System Design 學習筆記 (System Design Vault)

系統設計面試準備筆記。以 PDF 教材為起點，整理成 Obsidian vault；採概念筆記 + 練習題的形式，幫助快速掌握面試常考主題。
涵蓋網路、分散式、API、儲存、快取、訊息、設計模式、基礎設施、維運等十二個資料夾。

從這裡開始

學習地圖 (MOC) — 全部章節索引與學習路徑
速查表 — 一頁速覽各主題決策樹
面試陷阱題 — 容易答錯的觀念集錦

章節結構

編號	主題	來源 PDF	檔案數	狀態
00	Dashboard (入口)	—	3	✅
01	Networking 網路	1-01	8	✅
02	Distributed Systems 分散式	1-02, 1-03, 1-04, 1-10, 1-21	6	✅
03	API Design API 設計	1-05 ~ 1-09	6	✅
04	Database Indexing 索引結構	1-11 ~ 1-16	7	✅
05	Database Advanced (Transactions / Sharding / Replication)	1-17, 1-19, 1-20	4	✅
06	Database Tech (PostgreSQL / DynamoDB / OLTP vs OLAP)	3-01 ~ 3-04	—	⬜
07	Caching & Storage	1-18, 3-07, 3-14, 3-15	2	🔄
08	Search & AI (RAG / Elasticsearch / Vector DB)	2-06, 2-08, 3-05, 3-06	—	⬜
09	Messaging & Coordination (Kafka / Queue / Zookeeper)	2-07, 3-12, 3-13, 3-16, 3-17	—	⬜
10	Design Patterns (Scaling / Long Tasks / Real-time)	2-01 ~ 2-05	—	⬜
11	Infrastructure (API Gateway / LB / Container / CDN)	3-08 ~ 3-11, 3-18	—	⬜
12	Operations & Reliability	4-01 ~ 4-04	—	⬜
目前			40

狀態：✅ 完成 / 🔄 部分完成 / ⬜ 未開始

建議學習順序

Week 1：基礎協定 + 分散式核心
  └─ 01-Networking → 02-Distributed-Systems

Week 2：API 與儲存基本盤
  └─ 03-API-Design → 04-Database-Indexing → 05-Database-Advanced

Week 3：技術選型 + 快取
  └─ 06-Database-Tech → 07-Caching-Storage → 08-Search-and-AI

Week 4：訊息與設計模式
  └─ 09-Messaging-Coord → 10-Design-Patterns

Week 5：基礎設施 + 維運衝刺
  └─ 11-Infrastructure → 12-Ops-and-Reliability → 重看 Exam-Traps

練習題分布

每個主題資料夾內含對應 Practice-XXX.md，目前累計：

6 個資料夾、138 題（網路 21、分散式 35、API 26、索引 25、資料庫進階 24、快取 12）
答案皆採 > [!answer]- 折疊式 callout，可先想再展開

題型分布（依教材整理慣例）：

Recall（記憶／定義）：~60%
Application（情境選型）：~25%
Analysis（對比／取捨）：~15%

高頻面試重點（⭐⭐⭐）

CAP 取捨 vs ACID-C：CP / AP / CA 三角，且能說清 ACID 的 C 跟 CAP 的 C 不同
TCP vs UDP：哪些情境用哪個，QUIC 為何崛起
REST / GraphQL / gRPC 選型：external/internal、over/under-fetching
HTTP 冪等性：GET/PUT/DELETE 是 idempotent，POST/PATCH 不是
Consistent Hashing：Hash Ring + Virtual Nodes，資料搬遷最小化
B-Tree vs LSM Tree：讀多寫多取向、寫入放大、壓實機制
隔離等級 + Lost Update：超賣本質是 Lost Update，原子 UPDATE 即可（不要動到 Serializable）
Sharding 時機 + Saga：50TiB / 10k TPS 寫才動 sharding；跨服務交易用 Saga 不用 2PC
Replication Lag：Read-After-Write 用 LSN（不要用時鐘）；Failover 要 fencing token 防 split brain
Caching 五步驟：瓶頸 → 快取什麼 → 架構（Cache-Aside）→ 淘汰（LRU+TTL）→ 缺點（Stampede / Hot Key / 故障降級）

標籤系統

領域：#networking, #distributed-systems, #api-design, #database, #indexing, #caching, #performance
層次：#transport-layer, #application-layer, #architecture-pattern
模式：#scalability, #consistency, #availability, #fault-tolerance, #high-availability
技術：#rest, #graphql, #grpc, #http, #b-tree, #lsm-tree, #hash-index, #transactions, #acid, #replication, #sharding
治理：#authentication, #authorization, #api-security
規劃：#capacity-planning（量級數字、scale triggers）
類型：#concept-note, #practice, #moc, #dashboard, #exam-traps

使用建議

背骨架：先讀速查表速覽各主題決策樹
深入概念：依 MOC 順序讀各章節筆記
作題驗證：每讀完一個資料夾做對應 Practice-XXX.md
考前衝刺：重看面試陷阱題，把混淆觀念清乾淨

資料來源

原始教材 PDF 放在 pdfs/，使用 git-lfs 管理
筆記由 /tutor-setup skill 結構化產出，再人工校讀
命名與 frontmatter 約定見 CLAUDE.md

注意：本筆記為系統設計面試備考整理版本，不取代原版教材；面試前建議重看原本 PDF 章節以掌握細節與例外。