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isbn号码:9787504431493

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图书简介：面向现代系统的软件架构与工程实践 书名：面向现代系统的软件架构与工程实践 ISBN 暂定：978-7-123-45678-9 出版社：未来科技出版社 --- 核心理念：从底层到云端，构建健壮、高效、可维护的现代软件系统 在当今快速迭代的技术浪潮中，软件系统的复杂性呈指数级增长。传统的开发模式和架构设计已难以支撑微服务、容器化、实时数据处理乃至人工智能驱动的应用需求。本书《面向现代系统的软件架构与工程实践》旨在为广大软件工程师、架构师和技术决策者提供一套全面、深入且极具实操性的指导框架，帮助他们驾驭现代软件工程的挑战，设计并构建出既能满足当下性能要求，又具备长期演进能力的软件基础设施。 本书并非聚焦于某一特定编程语言的底层语法或汇编层面的指令集优化，而是将视角提升至整个系统生命周期、分布式环境下的设计范式以及工程化落地的最佳实践。 --- 第一部分：现代软件架构的基石与演进（Foundation and Evolution of Modern Architecture） 本部分深入剖析了支撑现代应用部署和扩展的核心架构范式，重点在于理解“为什么”要选择某种架构，以及“如何”在高并发、高可用场景下实施它们。 第一章：从单体到分布式：架构范式的转变与挑战 本章首先回顾了经典的三层架构和单体应用的设计局限性。随后，我们详细阐述了向分布式系统过渡的必然性，并引入了微服务架构（MSA）的核心原则。我们将探讨服务拆分的策略（基于业务域、技术能力或事务边界），以及由此带来的新挑战，例如分布式事务管理、服务间通信的效率与可靠性。 重点内容： 限界上下文（Bounded Context）在服务划分中的应用；同步通信（REST/gRPC）与异步通信（消息队列）的权衡。 实践剖析： 成功与失败的微服务迁移案例分析。 第二章：设计分布式系统的核心模式 分布式系统的复杂性要求我们采用成熟的设计模式来管理状态、保证一致性并提高弹性。本章将聚焦于解决这些核心问题的模式。 我们详尽讲解了Saga 模式在补偿性事务中的应用，对比了两阶段提交（2PC）的局限性。在数据层面，深入剖析了CQRS (命令查询职责分离) 如何解耦读写操作，以及事件溯源（Event Sourcing）如何提供强大的审计能力和状态重建能力。 重点内容： BASE 理论下的数据一致性模型；Event Sourcing 与传统 ORM 模式的对比。 技术深度： 消息队列（如 Kafka, RabbitMQ）在不同模式中的角色与选型标准。 第三章：高可用性与容错设计：构建韧性系统 软件系统必然会发生故障，韧性（Resilience）的设计目标是确保系统在部分组件失效时仍能提供核心服务。本章是构建企业级系统的关键。 我们将介绍容错机制的四大支柱：超时（Timeouts）、重试（Retries）、熔断（Circuit Breakers）和限流（Rate Limiting）。我们将结合 Hystrix 或 Resilience4j 等库的原理，阐述如何正确配置这些机制，避免级联故障。此外，混沌工程（Chaos Engineering）的理念和初步实践也将作为保障系统韧性的前沿工具被引入。 实践指南： 如何利用熔断器实现“快速失败”而非“缓慢失败”；负载均衡策略的演进。 --- 第二部分：工程实践与自动化交付（Engineering Practices and Automated Delivery） 架构设计必须落地，而工程实践决定了落地的质量、速度和长期维护成本。本部分专注于将架构蓝图转化为可部署、可观察的运行实例。 第四章：容器化与编排：云原生基础设施 容器技术（如 Docker）已成为事实上的部署标准。本章不再教授 Docker 的基础语法，而是侧重于如何利用容器化技术来固化和标准化架构。 核心内容围绕 Kubernetes (K8s) 展开。我们将深入解析 K8s 的核心概念——Pod、Deployment、Service、Ingress，并重点讲解如何利用它们实现蓝绿部署、金丝雀发布等高级部署策略。我们还将讨论如何将资源限制、健康检查等架构要求嵌入到容器定义中。 重点内容： Helm Chart 在复杂应用部署中的作用；Operator 模式的原理与应用场景。 性能考量： 容器网络模型（CNI）对服务间延迟的影响分析。 第五章：可观察性：从监控到洞察（Observability） 在分布式系统中，仅仅“监控”是不够的，我们需要构建可观察性（Observability）体系，以便在故障发生时能迅速定位根因。 本章系统讲解可观察性的三大支柱：Metrics（指标）、Logs（日志）和Traces（追踪）。我们将详细介绍 OpenTelemetry 框架，解释如何统一采集和关联这些数据。特别地，分布式追踪（Distributed Tracing）将作为理解请求在多个服务间流转路径的关键技术被深入剖析。 实践工具： Prometheus/Grafana 在指标收集与可视化中的最佳实践；ELK/Loki 在日志聚合中的部署优化。 第六章：持续集成/持续部署（CI/CD）与环境一致性 高效的交付流水线是支撑快速迭代的前提。本章强调环境一致性在 CI/CD 中的极端重要性。 我们将构建一个端到端的自动化流程，从代码提交到生产部署的全过程。重点讨论 GitOps 理念，即使用 Git 仓库作为声明式基础设施和应用配置的唯一事实来源。此外，我们还会探讨如何将安全扫描（SAST/DAST）和性能基线测试集成到流水线中，确保交付质量。 工程哲学： 基础设施即代码（IaC），如 Terraform 的使用原则；如何设计原子化的部署策略。 --- 第三部分：面向未来的架构考量（Forward-Looking Architectural Concerns） 本部分展望了影响未来软件系统的技术趋势，并提供了相应的架构应对策略。 第七章：数据密集型应用的设计挑战 现代应用的核心往往是数据处理能力。本章聚焦于如何设计能处理 PB 级数据、支持毫秒级响应的系统。 我们将对比 Lambda 架构和 Kappa 架构在批处理与流处理的融合与分离上的优劣。深入探讨流处理引擎（如 Flink 或 Spark Streaming）在状态管理、窗口计算和容错恢复方面的工程实现细节。 技术对比： NoSQL 数据库（文档、键值、图）在不同数据访问模式下的选型标准。 第八章：安全性与合规性：安全左移（Shift Left Security） 安全不应是部署后的补丁，而应融入架构设计的每一个阶段。本章介绍如何将安全实践“左移”。 我们将探讨 零信任网络（Zero Trust Networking） 的基本原则在服务间通信中的体现，例如使用服务网格（Service Mesh，如 Istio）强制实施 mTLS。同时，讨论 secrets 管理的生命周期（从 Vault 到 K8s Secrets），并解析 API Gateway 在身份验证和授权策略实施中的关键作用。 --- 总结与读者对象 本书的语言风格力求严谨、专业，侧重于原理的深度剖析与实际工程问题的解决。我们避免了对特定技术栈的过度推崇，而是提供一套放之四海而皆准的设计原则和权衡考量。 本书适合以下读者： 1. 具备一定编程经验，希望从实现者转向系统设计者的中高级软件工程师。 2. 负责技术选型和团队技术栈规划的软件架构师。 3. 致力于提升系统健壮性、可维护性和交付效率的技术团队负责人。 通过本书的学习，读者将能够自信地站在现代技术栈的制高点，设计、构建并维护出能够应对未来十年业务增长挑战的复杂软件系统。

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