Design A Twitter

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title: Notes of System Design No.04 —Design a Twitter
description: ’ Design a Twitter ’
date: 2022-05-14 09:50:32
tags: 系统设计
categories:

• 系统设计

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00.What is Twitter

注：TimeLine 就是按照时间顺序显示的信息流

01. Functional Requirements

• 1.发布推特
• 2.删除推特
• 3.主页信息流
• 4.用户页面信息流
• 5.关注
• 6.搜索
• 7.点赞
  …

02. Non-Functional Requirements

• 一致性
  每次都能读取到最新的数据
• 可用性
  每次刷新都不会报错，并不用求保证必须得到最新的数据，高可用性的前提是这个系统必须是可扩展的，保证系统在很多拥塞的时候，也能够很好的返回数据。
• Partition Tolerance(Fault Tolerance)

系统丢包了，或者有几个设备宕机了 或者有几个磁盘坏掉了 不影响系统运行

03. Assumption

关键指标

• 200m的DAU 100m的新推特
• 每个用户每天看timeline 5次，看别的用户timeline 3次
• 每个timeline 有20条数据
• 每个推特有280个字节(因为限制了每个推特是140个字符)
• 每个推特的元数据(发布时间 发布地点等等) 限制了是30个字节
• 20%的推特含有照片 每个照片200kb
• 10%的推特含有视频 30%的视频会被观看 每个视频2MB

存储估算

带宽估计

注:

• 200M 表示的是DAU
• 20表示的是每个Timeline显示的推特数量

04. API

注：

• readHomeTimeLine 中有的参数pageSize表示设定的每个page的推特数量，因为不同的终端屏幕大小不一样 需要显示的推特数量也不一样。pageToken表示当前的页码，如果不设定的话 默认显示最新的页号所对应的推特

05.High Level Design

Sceranio1 :Post twieets 发布推特

Sceranio2 :Visit Uesr TimeLine 访问用户的TimeLine

每次读取某个用户的timeline都比较费时间，可以采用的改进措施是采用Cache.

• 用户每次发布推特的时候 把他最新的推特写入到cache
• 然后读取的时候 直接读取cache就可以了

Scenario3 Visit Home TimeLine

Pull Mode

• 同样的 如果采用的方式是用户从数据库里面query每个关注者的最新推特，然后把它们merge到一起，比较费时间，可以采用的方式也是采用缓存

Push Mode

• 每个被关注的大V每次发布新推特的时候 把它写入到Cache里面每个粉丝follower的hometimeline里面 在图表里就是Fan out on Write
• 然后某个小粉丝读取的时候 直接读取Cache里面自己的hometimeline就可以了

上面对应了两种方式Pull Mode和Push Mode
分析一下利弊

注：Push Mode的劣势

1.每个用户发布新推特时候，写延迟更高

• 但是可以采用Async tasks异步的方式 写入每个小粉丝的home timeline
• 虽然这样会导致不同小粉丝的hometimeline 读取到更新推特的时间不一致 但是这个Eventual Consistency是可以接受的

2. 如果是那种百万粉的大v，那么在发布新推特的时候 要写入百万个小粉丝的hometimeline 而且有一些粉丝可能还是僵尸粉以及不活跃的用户 那其实很耗费资源

• 可以采用下面这个Pull Mode和Push Mode结合的方式

Pull Mode & Push Mode（Hybrid Solution）

• 

• 对于一定数量以下的用户 （小V），采用Push Mode没问题

• 对于一定数量以上的用户(大V)， 他在发布推特的时候 不会把自己的最新推特写入到缓存里面每个粉丝的timeline中，它们的小粉丝在读取自己的timeline的时候，会先从缓存里面把已有的homeline读取出来，然后如果它的关注列表里面有大V，就会采用Pull Mode的方式，去数据库里面query这个大V的最新twitter.

05. Low Level Design

06. Scalability

着重介绍分表(Sharding) 和缓存(Caching)