System Design Roadmap

네가 준 시스템디자인 원본

이 페이지가 기준이다. 시스템디자인은 목록 암기가 아니라 질문 5개로 문제를 찌르고, 시스템 15수로 해법을 분해하고, 랩에서 실패를 직접 목격한 뒤 영어로 방어하는 루프다.

roadmap items

Operating rule

새 패턴이나 기술을 만나면 이렇게만 분해한다: 어느 질문의 답인가 → 어느 수의 조합인가 → 대가로 무엇을 냈나 → 어떤 숫자로 맞았음을 아나.

이 4문장으로 안 풀리면 아직 모르는 것이다. 분해가 안 되는 패턴은 새 수 후보로 격상한다.

Question 5 — 문제를 찌르는 축

모든 시스템디자인 답변은 이 다섯 질문을 통과해야 한다.

Service checks

Truth

진실은 어디에 있고 누가 지키나?

Where is the source of truth, and what is the last line of defense?

Crash

중간에 뻗으면 무엇이 남고 누가 이어받나?

If the process dies halfway, what durable record survives and who resumes it?

Concurrency

동시에 오면 어떤 불변식이 깨지나?

When requests race, which invariant can break and how do I preserve it?

Scale

10배가 되면 무엇이 먼저 부러지나?

At ten times the load, which part breaks first and what fixed cost did I accept?

Detection

틀렸음을 어떻게 아나?

What metric, trace, audit row, or reconciliation loop tells me the system is wrong?

System 15 — 해법을 분해하는 수

각 수는 도구 이름이 아니라 사고 동작이다. 반드시 고정 대가를 같이 말한다.

Full move deck

Correctness 5

truth, atomicity, idempotency, durable intent, reconciliation

Efficiency 6

do less, copy, split, precompute, queue, approximate

Structure 1

add a layer only when the hop earns its cost

Survival 2

bounded everything, loud visible failure

Distributed 1

consensus and quorum when truth spans nodes

Algorithm 10 — 별도 영토

시스템은 실패와 동시성이 적이고, 알고리즘은 복잡도가 적이다. 섞지 말고 따로 훈련한다.

알고 1

전수조사 먼저

I start with brute force to define correctness.

알고 2

정렬하고 시작한다

Sorting gives me order, and order gives me leverage.

알고 3

반씩 버린다

If the answer space is monotonic, I can discard half.

알고 4

나눠 풀고 합친다

I split the problem, solve the pieces, then combine the result.

알고 5

푼 것은 기억한다

If I solve the same state again, I should remember it.

알고 6

매 순간 최선만

Greedy only works when the local choice is safe.

알고 7

창문을 민다

A sliding window turns repeated scanning into one pass.

알고 8

해시로 O(1)에 찾는다

A hash map buys constant-time lookup with extra memory.

알고 9

퍼져나가며 탐색한다

BFS explores by distance; DFS explores by path.

알고 10

시도하고 되돌린다

Backtracking is a controlled try-and-undo search.

Experience protocol — 회사 없이 경험 만드는 법

개념 안다 = 지식. 터진 행을 본 적 있다 = 경험.

Build naive

패턴 없이 순진하게 만든다. 그래야 왜 패턴이 필요한지 몸으로 안다.

First I build the naive version so the failure has somewhere to show up.

Attack it

중복요청, 동시 100개, TTL 만료, consumer kill, 느린 의존성 같은 공격을 직접 넣는다.

Then I attack it with the exact failure mode I expect in production.

Witness the failure

깨진 행, p99 폭등, lag, DLQ, deadlock 원문을 눈으로 본다. 목격 없이 완료 금지.

I need to witness the broken row, the latency spike, or the error log myself.

Apply the pattern

멱등키, outbox, CAS, index, cache, timeout, circuit breaker 등 필요한 수를 박는다.

Only after the failure is visible do I apply the pattern.

