超高并发架构。美国总统选举，要一个选票系统，要100w tps，1000wqps，选票不可篡改，不可重复

最新推荐文章于 2025-12-05 18:08:24 发布

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尼恩说在前面：

最近大厂机会多了，在45岁老架构师尼恩的读者交流群(50+)中，最近有小伙伴拿到了一线互联网企业如得物、阿里、滴滴、极兔、有赞、shein 希音、shopee、百度、网易的面试资格，遇到很多很重要的面试题：

京东场景题：100Wqps 亿级用户的社交关系如何设计？如何查看我的关注，关注我的？

京东场景题：美国总统选举，要设计一个选票系统，要求 100w tps，1000w qps，选票不可篡改，不可重复，获取我的选票结果，获取最终投票结果。问：接口怎么设计，系统怎么设计

前几天小伙伴面试京东，遇到了上面两个场景题。

但是由于没有回答好，导致面试挂了。

第一题的答案如下：

京东场景题：100Wqps 亿级用户的社交关系如何设计？如何查看我的关注，关注我的？

今天尼恩给大家梳理一下第二题：

美国总统选举，要设计一个选票系统，要求 100w tps，1000w qps，选票不可篡改，不可重复，获取我的选票结果，获取最终投票结果。怎么设计

通过此文，尼恩给大家做一下系统化、体系化的梳理，使得大家内力猛增，可以充分展示一下大家雄厚的 “技术肌肉”，让面试官爱到 “不能自已、口水直流”，然后实现”offer直提”。

当然，这道面试题，以及参考答案，也会收入咱们的《尼恩Java面试宝典》V175版本PDF集群，供后面的小伙伴参考，提升大家的 3高架构、设计、开发水平。

美国总统选举，要设计一个选票系统，要求 100w tps，1000w qps，选票不可篡改，不可重复，获取我的选票结果，获取最终投票结果。

问:接口怎么设计，系统怎么设计

首先，尼恩给大家列三个业界同规模案例对照

微博 Star 投票（春晚 2 亿用户）：RedisBloom 布隆抗 80 W TPS，DB 仅 3 k QPS 二次确认；

支付宝春节红包（7 亿账户）：分片布隆 + 异步 DB，峰值 120 W TPS；

Google Safe Browsing（30 亿 URL）：布隆 + 布谷鸟混合，只读场景用布隆，需更新场景用布谷鸟。

一、选票系统业务分析

1、业务场景与性能挑战

美国总统选举投票及结果查询具有显著的高并发与瞬时峰值特征，集中体现在以下两方面：

100万 TPS 高并发写（最后一分钟高峰）：

大量选民倾向于在投票截止前的最后时刻完成投票，形成典型的**“最后一分钟高峰”**。

假设约有5000万选民在最后一分钟内提交选票，基础计算如下：


峰值TPS = 50,000,000 votes / 60 seconds ≈ 833,333 votes/second

叠加网络延迟、系统重试及跨时区投票等因素，将设计目标定为100万 TPS 具备合理冗余，可应对极端情况下的洪峰压力。

1000万 QPS 极高并发读（出票后集中查询）：

投票截止后，全球范围内的选民、媒体与机构会同时发起结果查询。

若有1000万用户同时刷新页面，且平均每个页面产生多个请求（总体结果、分州数据、图表等），系统总QPS将轻松达到千万级别。

此外，各类新闻客户端与数据平台的自动抓取行为会进一步加剧读取压力。

下图概括了投票与结果查询的核心流程及系统所面临的高并发场景：

2、核心接口与功能

系统需提供以下三个核心接口以满足基本业务需求：

接口名称	方法	路径	说明
提交投票	POST	`/api/v1/vote`	处理选票提交，确保数据正确性与合法性，是系统最核心的写入接口。
查询个人投票结果	GET	`/api/v1/votes/{voter_id}`	允许选民通过身份标识查询自己的投票记录，确保投票透明性与个人可追溯性。
查询选举结果（实时统计）	GET	`/api/v1/results`	向授权用户或系统提供实时统计结果，支持按地域、候选人等多种维度进行聚合查询。