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出版者:电子工业出版社

作者:张炜

出品人:

页数:452

译者:

出版时间:2002-9

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787505379411

丛书系列:

图书标签:

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• 编程入门
• 计算机科学

计算机科学与技术专业核心教材推荐：深入探索现代编程范式与实践 图书名称：《高性能分布式系统架构与实践》 作者： 张明，李华，王伟 编著 出版社： 电子工业出版社 出版时间： 2023年10月 --- 内容简介 在当前信息技术飞速发展的时代背景下，海量数据处理、高并发请求响应以及系统高可用性已成为衡量软件系统质量的核心标准。《高性能分布式系统架构与实践》一书，正是针对当前业界对大规模、高可靠性、低延迟系统构建能力的迫切需求而精心编写的。本书全面覆盖了从理论基础到前沿实践的完整知识体系，旨在为读者提供一套系统化、可操作的分布式系统设计与实现方法论。 本书的特点在于其理论深度与工程实践的完美结合，内容组织逻辑清晰，层层递进，完全聚焦于分布式系统的核心挑战与解决方案。 第一部分：分布式系统理论基石与基础模型（Chapter 1-4） 本部分旨在为读者打下坚实的理论基础，理解分布式系统区别于单机系统的根本复杂性所在。 第一章：分布式系统的基本概念与挑战 详细阐述了什么是分布式系统，其核心目标（如扩展性、可靠性、容错性）以及面临的固有挑战，包括网络延迟、部分失效、时间同步等。引入 CAP 原理、FLP 不可能定理的深入分析，帮助读者建立正确的系统设计哲学观。 第二章：进程间通信（IPC）的演进与选择 系统对比了传统的基于 Socket 的通信方式与现代高性能通信机制。重点讲解了基于消息传递的 RPC（远程过程调用）框架，如 gRPC 的设计哲学、Protocol Buffers 的序列化机制，以及异步消息队列（如 Kafka、RabbitMQ）在解耦与削峰填谷中的作用。 第三章：分布式一致性理论与算法 这是分布式系统的灵魂所在。本章深入探讨了强一致性、弱一致性和最终一致性的权衡。全面剖析 Paxos 算法的原理、推导过程以及其在工程中的变种——Raft 算法的日志复制、领导者选举机制。通过大量图示和伪代码，确保读者能透彻理解 Raft 协议的每一个关键步骤。 第四章：时间与状态管理 讨论了在无中心化环境中如何定义和同步时间。讲解了逻辑时钟（Lamport 逻辑时钟、向量时钟）在事件排序中的应用，以及分布式事务处理的基础——两阶段提交（2PC）和三阶段提交（3PC）的局限性，并引出 Saga 模式等补偿机制。 第二部分：数据存储与管理（Chapter 5-7） 数据的持久化和高效访问是任何大型应用的基础。本部分聚焦于如何设计和实现可扩展、高可用的数据存储方案。 第五章：分布式数据库选型与原理 对比分析了关系型数据库（RDBMS）在分布式环境下的扩展瓶颈。详细介绍 NoSQL 数据库的四大分类（键值存储、文档数据库、列族数据库、图数据库）的适用场景。重点剖析了 Cassandra 等列族数据库的 LSM-Tree 结构和一致性哈希的应用。 第六章：分布式事务与数据一致性维护 超越传统的 2PC 范畴，本章深入探讨了 NewSQL 数据库（如 TiDB、CockroachDB）如何结合分布式事务与 ACID 特性。讲解了基于快照隔离（Snapshot Isolation）和多版本并发控制（MVCC）的实现细节，以及如何通过分布式锁服务（如 ZooKeeper 或 etcd）来协调关键业务流程。 第七章：分布式缓存策略与一致性 阐述了缓存层在提升系统性能中的关键作用。讲解了主流的缓存一致性策略（如 Cache Aside, Read Through, Write Behind）。重点分析 Redis Cluster 的数据分片、槽位（Slots）分配机制，以及 Memcached 与 Redis 在内存管理和并发控制上的差异。 第三部分：系统架构设计与实践（Chapter 8-11） 本部分将理论知识应用于实际的系统架构构建中，涵盖了现代云原生应用的核心组件。 第八章：微服务架构的拆分与治理 详细讲解了从单体应用向微服务演进的路径和最佳实践。讨论了服务边界的合理划分原则（如 DDD 领域驱动设计）。深入介绍服务注册与发现机制（Consul, Eureka），以及 API Gateway 在流量控制、安全验证中的集成作用。 第九章：负载均衡与流量调度 全面分析不同层次的负载均衡技术。从 L4 层的四层转发（如 IPVS、LVS）到 L7 层的应用层分发（如 Nginx, HAProxy）。详细讲解了加权轮询、最少连接等算法，并引入了 DNS 轮询、地理位置路由等全局负载均衡策略。 第十十章：容错设计与弹性伸缩 关注系统面对故障时的自愈能力。讲解了熔断器（Circuit Breaker）、限流（Rate Limiting）和降级（Degradation）的设计模式，并介绍了 Netflix Hystrix/Resilience4j 等框架的应用。探讨了基于 Kubernetes 的 HPA（Horizontal Pod Autoscaler）如何实现高效的弹性伸缩。 第十一章：可观测性：监控、日志与追踪 在分布式系统中，故障定位的难度呈指数级增长。本章系统介绍 ELK/EFK 栈（Elasticsearch, Logstash/Fluentd, Kibana）在日志聚合中的应用。重点讲解分布式追踪系统（如 Jaeger, Zipkin）的原理，特别是 Span 的生成、上下文传播与链路分析方法。 第四部分：前沿趋势与运维保障（Chapter 12-13） 第十二章：云原生与容器化技术栈 聚焦于 Docker 和 Kubernetes（K8s）在构建和部署分布式应用中的核心作用。讲解 K8s 的核心组件（如 Master/Node, etcd, Controller Manager）的工作原理，以及 Service Mesh（如 Istio）如何在应用层面提供服务治理能力。 第十三章：大数据处理框架入门 简要介绍 Hadoop 生态中的 MapReduce 思想，并侧重于 Spark 的架构及其在内存计算上的优势。讨论 Spark Streaming 与 Flink 在实时流处理任务中的适用场景对比。 总结： 《高性能分布式系统架构与实践》不仅仅是一本理论参考书，更是一本实战指南。全书紧密贴合当前业界主流技术栈（如 Spring Cloud 生态、Kubernetes 集群），通过大量的真实案例和代码示例，帮助读者从“为什么会崩溃”深入到“如何设计不崩溃”的层面，是系统架构师、高级后端开发工程师及相关专业学生必备的进阶读物。阅读本书后，读者将能够独立设计和部署具备高可用性、高扩展性和强健容错能力的现代分布式应用系统。

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