這禮拜繼續讀 <System Design Interview- An insider’s guide> 第三章。

Chapter 3: 系統設計面試的框架

這章要介紹的是，如何進行一個系統設計面試。這章應該是讀到目前為止讓我最有感的一章了吧。

首先，他提到了一個重要的問題：「為什麼公司要考系統設計？」

考系統設計的原因，不是因為公司想要找到一個可以設計出 Google 搜尋引擎的完美工程師，或是一個十分精通於設計的人才。相反的，一場成功的系統設計面試可以探測到面試者的很多面向：面試者可否有效的與面試官針對某個問題進行合作，提出一個可行的解決方案？在這其中，可以觀察到面試者的協作能力、溝通能力、承受壓力的能力、以建設性方法解決問題的能力。另外，還可以看看面試者是否有透露什麼危險的訊號：是否過度設計、展現固執的個性、或是狹隘的思維？

因此，這章旨在提供一個簡單有效的框架，讓我們可以訓練自己做一個有效的問題解決者。以下，作者提出了四個步驟，並假設本次我們面對到的題目是「設計一個 news feed system」。

第一步驟：瞭解問題，並確立設計的範圍

當拿到一個問題後，切記不要馬上提出自己的答案。必須先在心裡好好思考題目的目的、釐清條件，並彙整資訊。

主要有兩個問題可以詢問。可以再針對這兩個問題的回覆，做更多細節上的詢問：

系統的核心功能有什麼？
系統的規模大小？

如果是 news feed system, 可以先詢問產品最主要的功能為何，假設回覆是「發文」，接著便可以接著詢問發文的排列順序、是否僅包含文字或允許多媒體內容、read-write ratio、consistency requirement等等。接著再針對系統規模大小詢問，比如一天流量，然後接著可以詢問使用者最多的朋友數量等等。

第二步驟：提出高階設計，並取得認可

接著，便是利用以上取得的資訊、做出初步設計的階段了。

首先可以先用一個 box diagram，畫出主要 entity 以及其關聯。主要 entity 可能有：client side, web server, db, cache, CDN, message queue 等等。也可以註記主要的 api 有哪些。

關於粗略估算的部分，作者有提到需針對提出的假說做一點估算，但讀書會的當周講者認為不太需要。我認為如果僅僅是要考驗面試者針對系統功能的規劃思路，或許估算的部分相較於決定哪些功能的使用與否確實看起來比較 minor 一點。

最後，就是使用一個具體的功能/範例，示範一下你的系統會如何運作。

這期間必須將面試官視為是你的 partner, 與他討論每一個環節，盡量取的他的回饋。

如果是 news feed system, 可以針對「發布個人動態」去畫一個 diagram, 說明從 client side開始，如何經過 load balancer, 抵達 post service, 然後存取 post cache, post database 等等。

第三步驟：深入設計

第三步驟是一個比較 tricky 的環節。當你已經釐清需求、畫好藍圖之後，面試官可以延伸問你很多問題。諸如以下（內容為讀書會講者所整理）：

high level design: 製作 on demand new feed 的 trade-off 為何
技術細節：how to get friend list by graph database？
潛在效能問題：what if the fan-out service in new feed system cannot process new post fast enough?
envelop estimation (算數學環節)：how many RAMs are needed for caching all news feed?
新需求的討論：what will happen if we need to edit page? delete page? how to do fraud detection?

第四步驟：彙整總結

這裡要特別注意的是，要留給自己 wrap up 你的方案的時間，不要花太多時間在細節、或是被面試官不小心帶走節奏。如果還有餘裕與時間，可以再額外討論的點有：

系統可能的瓶頸？
可能出錯的狀況？
可以觀察哪些衡量指標？

Conclusion

系統面試環節既是考驗你對不同技術的理解，也考驗你如何在有限的時間之內，流暢地提出一個問題的解方。最主要的 takeaway 如下：

沒有正確的答案、也沒有最好的答案，只有最適合的答案。不要背答案，盡量針對每一個問題去想一個合適的解決方法。
把面試官當成你的隊友，跟他討論、溝通，切記不要一個人悶頭思考。時常取得面試官的 feedback。
當卡住的時候，勇於跟面試官要求提示。
永不放棄。