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设计通知推送系统

问题​

如何设计一个支持多渠道推送的通知系统？

答案​

架构设计​

核心实现​

use async_trait::async_trait;

/// 通知渠道 Trait
#[async_trait]
pub trait NotificationChannel: Send + Sync {
    async fn send(&self, to: &str, content: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>>;
    fn channel_type(&self) -> &str;
}

/// 邮件渠道
struct EmailChannel { /* SMTP 客户端 */ }

#[async_trait]
impl NotificationChannel for EmailChannel {
    async fn send(&self, to: &str, content: &str) -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
        println!("Sending email to {}: {}", to, content);
        // lettre::send_email(...)
        Ok(())
    }
    fn channel_type(&self) -> &str { "email" }
}

/// 通知分发器
pub struct NotificationDispatcher {
    channels: Vec<Box<dyn NotificationChannel>>,
}

impl NotificationDispatcher {
    pub fn new() -> Self {
        Self { channels: Vec::new() }
    }

    pub fn add_channel(&mut self, channel: Box<dyn NotificationChannel>) {
        self.channels.push(channel);
    }

    /// 按渠道类型发送
    pub async fn dispatch(
        &self,
        channel_type: &str,
        to: &str,
        content: &str,
    ) -> Result<(), String> {
        let channel = self.channels.iter()
            .find(|c| c.channel_type() == channel_type)
            .ok_or_else(|| format!("Channel {} not found", channel_type))?;

        channel.send(to, content).await
            .map_err(|e| e.to_string())
    }

    /// 多渠道同时发送
    pub async fn broadcast(&self, to: &str, content: &str) {
        let futures: Vec<_> = self.channels.iter()
            .map(|c| c.send(to, content))
            .collect();
        futures::future::join_all(futures).await;
    }
}

模板引擎​

use std::collections::HashMap;

pub struct TemplateEngine;

impl TemplateEngine {
    /// 简单的变量替换模板
    pub fn render(template: &str, vars: &HashMap<String, String>) -> String {
        let mut result = template.to_string();
        for (key, value) in vars {
            result = result.replace(&format!("{{{{{}}}}}", key), value);
        }
        result
    }
}

// 使用
// let mut vars = HashMap::new();
// vars.insert("name".into(), "Alice".into());
// vars.insert("code".into(), "123456".into());
// let content = TemplateEngine::render(
//     "Hi {{name}}, your verification code is {{code}}",
//     &vars
// );

关键设计要素​

要素说明
多渠道Trait 抽象渠道，新增渠道不改核心代码
模板消息内容与渠道解耦
频率控制防止骚扰用户（同类消息最多 N 次/天）
优先级紧急通知优先发送
幂等相同通知不重复发送
失败重试指数退避重试

常见面试问题​

Q1: 通知系统如何保证消息不丢失？​

答案：

  1. 持久化队列：通知请求先入消息队列（Kafka/RabbitMQ）
  2. ACK 机制：渠道发送成功后才 ACK
  3. 重试：发送失败的消息进入重试队列
  4. 死信队列：多次重试仍失败的进入死信队列，人工处理
  5. 状态追踪：数据库记录每条通知的状态

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