Re-attack

같은 공격을 다시 넣어서 버티는 것을 본다. 수선이 진짜인지 숫자로 확인한다.

I run the same attack again and prove the fix with a number.

Log the evidence

Symptom / Cause / Fix / Metric / English interview line을 mdx 로그로 남긴다.

I close the loop with evidence: symptom, cause, fix, metric, and the interview sentence.

Execution roadmap — 70 items

Tier R/1/2/3/4/Foundation을 한 화면에서 본다. 완료 기준은 이해가 아니라 증거다.

Campaign Labs

Reclaim

Tier R — Reclaim existing code

먼저 읽고, 닫고, 다시 구현하고, 왜 그런지 말한다.

repo에 있는 AI 주도 코드도 네 손으로 재구현하기 전에는 네 것이 아니다.

items

Idempotency

webhook event_id UNIQUE, replay-safe result.

수3

Evidence: duplicate webhook을 두 번 넣어도 결과가 한 번만 바뀌는 로그.

CAS / Conditional Update

version 또는 조건부 UPDATE로 lost update 방지.

수2

Evidence: 동시 요청 전후 잔액/상태 불변식 비교.

Optimistic vs Pessimistic Locking

충돌률에 따라 retry와 wait 중 선택.

수2

Evidence: lock wait time, conflict rate, retry count.

DB Constraints

UNIQUE/CHECK/NOT NULL을 마지막 방어선으로 둔다.

수1

Evidence: 코드가 새도 DB가 거부하는 실패 테스트.

Transaction Boundary

상태 변경과 감사/부수 기록을 어디까지 한 커밋으로 묶을지 정한다.

수2

Evidence: 중간 crash 시 반쪽 상태가 없는지 확인.

Audit Trail

업데이트로 덮지 않고 append-only로 사건을 남긴다.

수4

Evidence: 전이마다 audit row가 남는 쿼리.

Tracing / Correlation ID

요청 하나를 로그와 trace에서 이어서 본다.

수14

Evidence: 한 trace id로 gateway -> DB까지 따라가는 캡처.

Secure Credential Storage

hashing, dummy hash, secret handling.

security

Evidence: 원문 비밀번호/토큰이 저장되지 않는 증거.

Token Rotation

refresh token 재사용 감지와 폐기.

수1·3

Evidence: reuse 시 전체 세션 폐기 테스트.

Data Modeling

entity ownership과 접근 패턴에 맞춰 테이블을 나눈다.

수1

Evidence: ERD + 핵심 쿼리 3개.

Indexing Basics

등호 먼저, 범위 다음, partial index.

수6·9

Evidence: EXPLAIN ANALYZE 전후.

Schema Migration

적용된 V 수정 금지, expand-contract.

수4·12

Evidence: 무중단 마이그레이션 절차.

Production

Tier 1 — Production money path

Paddle/webhook/entitlement 같은 돈 흐름에 박는다.

메시지를 잃지도, 두 번 처리하지도, 죽은 의존성에 끌려가지도 않게 만든다.

items

Transactional Outbox

entitlement 변경과 outbox row를 한 트랜잭션에 기록.

수2·4

Evidence: DB commit 후 worker가 발행하는 trace.

Idempotent Consumer

event_id UNIQUE로 at-least-once 중복 생존.

수3

Evidence: 같은 event 2회 처리 결과.

Retry + Backoff + Jitter

외부 실패 시 무한 재시도 금지.

수13

Evidence: retry schedule과 max attempt 로그.

DLQ

소진된 메시지를 버리지 않고 보관+알람.

수14

Evidence: poison message가 DLQ로 빠지는 캡처.

Timeout Budget

모든 외부 호출에 hard timeout.

수13

Evidence: 느린 dependency가 thread pool을 잡아먹지 않는 지표.

Circuit Breaker + Bulkhead

연속 실패 시 fast-fail, pool 격리.

수8·13·14

Evidence: open circuit count, protected endpoint latency.

