1. 假設乙個 *** 搜尋引擎收錄了 2^24 首歌曲，並記錄了可收聽這些歌曲的 2^30 條 url，但每首歌的 url 不超過 2^10 個。系統會定期檢查這些 url，如果乙個 url 不可用則不出現在搜尋結果中。現在歌曲名和 url 分別通過整型的 song_id 和 url_id 唯一確定。對該系統有如下需求：
1) 通過 song_id 搜尋一首歌的 url_id，給出 url_id 計數和列表
2) 給定乙個 song_id，為其新增乙個新的 url_id
3) 新增乙個新的 song_id
4) 給定乙個 url_id，將其置為不可用
限制條件：記憶體占用不超過 1g，單個檔案大小不超過 2g，乙個目錄下的檔案數不超過 128 個。
分析：song_id和url_id都從0開始。
一首歌曲的最大url列表的大小：2^10 * 4 = 2^12 byte = 4 kb
乙個檔案最多容納歌曲數目：2g / 4kb = 2*2^30 / 2^12 = 2^19
最少檔案數目：2^24 / 2^19 = 2^5 = 32
解答：1、檔案系統
檔案以二進位制格式儲存資料，以file_id唯一確定，從0開始。
乙個檔案容納歌曲數目為song_count = 2^18，需要的檔案數目為file_count = 64。
檔案儲存的資訊分為兩部分：在檔案頭部儲存歌曲資訊：歌曲id，能收聽該歌曲的url數目，url列表在檔案中的偏移量，即：song_id，url_count，url_offset。一首歌曲占用song_info_size = 12byte，所有歌曲占用即檔案頭部大小為song_count*song_info_size。下一部分對於每一首歌曲，按順序儲存其url列表，一首歌曲的url列表占用song_url_size = 4kb，所有歌曲占用song_count*song_url_size。
所有的歌曲無論存在與否，都寫入檔案，預先占用空間。若歌曲不存在，其song_id設定為-1，其餘資料未定義。
給定一首歌曲的song_id，確定它的位置：儲存它的檔案file_id = song_id / song_count，在檔案中的偏移量是file_offset = song_id % song_count * song_info_size。
再用另外乙個檔案儲存所有的url是否可用，乙個url對應乙個bit，1為可用，0為不可用，占用2^30bit。
2、主系統
採用快取方案，使用者查詢時，先從快取中查詢，若找到，直接返回，若找不到，從檔案中查詢，並讀取到快取中。
使用者查詢系統，分層：一是接入層，接收使用者查詢請求，將請求存到請求佇列，從響應佇列取出響應，傳送給使用者；二是業務邏輯層，從請求佇列讀取請求，呼叫快取系統的方法得到歌曲資料，處理，將響應存到響應佇列。接入層需要管理大量socket，windows平台使用io完成埠，linux平台使用epoll。在多核平台，業務邏輯層可使用執行緒池。
快取系統，使用雜湊表儲存歌曲資訊，以song_id為鍵，url列表為值，保持2^10首歌曲資訊。快取系統負責，從檔案中讀取歌曲資訊和url資訊，將改變了的歌曲資訊或url資訊存回檔案，以老化演算法定期清理最近最少訪問的歌曲。
給定乙個 song_id，為其新增乙個新的 url_id，二叉查詢新url應該在的位置，可能需要將該位置以後的url_id集體後移。
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