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Entwerfen Sie einen URL-Shortener für 10.000 Anfragen pro Sekunde

Entwerfen Sie einen URL-Kürzungsdienst (ähnlich im Sinn eines "Tiny-Link"-Produkts), der zuverlässig in großem Maßstab betrieben werden kann. Präsentieren Sie Ihre Antwort als ein strukturiertes System-Design-Dokument. Funktionale Anforderungen: Benutzer übermitteln eine lange URL und erhalten einen kurzen Link (z. B. ein 7-stelliges Codewort). Jeder, der einen Kurzlink besucht, wird zur ursprünglichen URL weitergeleitet. Optionale benutzerdefinierte Aliase, die von Benutzern angefordert werden, müssen bei Verfügbarkeit berücksichtigt werden. Grundlegende Klick-Analytik: Gesamtanzahl der Klicks pro Kurzlink. Nicht-funktionale Vorgaben (entwerfen Sie explizit anhand dieser Zahlen): Spitzentraffic: 10.000 Redirect-Anfragen pro Sekunde, mit einem Lese:Schreib-Verhältnis von ungefähr 100:1. Redirect-Latenzziel: p99 unter 50 ms, serverseitig gemessen. Insgesamt gespeicherte Links über 5 Jahre: etwa 30 Milliarden. Redirect-Verfügbarkeitsziel: 99,99 % monatlich. Short-Codes dürfen nicht massenhaft erratbar sein (vermeiden Sie einfache sequenzielle Offenlegung). Ihr Design-Dokument sollte Folgendes abdecken, und für jede bedeutende Entscheidung erklären Sie den Kompromiss, den Sie eingehen: High-Level-Architektur und Request-Flow für sowohl den Schreibpfad (Erstellen) als auch den Lese-/Redirect-Pfad. Strategie zur Erzeugung von Short-Codes, einschließlich wie Sie Eindeutigkeit garantieren und Kollisionen bei benutzerdefinierten Aliasen behandeln. Datenmodell und Auswahl der(n) Datenspeicher(s) mit einer groben Kapazitäts-/Speicherschätzung, die die Wahl rechtfertigt. Caching-Strategie und wie Sie „heiße“ Links schnell halten, einschließlich Cache-Invalidierung und was bei einem Cache-Miss passiert. Skalierungsstrategie: wie der Lese-Pfad skaliert, um Latenz- und Durchsatzziele zu erreichen, und wie Sie Daten partitionieren/sharden. Zuverlässigkeit und Fehlerbehandlung: was passiert, wenn ein Datenspeicherknoten, Cache oder eine Region ausfällt; wie Sie das Verfügbarkeitsziel erreichen. Wie Klick-Analysen gesammelt werden, ohne den schnellen Redirect-Hot-Pfad zu verlangsamen. Nennen Sie alle Annahmen, die Sie treffen. Halten Sie das Dokument fokussiert und technisch konkret statt allgemein.