么处理可能出现故障的分片。我的做法是给每个分片都配上几个备份节点。这样，就算某个分片出了问题，其他分片仍然可以继续提供服务，确保整个系统的稳定运行。
此外，我还特别注重元数据的管理。分片元数据包括分片的位置、大小、状态等等信息，这些信息对于维护分片方案的稳定性和性能都是至关重要的。我会设计一套高效的元数据管理系统，它可以实时监控分片的状态，并在元数据发生变化时自动调整分片方案。
最后呢，我会根据具体的业务需求和系统负载来调整分片策略。比如，在流量高峰期，我可能会增加一些分片以分散负载；而在流量低谷期，则可能会合并一些分片以节省资源。这就是我在设计分片方案时，综合考虑了划分标准、动态扩展能力、故障处理、元数据管理和业务需求等多个因素的方法。
问题6：你在学习TiDB技术内幕时，了解到了存储技术的细节。请你谈谈你对TiDB存储技术的看法，以及这些技术在实际应用中的表现如何？
考察目标：评估被面试人对TiDB技术的理解和实际应用能力。
回答：
问题7：你在系统中采用了RocksDB作为单机存储的一部分。请你谈谈RocksDB的特点，以及你在使用过程中遇到了哪些挑战，又是如何解决的？
考察目标：考察被面试人对RocksDB的了解和实际应用能力。
回答：
问题8：你在实现数据写入通过Raft接口的过程中，特别强调了Raft协议的作用。请你谈谈你对Raft协议的信任机制的理解，并说明其在分布式系统中的重要性。
考察目标：评估被面试人对Raft协议信任机制的理解及其在分布式系统中的应用。
回答：
问题9：你在学习分布式系统时，提到了分片元数据的记录和管理。请你分享一下你在实现分片元数据服务时的具体做法和经验教训。
考察目标：考察被面试人的元数据管理能力和在实际项目中的应用经验。
回答： 在实现分片元数据服务的时候呀，我觉得最重要的是要保证元数据的完整性和一致性。咱们采取了分布式存储的方式，还用了像Raft协议这样的东西来确保所有节点的数据都是一致的。当然啦，为了方便查找和管理元数据，我还特意设计了个高效的索引系统，用的是B+树结构，这样查询起来就快多了。而且啊，我还引入了缓存机制，把那些经常被访问的热点元数据存到缓存里，这样能减轻存储系统的负担。
还有啊，在实现分片元数据服务的过程中，我遇到了一些性能方面的挑战。为了提高系统的响应速度，我就采取了异步写入和批量处理的技术。这样一来，多个元数据更新操作就能合并成一个大的操作，降低了网络开销和系统负载。另外呢，我还对存储系统做了一些优化，让读写性能都得到了提升。
在处理元数据一致性的问题上，我引入了分布式锁机制。这样就确保了同一时间只有一个节点能去更新某个分片元数据。同时，我还设计了冲突检测和处理机制，当有两个或多个节点同时更新同一个分片元数据时，系统能自动检测到并处理这些冲突，保证数据的准确性。
最后啊，在团队合作这块儿，我觉得沟通特别重要。我跟团队成员之间积极地交流、分享经验和想法，同时也愿意听取他们的意见和建议。这样我们才能一起把项目做得更好，提高成功的几率。
问题10：你在多个项目中积累了丰富的分布式系统经验。请你谈谈你在这些项目中遇到的最大挑战是什么？你是如何克服的？
考察目标：评估被面试人的问题解决能力和在复杂项目中的表现。
回答： 通过这些项目的实施，我深刻体会到了分布式系统设计的复杂性和挑战性。我掌握了数据分片、负载均衡、故障恢复和数据一致性等关键技术，并积累了许多宝贵的实践经验。这些技能和经验将对我未来的职业发展产生积极影响。
点评： 通过。
