新手系统设计

“系统设计感觉是不可能的。”

这就是初级开发人员会告诉自己的。

你知道吗？

当您刚开始工作时，系统设计看起来像是一场由可怕术语（负载均衡器、队列、数据复制）组成的风暴，很容易认为这是您“稍后会遇到”的东西。但事实是，尽早了解系统设计可以改变您的构建方式、协作方式和思维方式。

所以让我们简化一下。没有流行语。只是逻辑。以下是我帮助初学者从困惑转变为清晰的方法。

第 1 步：从目标开始，而不是从工具

暂时忘记负载均衡器和 Kubernetes。

问问自己：这个系统实际上需要做什么？

无论是送餐、验证用户身份还是处理付款，都要关注核心功能和上下文。

• 对速度、成本和可靠性的期望是什么？
• 用户是谁？
• 必备品与最好有品是什么？

你不会仅仅为了做方便面而建造一个五星级厨房。这里的逻辑也是一样的——让功能引领潮流。

第 2 步：在缩小之前放大

一个主要陷阱？试图立即在你的脑海中构建整个系统。

把它分解开来。使系统运转的基本单位是什么？

从心脏开始（可能是用户管理或订单处理），然后发展到四肢（通知、分析、推荐）。设计是分层的，而不是跳跃的。

第 3 步：将架构与任务相匹配

现在您已经映射了基本要素，是时候进行构建了。

• 想要快速启动？选择整体式。
• 为规模和跨职能团队构建？微服务可能更适合您。
• 需要实时更新（想想拼车或游戏）？事件驱动模式是您的好朋友。

还要考虑：这些部分将如何相互通信？REST、gRPC、发布-订阅队列 — 每个队列都需要权衡取舍。

第 4 步：为您的数据选择合适的大脑

并非所有数据库都是平等的。

• 当一致性和关系很重要时（例如，用户、付款），请使用关系数据库。
• 对于灵活、高速的数据（例如，源、日志），采用非关系方式。

数据库应该由数据的行为方式来塑造，而不是相反。

第 5 步：超越功能思考 - 为人类而设计

API 是系统之间以及团队之间的握手。

好的 API 感觉很明显。他们应该回答：

• 这是做什么的？
• 它对我有什么期望？
• 如果我搞砸了怎么办？

尽早考虑分页、错误处理和版本控制。周到的 API 可以节省团队数小时的挫败感。

第 6 步：为增长做计划，而不是恐慌

如果明天出现的用户数量增加 10 倍，会发生什么情况？

• 垂直扩展为您的机器增加了马力。
• 水平扩展会增加更多的机器。
• 负载均衡器有助于划分流量。
• CDN 在更靠近用户的位置提供静态内容。

关键是什么？将您的系统设计为拉伸，而不是捕捉。

第 7 步：期待混乱，并做好准备

即使是最好的系统也会崩溃。职业选手与业余选手的区别在于他们如何恢复。

• 备份是不可协商的。
• 冗余可以为您赢得时间。
• 故障转移机制是您的保险单。
• 重试逻辑和正常降级可保护用户体验。

特别是对于任何涉及金钱的事情，停机时间不仅令人尴尬，而且代价高昂。

第 8 步：设计时考虑速度

用户不耐烦，系统很快就会变得迟钝。

• 缓存重复的内容（Redis 是最受欢迎的）。
• 将繁重的工作卸载到后台队列。
• 如果事情变得臃肿，不要害怕对数据库进行分片。

速度不是魔法，而是工程。

第 9 步：让安全成为每个人的工作

安全不仅仅是“安全团队”的问题。它融入了设计中。

• 加密重要内容。
• 验证输入，就像您的系统依赖于它一样（确实如此）。
• 使用经过验证的标准身份验证流程。
• 存储最低限度 — 更少的数据 = 更低的风险。

如果您正在处理个人、敏感或财务信息，请将其视为保险库。

第 10 步：像鹰一样观察系统

当您回家时，系统不会停止工作。

• 日志会讲述故事。阅读它们。
• 控制面板可视化系统运行状况。构建它们。
• 警报会在用户之前捕获灾难。设置它们。

Prometheus、Grafana 和 ELK 堆栈等工具并非可有可无，它们是您的第二双眼睛。

第 11 步：构建前绘制

言语会说谎。图表则不然。

草拟流程。谁与谁交谈？什么时候？为什么？

即使是餐巾纸图也可以揭示瓶颈、缺失部分或不必要的复杂性。使用 Draw.io 或 Excalidraw 等工具，或者只是打开笔记本。

第 12 步：接受不可避免的权衡

想要快速、便宜和完美？选择两个。

系统设计中的每个决定都是一种妥协：

• 选择 一致性 → 牺牲可用性
• 优先考虑速度 → 接受一些复杂性
• 需要正常运行时间 → 添加冗余（和成本）

没有灵丹妙药，只有聪明的权衡。

出处：https://dev.to/