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出版者:Morgan Kaufmann

作者:Israel Koren

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2007-3-15

价格:USD 89.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780120885251

丛书系列:

图书标签:

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坚如磐石：现代分布式计算中的韧性架构设计 本书并非关于容错系统理论的晦涩探讨，而是一部立足于前沿实践、深入剖析构建高可用、可恢复的复杂信息系统的实战指南。 在数据洪流与瞬时交互成为常态的数字时代，任何单个组件的失效都可能引发灾难性的后果。本书旨在为系统架构师、高级工程师以及技术决策者提供一套全面的工具箱和思维框架，以应对不可避免的故障，并将系统韧性内化为核心设计原则。 我们生活在一个充满不确定性的世界中。硬件会老化、网络会拥塞、软件中总会存在未被发现的缺陷、人为操作失误随时可能发生，甚至恶意攻击也日益猖獗。因此，构建“永不宕机”的系统已不再是可选项，而是生存的必需。本书将这种应对不确定性的能力——韧性（Resilience）——置于核心位置，系统地拆解如何从设计之初就预设故障，并确保系统能优雅地降级、快速地恢复，甚至在部分组件失效时仍能提供核心服务。 全书的叙事逻辑围绕“预防、检测、响应与学习”四个关键阶段展开，层层递进，覆盖了从底层硬件到顶层服务交互的每一个关键层面。 第一部分：韧性思维与基础构建块 (Foundations of Resilience) 本部分旨在建立对现代系统故障模式的深入理解，并引入构建韧性系统的基本哲学。我们不再将故障视为异常，而是将故障视为系统固有的、必然发生的事件。 第一章：从高可用（HA）到韧性设计范式转变。 传统的高可用性（High Availability）往往侧重于冗余和快速故障转移（Failover）。本书将详细阐述这种模式的局限性，尤其是在微服务和大规模分布式环境下，故障传播的速度和复杂性远超传统集群。我们将探讨“优雅降级”（Graceful Degradation）的概念，强调系统在部分功能受损时仍需维持核心业务流程的能力。 第二章：故障模型与攻击面剖析。 深入研究常见的故障分类：瞬时故障、间歇性故障、永久性故障。重点分析在云原生环境中新兴的故障模式，如“噪声邻居效应”（Noisy Neighbor）、API限流的连锁反应、以及容器编排系统自身的复杂性引入的风险。我们将使用真实案例，解构“雪崩效应”（Cascading Failures）的传播路径，并教授如何绘制系统的故障拓扑图。 第三章：时间作为关键资源。 在分布式系统中，时钟同步的挑战是导致许多难以追踪的故障的根源。本章将深入探讨因果关系（Causality）和逻辑时钟（如Lamport时间戳和向量时钟）的重要性，它们是理解事件顺序和恢复状态的基础。我们将详细讨论同步、异步通信对系统韧性的影响，以及如何设计低延迟、高一致性的时间敏感型服务。 第二部分：数据一致性与状态管理 (Data Integrity and State Management) 分布式系统的核心挑战在于数据。如何确保数据在面对网络分区或节点崩溃时仍能保持正确性，是韧性的基石。 第四章：CAP理论的实践性解读与权衡。 摒弃对CAP理论的教条式理解，聚焦于实际应用中的权衡艺术。我们将对比不同一致性模型（如最终一致性、因果一致性、强一致性）在不同业务场景下的适用性，并探讨Quorum机制在读写操作中的动态调整策略。 第五章：持久化存储的冗余与修复策略。 深入研究纠删码（Erasure Coding）与数据副本（Replication）的性能与存储成本对比。重点解析日志结构化存储（如WAL）如何保证数据持久性和故障恢复的速度。内容将包括如何设计高效的“反熵”（Anti-Entropy）机制来自动修复数据不一致。 第六章：状态机复制与共识算法的工程应用。 详尽剖析Paxos、Raft及其变体在实际系统中的部署挑战和性能瓶颈。本书提供了一份工程清单，指导读者判断何时应引入共识协议，以及如何优化Leader选举的效率和处理“脑裂”（Split-Brain）问题。 第三部分：弹性通信与服务间的交互 (Resilient Communication Patterns) 现代应用是基于网络的服务集合。本部分关注如何使服务间的通信不会成为薄弱环节。 第七章：客户端与服务端的防御性编程。 介绍超时（Timeouts）、重试（Retries）策略的艺术：何时重试，何时放弃。深入讲解指数退避（Exponential Backoff）与抖动（Jitter）机制，以防止重试风暴。我们将详细分析断路器（Circuit Breaker）的设计原理及其在微服务网格中的应用，确保一个缓慢的服务不会拖垮整个调用链。 第八章：消息队列与事件驱动架构的韧性。 消息中间件是解耦系统的关键，但本身也可能成为故障点。本章关注如何设计具有持久性、顺序保证和死信队列（DLQ）机制的消息处理流程。探讨幂等性（Idempotency）在消息投递中的重要性，以及如何处理“恰好一次”语义的工程实现。 第九章：负载均衡与流量管理的高级技术。 超越简单的轮询调度，探讨基于健康检查、地理位置和响应时间的智能流量分配策略。深入分析服务网格（Service Mesh）中的流量整形能力，如何隔离故障域，并实施灰度发布和蓝绿部署中的流量控制。 第四部分：自动化运维与故障演练 (Operations, Observability, and Experimentation) 再精妙的设计也需要有效的观测和持续的验证。 第十章：可观测性三要素的深度融合。 不仅仅是收集指标，而是如何利用日志、指标和追踪（Tracing）来快速定位跨越多个服务边界的故障。重点讲解分布式追踪系统（如OpenTelemetry）如何帮助我们重建延迟的真正来源，以及如何设置有效的告警阈值，避免“告警疲劳”。 第十一章：混沌工程的系统化实践。 将故障注入（Fault Injection）从理论变为常规流程。本书提供了一套从开发环境到生产环境的混沌工程路线图。我们将讲解如何设计有意义的实验（Hypothesis-driven experiments），如何从小范围测试系统对特定故障的反应，以及如何将实验结果固化为修复工单，形成持续改进的闭环。 第十二章：恢复策略与自动化恢复。 介绍“自我修复”系统的设计哲学。这包括健康检查的设计标准、自动缩放（Autoscaling）如何应对负载尖峰，以及不可变基础设施（Immutable Infrastructure）如何简化系统恢复过程——与其尝试修复一个受损的实例，不如直接替换它。最后，探讨快照（Snapshotting）与异地备份的策略，确保在灾难性故障后的快速恢复目标（RTO）和恢复点目标（RPO）得以达成。 --- 本书的目标读者 是那些厌倦了在半夜被警报叫醒的工程师，以及那些希望他们的系统能够在面对现实世界的混乱时保持稳定和可预测性的架构师。通过本书提供的理论基础、设计模式和实战案例，读者将掌握构建真正能够抵御和适应故障的现代信息系统的必备技能。这不是一本关于如何避免错误的指南，而是一本关于如何设计一个能从错误中学习和恢复的系统的蓝图。

