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Design de Sistema: Serviço de Notificações em Tempo Real

Você é um engenheiro de software sênior encarregado de projetar um sistema de notificações em tempo real para uma grande plataforma de mídia social. Requisitos do Sistema: Funcionalidade: O sistema deve entregar notificações para várias interações dos usuários, incluindo novos seguidores, curtidas em publicações, comentários e mensagens diretas. Entrega em Tempo Real: As notificações devem ser entregues aos usuários online com latência muito baixa (inferior a 2 segundos). Suporte Multiplataforma: O sistema deve suportar o envio de notificações via push móvel (iOS/Android), notificações em navegador web e e-mail. Histórico de Notificações: Os usuários devem poder visualizar um histórico de suas notificações recentes (por exemplo, as últimas 100). Escalabilidade: O sistema deve lidar com 100 milhões de usuários ativos diários (DAU), com cada usuário gerando em média 10 eventos por dia que disparam notificações. Deve também aguentar picos de carga de 5x o tráfego médio. Confiabilidade: O sistema deve ser altamente disponível (99,9% de tempo de atividade) e resiliente a falhas. Sua Tarefa: Forneça um plano detalhado de design do sistema. Seu plano deve abordar os seguintes aspectos: Uma visão arquitetural de alto nível. Componentes-chave e suas responsabilidades (por exemplo, API Gateway, Notification Service, Fan-out Service, etc.). Modelo de dados e escolha dos bancos de dados (por exemplo, para armazenar preferências de usuário, histórico de notificações). Justifique suas escolhas. Recomendações de stack tecnológico (por exemplo, filas de mensagens, camadas de cache, serviços de push de notificações). Estratégias para garantir escalabilidade, baixa latência e alta disponibilidade. Uma discussão sobre gargalos potenciais e os compromissos feitos em seu design.