generalsの学习笔记

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系统设计题 — 面试题篇 ​

更新: 5/15/2026 字数: 0 字 时长: 0 分钟

Q1: 设计一个图片加载框架（类似 Glide） ​

考察点：缓存设计、线程调度、生命周期管理

完整回答：

需求：从网络/本地加载图片到 ImageView，支持缓存、变换、生命周期感知。

核心架构：

ImageLoader.with(context).load(url).transform(圆角).into(imageView)

三级缓存：

  1. 活动资源缓存（WeakReference，正在使用的图片）
  2. 内存缓存（LruCache，最大堆内存的 1/8）
  3. 磁盘缓存（DiskLruCache，原始图 + 变换后的图）

缓存 key = url + 目标尺寸 + 变换参数 的 hash。

加载流程：

  1. 生成缓存 key
  2. 查活动资源 → 查内存缓存 → 查磁盘缓存 → 网络请求
  3. 网络下载 → 写磁盘 → 解码（inSampleSize 采样）→ 变换 → 写内存 → 显示

生命周期管理：注入空 Fragment 监听 Activity/Fragment 生命周期。onStop 暂停，onDestroy 取消请求并释放资源。

防止图片错位：ImageView 设置 tag 为当前 url，加载完成后检查 tag 是否匹配。

线程调度：网络/磁盘 IO 在 IO 线程池，解码在 CPU 线程池，显示切回主线程。

追问：怎么避免 OOM？

  1. inSampleSize 采样：根据 ImageView 尺寸计算采样率
  2. RGB_565 替代 ARGB_8888（省一半内存）
  3. inBitmap 复用 Bitmap 内存
  4. LruCache 控制内存缓存上限
  5. 大图使用 BitmapRegionDecoder 局部加载

Q2: 设计一个消息推送系统 ​

考察点：长连接、可靠性、省电

完整回答：

架构：客户端通过长连接（WebSocket/TCP）与推送网关通信。

连接管理：

  • 建立长连接后，定期发送心跳保活
  • 心跳间隔自适应：WiFi 5分钟，移动网络 2分钟
  • 连接断开后指数退避重连（1s → 2s → 4s → 8s，上限 5分钟）

消息可靠性：

  • 服务端发送消息带 msgId
  • 客户端收到后发送 ACK
  • 服务端超时未收到 ACK 则重发
  • 客户端用 msgId 去重，避免重复处理

离线消息：

  • 客户端上线后发送最后收到的 msgId
  • 服务端返回之后的所有消息（分页拉取）

省电优化：

  • 合并心跳与数据传输
  • 适配 Doze 模式（使用高优先级 FCM 唤醒）
  • 后台时降低心跳频率

追问：心跳间隔怎么确定？

NAT 超时时间决定了心跳间隔上限。不同运营商/网络环境 NAT 超时不同（通常 1-5 分钟）。可以用二分法探测：从大间隔开始，连接断开则缩短，逐步找到最优间隔。

Q3: 设计一个路由框架（类似 ARouter） ​

考察点：组件化通信、编译期处理

完整回答：

核心功能：通过 path 跳转页面，支持参数传递、拦截器、降级。

路由表生成：

  • 定义 @Route(path = "/user/detail") 注解
  • APT 编译期扫描注解，为每个模块生成路由表类
  • 应用启动时加载所有路由表到内存 HashMap

跳转流程：

Router.navigate("/user/detail?id=123")
  → 解析 path 和参数
  → 执行拦截器链（登录检查 → 权限验证 → ...）
  → 查路由表找到目标 Class
  → 构建 Intent，设置参数
  → startActivity

拦截器：责任链模式，每个拦截器可以放行、拦截或重定向。

降级策略：

  • 路由表中找不到 → 打开 H5 兜底页
  • 服务端下发路由映射表，支持动态路由

追问：怎么实现跨模块的服务调用（不是页面跳转）？

接口下沉 + SPI：公共层定义接口，业务模块实现并注册。通过 Router.getService(IUserService::class) 获取实现。注册方式可以用 APT 自动扫描 @Service 注解。

Q4: 设计一个埋点系统 ​

考察点：数据采集、性能、可靠性

完整回答：

采集层：

  • 页面浏览：Lifecycle 自动监听 onResume/onPause
  • 点击事件：AOP（ASM 字节码插桩）自动采集 onClick
  • 曝光事件：监听 RecyclerView 滚动，计算 item 可见面积 >50% 且停留 >500ms
  • 自定义事件：手动调用 Tracker.track("event_name", params)

处理层：

  • 统一数据格式（事件名、参数、时间戳、设备信息、用户ID）
  • 本地缓存到 SQLite（保证崩溃不丢数据）

上报层：

  • 批量上报：每 30 秒或累积 50 条触发上报
  • 实时上报：关键事件（支付、崩溃）立即发送
  • 失败重试：指数退避，最多 3 次
  • 网络恢复后补报缓存数据