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这本书的开篇便如同一场引人入胜的学术探索之旅，将我深深吸引。作者以一种旁征博引、层层递进的方式，从最基础的容错概念入手，逐步深入到分布式系统、并行计算以及更复杂的网络环境中的容错机制。我尤其欣赏的是，作者并没有仅仅停留在理论的堆砌，而是穿插了大量真实世界的案例分析，这些案例涉及航空航天、金融交易、医疗设备等多个高风险领域，生动地展现了容错系统在保障关键任务成功中所扮演的不可或缺的角色。每一章的结尾都附有精心设计的练习题，这些题目不仅巩固了前文的学习内容，还引导读者进行更深入的思考，甚至激发了对未来研究方向的探索欲。例如，书中对拜占庭将军问题的详尽解析，以及如何通过共识算法（如 Paxos 和 Raft）来解决分布式系统中的不一致性问题，都让我对这些抽象概念有了豁然开朗的理解。作者的语言风格严谨而不失生动，专业术语的解释清晰易懂，即便对于初涉此领域的研究者，也能快速掌握核心要义。我常常在阅读过程中，忍不住停下来，反复咀嚼某些精辟的论述，并尝试将其与自己过去的工程经验进行对照，这极大地加深了我对容错技术重要性的认识。这本书的价值不仅仅在于知识的传授，更在于它培养了一种严谨的、面向问题的解决思路，这对于任何从事系统设计和开发的人员来说，都是一笔宝贵的财富。我强烈推荐这本书给所有对构建可靠、健壮系统感兴趣的工程师、研究人员和学生，相信它定能为您的学术和职业生涯带来深远的影响。

