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出版者:中国水利水电出版社

作者:康博创作室

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-06-01

价格:28.0

装帧:

isbn号码:9787801247278

丛书系列:

图书标签:

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深入探索现代编程范式：Go 语言高性能网络服务构建实战 本书聚焦于使用 Go 语言（Golang）构建高并发、高可靠性的现代网络服务。全书紧密围绕实际工程需求展开，从底层原理剖析到上层架构设计，力求为读者提供一套完整且可落地的实战指南。 --- 第一部分：Go 语言核心与并发基石（奠定坚实基础） 本部分将带领读者系统地回顾和深入理解 Go 语言的核心特性，特别是其在处理并发编程方面的独特优势。我们不会停留在基础语法层面，而是着重探讨这些特性如何在实际的高性能场景中发挥作用。 第一章：Go 语言的精髓与环境优化 本章首先探讨 Go 语言自诞生之初就肩负的使命——成为一门高效、简洁的系统级编程语言。我们将深入剖析 Go 的内存模型、垃圾回收机制（GC）的运作原理，并针对不同应用场景（如低延迟服务或高吞吐量批处理）如何调整运行时参数进行实战演示。重点讲解 `GOMAXPROCS` 的合理设置及其对 CPU 密集型任务的影响。 第二章：Goroutine 与调度器：并发的艺术 Goroutine 是 Go 并发的灵魂。本章将完全解构 Go 调度器的 M:N 模型，详细解析 Goroutine (G)、操作系统线程 (M) 和逻辑处理器 (P) 之间的映射关系。我们将分析抢占式调度、本地调度与全局调度的切换时机，并探究如何利用 `pprof` 工具对调度延迟进行精准诊断。此外，本章还将引入异步 I/O 模型的底层实现，解释 Go 如何在单线程上实现高并发网络连接。 第三章：通道（Channel）的深层机制与同步原语 通道是 Go 语言中用于 Goroutine 间安全通信的桥梁。本章不仅讲解无缓冲和有缓冲通道的使用，更重要的是剖析其内部结构（包括环形缓冲区、等待队列）。针对需要更精细控制的场景，我们引入 `sync` 包中的高级同步原语，如 `Mutex`、`RWMutex`、`WaitGroup` 和 `Cond`。重点内容包括如何使用读写锁优化读多写少的场景，以及如何设计基于通道的取消机制（Context 传播的底层通道实现）。 第四章：Go 语言的内存分配与性能陷阱 理解内存分配是编写高性能代码的关键。本章将深入研究 Go 的内存分配器（TCMalloc 思想的应用），分析 `mheap`、`mcentral`、`mcache` 的结构，并区分栈分配和堆分配的边界。通过一系列代码示例，我们将揭示常见的内存分配陷阱，如不必要的堆逃逸（Escape Analysis）导致的性能下降，并指导读者如何利用编译器的分析工具来优化内存布局。 --- 第二部分：高性能网络编程实战（构建核心服务） 本部分将从网络协议栈的角度出发，结合 Go 标准库的强大能力，构建实际生产环境中的网络服务。 第五章：Go 网络 I/O 基础与标准库精通 本章以 Go 的 `net` 包为核心，深入讲解 TCP/UDP 编程模型。我们将详细解析 `net.Listener` 和 `net.Conn` 的生命周期管理，重点讨论如何优雅地处理连接的关闭、心跳检测与超时机制。针对 TCP 粘包和半包问题，本章将提供基于字节流解析的通用解决方案。 第六章：构建高效的 HTTP/RESTful API 服务 在现代微服务架构中，HTTP 是最主要的通信方式。本章将超越简单的 `http.HandleFunc`，聚焦于构建企业级的 HTTP 服务。内容包括： 1. 高性能路由器选择与实现： 对比 Chi, Gin 等框架的底层路由算法（如 Trie 树）。 2. 中间件的设计与链式调用： 封装日志、认证和度量收集。 