2024年系统架构设计师考试的明晰思路试题及答案

2024年系统架构设计师考试的明晰思路试题及答案姓名：____________________

一、多项选择题（每题2分，共20题）

1.以下关于微服务架构的特点，描述正确的是：

A.单一职责

B.高内聚

C.低耦合

D.容器化

E.响应式编程

2.下列哪些是RESTfulAPI设计原则：

A.资源导向

B.状态无存储

C.自描述性

D.无状态

E.可缓存

3.在分布式系统中，以下哪些是常见的分布式一致性算法：

A.Raft

B.Paxos

C.ZooKeeper

D.Chubby

E.Paxos算法

4.以下哪些是容器编排工具：

A.Docker

B.Kubernetes

C.Mesos

D.DockerSwarm

E.OpenShift

5.下列关于数据库事务的特性，描述正确的是：

A.原子性

B.一致性

C.隔离性

D.持久性

E.可扩展性

6.在高并发场景下，以下哪些是常用的缓存策略：

A.LRU

B.LFU

C.FIFO

D.Random

E.TimeToLive

7.以下哪些是常见的负载均衡算法：

A.轮询

B.最少连接数

C.加权轮询

D.IP哈希

E.源地址哈希

8.在分布式系统中，以下哪些是常见的分布式存储解决方案：

A.HDFS

B.Ceph

C.Alluxio

D.GlusterFS

E.Cacheflow

9.以下哪些是常见的网络协议：

A.HTTP

B.FTP

C.DNS

D.TCP

E.UDP

10.以下关于缓存穿透的描述，正确的是：

A.查询不命中，直接返回空结果

B.查询不命中，返回错误信息

C.查询不命中，将查询结果放入缓存

D.查询不命中，增加查询次数

E.查询不命中，将查询结果缓存一段时间

11.以下关于缓存击穿的描述，正确的是：

A.缓存大量请求，导致系统崩溃

B.缓存大量请求，导致性能下降

C.缓存请求超时，导致系统崩溃

D.缓存请求超时，导致性能下降

E.缓存请求异常，导致系统崩溃

12.以下关于缓存雪崩的描述，正确的是：

A.缓存大量请求，导致系统崩溃

B.缓存大量请求，导致性能下降

C.缓存大量请求，导致热点数据失效

D.缓存大量请求，导致系统负载过高

E.缓存大量请求，导致系统崩溃

13.以下关于分布式事务的描述，正确的是：

A.数据库事务

B.分布式事务

C.分布式锁

D.乐观锁

E.悲观锁

14.以下关于分布式锁的描述，正确的是：

A.乐观锁

B.悲观锁

C.轻量级锁

D.重量级锁

E.分布式锁

15.以下关于分布式消息队列的描述，正确的是：

A.RabbitMQ

B.Kafka

C.ActiveMQ

D.RocketMQ

E.ZeroMQ

16.以下关于分布式文件系统的描述，正确的是：

A.HDFS

B.Ceph

C.GlusterFS

D.Lustre

E.Cacheflow

17.以下关于负载均衡的描述，正确的是：

A.轮询

B.最少连接数

C.加权轮询

D.IP哈希

E.源地址哈希

18.以下关于缓存策略的描述，正确的是：

A.LRU

B.LFU

C.FIFO

D.Random

E.TimeToLive

19.以下关于数据库事务特性的描述，正确的是：

A.原子性

B.一致性

C.隔离性

D.持久性

E.可扩展性

20.以下关于网络协议的描述，正确的是：

A.HTTP

B.FTP

C.DNS

D.TCP

E.UDP

二、判断题（每题2分，共10题）

1.在微服务架构中，每个服务都应该是一个独立的、可部署的单元。（正确）

2.RESTfulAPI设计原则中，资源通过URL进行访问，不需要额外的请求参数。（正确）

3.Raft和Paxos都是用于解决分布式系统中一致性问题的算法。（正确）

4.Kubernetes是唯一一个支持容器编排的解决方案。（错误）

5.数据库事务的隔离性是指多个事务可以同时执行，不会相互影响。（正确）

6.缓存穿透是指缓存中不存在的数据被频繁查询，导致数据库压力增大。（正确）

7.缓存击穿是指缓存中某个热点数据过期，导致大量请求直接打到数据库上。（正确）

8.分布式锁可以保证在分布式系统中，同一时间只有一个客户端可以访问某个资源。（正确）

9.Kafka是一种基于发布/订阅模式的分布式消息队列系统。（正确）