性能保证：

  • 采集在主线程（最小操作），格式化和上报在后台线程
  • 上报使用 gzip 压缩，减少流量

追问：曝光去重怎么做？

维护一个 Set 记录当前页面已曝光的 item ID。同一个 item 在同一页面生命周期内只上报一次。页面销毁时清空 Set。

Q5: 设计一个日志系统 ​

考察点：高性能写入、文件管理

完整回答：

API 设计：

kotlin
Logger.d(TAG, "debug message")
Logger.e(TAG, "error", exception)

分级：VERBOSE < DEBUG < INFO < WARN < ERROR。Release 包只记录 INFO 以上。

写入方案：mmap 内存映射文件。写入内存页即完成，OS 异步刷盘。即使崩溃数据也不丢失。比 FileOutputStream 快 10 倍以上。

文件管理：

  • 按天分文件：log_2024-01-15.log
  • 单文件上限 10MB，超过则新建
  • 保留最近 7 天，定期清理
  • 上报前 gzip 压缩（压缩率约 80%）

上报策略：

  • ERROR 级别实时上报
  • 其他级别定期上报或用户反馈时上报
  • 支持服务端动态调整日志级别（线上问题排查时临时开启 DEBUG）

追问：为什么用 mmap 而不是直接写文件？

直接写文件（FileOutputStream）每次 write 都是系统调用，且需要 flush/fsync 保证数据落盘。mmap 将文件映射到内存，写入就是内存操作，OS 负责异步刷盘。崩溃时 OS 也会将脏页刷盘，数据不丢失。

Q6: 设计一个网络层框架 ​

考察点：网络架构设计

完整回答：

核心架构：基于 OkHttp 封装，拦截器链模式。

拦截器设计：

  1. 日志拦截器：记录请求/响应信息
  2. 认证拦截器：自动添加 Token，401 时自动刷新 Token 并重试
  3. 缓存拦截器：自定义缓存策略（强缓存 + 协商缓存）
  4. 重试拦截器：指数退避重试，只对幂等请求（GET）重试
  5. 监控拦截器：统计请求耗时、成功率、错误码分布

Token 刷新：

  • 401 时 synchronized 加锁刷新 Token
  • 双重检查：进入锁后先检查 Token 是否已被其他线程刷新
  • 刷新成功后用新 Token 重试原请求
  • 刷新失败则跳转登录页

错误处理：

  • 网络异常 → 检查本地缓存 → 有则返回缓存数据 + 标记为缓存
  • 服务端错误 → 统一错误码映射 → 展示友好提示
  • 超时 → 重试（GET）或提示用户

追问：怎么做网络监控？

通过 OkHttp 的 EventListener 监听请求各阶段耗时：DNS 解析、TCP 连接、TLS 握手、请求发送、响应接收。聚合统计后上报，用于发现慢请求和网络质量问题。

实习面试补充：简化版系统设计题 ​

实习系统设计题通常不会要求完整大厂方案，更看重你能否拆模块、讲流程、考虑缓存和异常。

Q7: 设计一个简单图片加载器，你会怎么做？ ​

考察点：模块拆分、缓存意识

完整回答：

可以按以下模块拆：

  1. 接口层：提供 load(url).into(imageView) 这样的调用方式。
  2. 内存缓存：使用 LruCache 缓存 Bitmap，避免重复解码和请求。
  3. 磁盘缓存：缓存下载后的图片文件，减少网络请求。
  4. 网络加载：通过 OkHttp 下载图片。
  5. 解码压缩：根据 ImageView 尺寸采样，避免加载过大图片导致 OOM。
  6. 线程切换：下载和解码在子线程，最终回到主线程设置图片。

追问：列表中图片错位怎么办？

RecyclerView item 复用时，ImageView 可能已经绑定了新的 URL。设置图片前要校验当前 ImageView 绑定的 URL 是否还是请求发起时的 URL。

Q8: Feed 列表分页加载怎么设计？ ​

考察点：列表分页、异常处理

完整回答：

基础方案：

  • 首次进入页面请求第一页数据。
  • 滑动到底部附近触发加载下一页。
  • 使用 page/pageSize 或 cursor 作为分页参数。
  • Adapter 增量追加数据，避免全量刷新。
  • 页面维护 loading、empty、error、content 状态。

异常处理：

  • 首次加载失败显示重试页。
  • 下一页加载失败显示底部重试。
  • 防止重复请求，加载中不再次触发。
  • 下拉刷新时清空旧分页状态，重新请求第一页。

加分点：可以结合本地缓存，让弱网下先展示缓存数据，再刷新网络数据。