3. 服务端请求处理优化： 深入探讨 `http.Server` 的 Read/Write Timeout 设置，以及如何配置连接池以应对突发流量。 4. JSON 序列化优化： 探讨使用 `json-iterator` 等第三方库替代标准库以减少内存拷贝和提升性能。 第七章：RPC 框架选型与 Go 实现 RPC 提供了比 REST 更高效的进程间通信能力。本章将重点研究 gRPC 框架，这是目前 Go 生态中最主流的 RPC 解决方案。 1. Protocol Buffers 的高效定义： 掌握 Protobuf 3 的语法及其在服务接口定义中的应用。 2. gRPC 的核心原理： 剖析 HTTP/2 协议在 gRPC 中的应用，理解多路复用和头部压缩的优势。 3. 流式通信的实现： 区分客户端流、服务器流和双向流，并给出实际应用场景。 4. 拦截器（Interceptor）的运用： 在客户端和服务端实现统一的认证、日志记录和错误处理。 第八章：TLS/SSL 握手与安全通信实践 本章专注于网络通信的安全加固。我们将详细讲解 TLS 1.3 协议的工作流程。在 Go 中，重点是如何加载和管理证书、配置自定义的加密套件（Cipher Suites），以及如何通过 `crypto/tls` 包实现对客户端证书的双向认证（mTLS）。此外，还将讨论使用 H264/QUIC 等下一代协议加速的可能性。 --- 第三部分：数据持久化与高可用架构（服务韧性构建） 本部分探讨服务如何可靠地与外部数据源交互，并构建具备弹性伸缩能力的分布式系统。 第九章：Go 与数据库的连接优化（SQL 与 NoSQL） 本章针对数据访问层的性能瓶颈进行优化。在关系型数据库方面，重点在于连接池的管理（`database/sql` 包的深度定制），分析 SQL 语句的执行计划，并介绍 ORM 工具（如 GORM）在使用过程中的性能陷阱。在 NoSQL 方面，以 Redis 或 MongoDB 为例，讲解 Go 客户端的高效连接策略和批量操作的最佳实践。 第十章：基于 Go 的分布式锁与事务一致性 在分布式环境中，数据一致性是核心挑战。本章将重点讲解如何利用 Redis 或 ZooKeeper 实现可靠的分布式锁，并对比实现原理（如 Redlock 算法的局限性）。此外，我们将探讨 Saga 模式在 Go 微服务中的应用，以确保跨服务的最终一致性。 第十一章：服务发现、配置管理与可观测性 一个健壮的服务必须能自我管理和暴露状态。本章涵盖： 1. 服务注册与发现： 使用 Consul 或 etcd 实现服务的动态管理，Go 客户端的订阅与心跳机制。 2. 动态配置中心： 如何在不重启服务的情况下安全地更新配置（如使用 Viper 或 etcd Watcher）。 3. 可观测性构建： 引入 Prometheus 和 OpenTelemetry 标准。讲解如何使用 Go 客户端埋点（Metrics, Tracing, Logging），并结合 Jaeger 或 Zipkin 进行分布式追踪的可视化分析。 第十二章：构建高可用与容错系统 本章聚焦于系统韧性。我们将深入研究 Go 生态中的容错库（如 Go-Kit 或直接使用 Circuit Breaker 模式）。核心内容包括： 1. 熔断器（Circuit Breaker）的设计与实现： 保护下游服务免受雪崩效应影响。 2. 限流（Rate Limiting）策略： 漏桶和令牌桶算法在 Go 中的高效实现及其应用场景。 3. 优雅停机（Graceful Shutdown）： 确保在接收到停止信号时，正在处理的请求能够完成，连接能够被安全关闭，这是生产环境的必备技能。 --- 目标读者： 本书面向有一定 Go 语言基础，希望深入理解其高性能机制，并致力于构建生产级、高并发网络服务的软件工程师和架构师。通过本书的学习，读者将能够从“会写 Go 代码”迈向“写出高效、稳定、可维护的 Go 服务”。

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