10.HDFS是Hadoop生态系统中的分布式文件系统，支持高吞吐量和大数据存储。（正确）

三、简答题（每题5分，共4题）

1.简述微服务架构的优势和局限性。

2.解释什么是CAP定理，并说明它在分布式系统设计中的应用。

3.简要描述分布式系统中常见的几种故障模式和相应的解决方案。

4.请简述如何使用缓存来提高系统性能，并列举几种常见的缓存失效策略。

四、论述题（每题10分，共2题）

1.论述在构建高可用性系统时，如何通过设计冗余和故障转移机制来提高系统的可靠性。

2.结合实际案例，分析分布式系统中数据一致性的挑战，并探讨几种实现数据一致性的方法及其优缺点。

试卷答案如下

一、多项选择题（每题2分，共20题）

1.ACD

解析思路：微服务架构强调单一职责，高内聚和低耦合，同时支持容器化和响应式编程。

2.ABCDE

解析思路：RESTfulAPI设计原则包括资源导向、状态无存储、自描述性、无状态和可缓存。

3.ABCDE

解析思路：Raft和Paxos是分布式一致性算法，ZooKeeper和Chubby是分布式协调服务，Paxos算法是分布式一致性算法的一种实现。

4.BCDE

解析思路：Kubernetes、Mesos、DockerSwarm和OpenShift都是容器编排工具，Docker是容器技术。

5.ABCD

解析思路：数据库事务的四个特性包括原子性、一致性、隔离性和持久性。

6.ABDE

解析思路：在高并发场景下，LRU、LFU、Random和TimeToLive是常用的缓存策略。

7.ABCDE

解析思路：轮询、最少连接数、加权轮询、IP哈希和源地址哈希是常见的负载均衡算法。

8.ABCDE

解析思路：HDFS、Ceph、Alluxio、GlusterFS和Cacheflow都是分布式存储解决方案。

9.ABCDE

解析思路：HTTP、FTP、DNS、TCP和UDP是常见的网络协议。

10.A

解析思路：缓存穿透是指查询不命中时直接返回空结果，不会将查询结果放入缓存。

11.A

解析思路：缓存击穿是指缓存中某个热点数据过期，导致大量请求直接打到数据库上。

12.C

解析思路：缓存雪崩是指缓存大量请求导致热点数据失效，而不是直接导致系统崩溃。

13.AB

解析思路：分布式事务和数据库事务是不同的概念，分布式锁、乐观锁和悲观锁是保证分布式事务一致性的方法。

14.ABCDE

解析思路：乐观锁、悲观锁、轻量级锁、重量级锁和分布式锁都是锁的机制。

15.ABCDE

解析思路：RabbitMQ、Kafka、ActiveMQ、RocketMQ和ZeroMQ都是分布式消息队列系统。

16.ABCDE

解析思路：HDFS、Ceph、GlusterFS、Lustre和Cacheflow都是分布式文件系统。

17.ABCDE

解析思路：轮询、最少连接数、加权轮询、IP哈希和源地址哈希是常见的负载均衡算法。

18.ABCDE

解析思路：LRU、LFU、FIFO、Random和TimeToLive是常见的缓存策略。

19.ABCD

解析思路：数据库事务的四个特性包括原子性、一致性、隔离性和持久性。

20.ABCDE

解析思路：HTTP、FTP、DNS、TCP和UDP是常见的网络协议。

二、判断题（每题2分，共10题）

1.正确

2.正确

3.正确

4.错误

5.正确

6.正确

7.正确

8.正确

9.正确

10.正确

三、简答题（每题5分，共4题）

1.微服务架构的优势包括：单一职责、高内聚、低耦合、可扩展性、易于部署和维护。局限性包括：服务间通信开销、分布式事务处理复杂、服务治理难度增加。

2.CAP定理指出，在分布式系统中，一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partitiontolerance）三者中，只能同时满足两项。在分布式系统设计时，需要根据业务需求权衡这三者之间的关系。

3.分布式系统常见的故障模式包括：单点故障、网络分区、数据丢失、性能瓶颈。相应的解决方案包括：冗余设计、故障转移、数据备份、负载均衡、限流降级。

4.使用缓存可以提高系统性能，通过减少数据库访问次数、降低网络延迟、提高数据访问速度。常见的缓存失效策略包括：LRU（最近最少使用）、LFU（最少使用）、FIFO（先进先出）、Random（随机）和TimeToLive（生存时间）。

四、论述题（每题10分，共2题