Kill Switch / Feature Flag

배포와 릴리즈를 분리.

수12·14

Evidence: 새 로직 off 전후 동작.

Expand-Contract Migration

추가 -> 양쪽쓰기 -> 전환 -> 제거.

수12

Evidence: 구버전/신버전 동시 serving 확인.

Rate Limiting

token bucket으로 한 사용자의 용량 독식 방지.

수13

Evidence: 429 rate, Retry-After, abuse case.

API Design

pagination, versioning, Idempotency-Key, error format.

수1·3·12

Evidence: API contract + failure examples.

Webhook Signature + Ordering

서명 검증, out-of-order event 처리.

수1·3·5

Evidence: 취소가 결제보다 먼저 오는 테스트.

Reconciliation Job

provider와 내부 entitlement를 주기 대조.

수5

Evidence: mismatch report and repair policy.

Playground

Tier 2 — Playground evolution

opendoor-mini/point-shop이 성장하면서 강제로 진화하게 만든다.

각 수선의 고정 대가가 다음 스테이지의 증상이 된다.

items

Phase 0 — boot flow

견적 -> PASS -> 수락 -> 대시보드 -> 매도 전체 플로우 검증.

수1·5

Evidence: happy-path trace and row counts.

Redis cache-aside

동네별 median 같은 느린 read를 Redis로 캐시.

수7

Evidence: cache hit rate, DB QPS, p95 before/after.

Cache stampede

TTL 만료 순간 동시 요청 1개만 DB로 보내기.

수7·10·13

Evidence: same TTL attack before/after DB query count.

TTL as risk parameter

staleness bound 설계와 as-of 표시.

수7·13

Evidence: stale response count and TTL policy.

Contention deep lab

CAS vs SELECT FOR UPDATE vs no defense, 동시 100요청 실측.

수2·3

Evidence: incorrect balance count, conflict rate, lock wait.

Kafka / Redpanda stream

신규 거래 스트림 -> consumer가 sold_homes 적재.

수4·10

Evidence: producer/consumer trace and lag.

Idempotent consumer again

Kafka 중복 배달에서 UNIQUE/dedup marker로 중복 방지.

수3·4

Evidence: same message delivered twice, one side effect.

Realtime updates with SSE

새 거래 유입 시 ops dashboard에 push.

수10·12

Evidence: event-to-screen delay p95.

Stream aggregation

동네별 rolling median을 consumer로 미니 구현.

수9·10·11

Evidence: lag, aggregate drift, recompute check.

Saga compensation

검사 -> 타이틀 -> 송금 중간 실패 시 역순 보상.

수2·4·5

Evidence: failed step and compensation log.

Multi-step state machine

단계별 상태 전이와 재개 가능성.

수1·2·4

Evidence: illegal transition rejected, resume after crash.

Long-running tasks

야간 전체 재평가: jobs table + worker + idempotent retry.

수3·4·10

Evidence: job restart without duplicate side effects.

Fencing token

락 잡은 좀비 워커가 뒤늦게 쓰는 문제 재현.

수1·2·15

Evidence: stale worker write rejected.

Backpressure / load shedding

잡 큐 깊이 상한과 초과 시 거부.

수10·13·14

Evidence: queue depth, 503/429 rate, p99 protected.

Sharding / partitioning

sold_homes를 market/city별 LIST partitioning.

수8

Evidence: partition scan count and cross-partition cost.

Scaling writes

COPY/batch INSERT 실측.

수6·9·10

Evidence: single insert vs batch throughput.

CQRS-lite

write Postgres -> read model Redis/aggregate table 분리.

수7·9

Evidence: read p95, projection lag.

BFF

web/mobile별 응답 조립 레이어.

수12

Evidence: client calls reduced, hop latency measured.

Large blobs

집 사진: MinIO/S3 compatible + presigned URL.

수7·12

Evidence: upload/download path and permission check.

Postgres FTS 먼저, 언제 Elasticsearch로 갈지 기준.

수6·7·9

Evidence: LIKE vs FTS vs ES p95 and index lag.

Vector DB / pgvector

comps = kNN, 특징 벡터 유사도.

수7·9·11

Evidence: nearest-neighbor quality examples.

Time series

동네 가격지수 시계열 모델링.

수8·9·11

Evidence: query shape, retention, rollup policy.

Lab

Tier 3 — Half-day labs

작고 빠르게 실패를 목격한다.

반나절 안에 실패 원문이나 숫자가 나와야 한다.

items

EXPLAIN ANALYZE

index 전후, rows scanned, buffers.

수6·9

Evidence: query plan screenshot.

Consistent Hashing

node add/remove 시 key movement 측정.

수8

Evidence: movement percentage.

Bloom Filter

오탐률로 메모리를 산다.

수11

Evidence: false positive rate.

HyperLogLog

정확도를 팔아 unique count 메모리를 줄인다.

수11

Evidence: exact vs estimated count.

Leader Election

advisory lock으로 배치 리더 1명.

수15

Evidence: two workers, one leader.

Replica Lag

방금 쓴 게 replica에서 안 보이는 사고.

수7·15

Evidence: read-your-writes failure.

Numbers to Know

내 HTTP/DB/cache latency 표.

수5·14

Evidence: personal latency table.

Graceful Shutdown

SIGTERM 중 요청/잡을 안전하게 정리.

수13·14

Evidence: in-flight request survives.

Talk

Tier 4 — Talk only

만들면 손해인 것들은 논의로 충분히 잡는다.

직접 경험 랩 뒤에 말로 정리해야 진짜 이해된다.

items

CAP Theorem

replica lag 경험 뒤 일관성/가용성 선택을 말한다.

수7·15

Evidence: partition scenario explanation.

Cassandra / DynamoDB

언제 RDB가 아니라 wide-column/key-value가 필요한지.

수8·15

Evidence: access pattern comparison.

ZooKeeper internals

advisory lock 랩 후 진짜 coordination을 말한다.

수15

Evidence: leader/quorum explanation.

Event Sourcing

append-only audit와 full event sourcing의 차이.

수4·5

Evidence: where not to use it.

Sidecar / Service Mesh

조직/운영 규모가 만든 레이어.

수12

Evidence: when the hop earns its cost.

Strangler Fig

레거시 점진 교체 전략.

수12

Evidence: migration cutover sketch.

API Gateway

직접 만든 limiter와 Kong/ALB의 차이.

수12·13

Evidence: build vs buy boundary.

Foundations

Foundations — parallel basics

매일 조금씩. 모르면 설계가 전부 흔들린다.

기초는 검색용 지식이 아니라 즉시 말할 수 있는 단어여야 한다.

items

CORS / preflight

브라우저가 왜 사전 요청을 보내는지.

security

Evidence: OPTIONS flow explanation.

DNS / A / CNAME

도메인이 실제 IP로 가는 흐름.

수1·12

Evidence: domain setup explanation.

HTTPS / TLS

인증서가 무엇을 보증하는지.

security

Evidence: handshake in plain English.

JVM basics

heap, stack, GC, allocation.

수13·14

Evidence: GC pause and heap graph.

Networking

TCP/UDP, keep-alive, connection pool.

수13

Evidence: pool exhaustion scenario.

Concurrency terms

race, deadlock, thread pool, visibility.

수2·13

Evidence: two-session reproduction.

HTTP / REST / status

method semantics and error contract.

수1·3·12

Evidence: idempotent method examples.

Transaction / Isolation / Lock

isolation anomalies and lock behavior.

수2

Evidence: READ COMMITTED vs REPEATABLE READ demo.

Auth / Authorization / Hashing

identity, permission, secret storage.

security

Evidence: threat scenario explanation.