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当我拿到这本书时，我被它厚重的分量和精致的装帧所吸引，而当我翻开它，我更是被其内容的深度和广度所折服。这本书不仅仅是一本关于容错技术的工具书，更是一本关于如何应对不确定性的哲学思考。作者以一种循序渐进的方式，从最基础的“失效”的概念出发，逐步引导读者理解各种失效的产生机制，以及如何通过设计和策略来预防和缓解这些失效。我尤其喜欢书中关于“故障注入测试”的章节，它详细介绍了如何在软件开发生命周期的各个阶段，通过模拟各种故障来测试系统的鲁棒性。这种主动的、实验性的方法，对于那些希望构建真正可靠系统的工程师来说，具有极高的指导意义。书中对“冗余策略”的细致分析，也让我大开眼界，作者不仅介绍了硬件冗余，还深入探讨了软件冗余、信息冗余等多种形式，并分析了它们各自的优缺点和适用场景。这种多角度、全方位的分析，使得读者能够根据实际需求，选择最合适的容错策略。作者在行文过程中，大量运用图表和流程图，将复杂的概念和算法清晰地呈现出来，这大大降低了阅读的门槛。这本书是一部值得反复阅读的经典之作，无论你是初学者还是资深工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发。

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这本厚重的著作，与其说是一本技术手册，不如说是一位经验丰富的导师，在我的学习道路上悉心指引。它以一种近乎哲学的高度，审视了“失效”的本质，以及我们如何与之抗争。作者在阐述容错策略时，不仅仅局限于单一的技术层面，而是将其置于一个更宏观的系统工程框架下进行考量。从硬件冗余、软件的自诊断与自修复，到网络通信的纠错编码和流量控制，书中几乎涵盖了所有能够想象到的可能导致系统失效的环节，并为每一个环节提供了相应的解决方案。我特别喜欢书中关于“故障注入”的章节，作者详细介绍了如何系统地模拟各种故障模式，从而测试和验证容错机制的有效性。这种主动的、实验性的方法，对于那些渴望深入理解系统在极端压力下表现的研究者来说，具有极高的实践价值。书中关于“失效模式及影响分析”（FMEA）的详细讲解，更是让我认识到，在系统设计初期就主动识别和规避潜在风险的重要性。这种前瞻性的设计理念，与许多后知后觉的补救措施形成了鲜明对比。作者在行文中，不时引用古老哲学和经典文学中的智慧，将冰冷的工程技术与人文关怀巧妙地结合在一起，使得阅读过程充满了惊喜和启发。即便在处理一些极为晦涩的技术细节时，作者也能凭借其深厚的功底，将其抽丝剥茧，化繁为简，让读者在享受智慧的碰撞之余，也能领略到科学的严谨之美。对于那些希望构建真正意义上的“高可靠性”系统的工程师来说，这本书绝对是不可多得的案头必备。

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这本著作以一种独特的方式，打开了我对容错系统的新视野。作者并没有拘泥于枯燥的技术细节，而是将容错技术置于一个更加宏观的系统工程和风险管理的框架下进行审视。书中对“失效模式及影响分析”（FMEA）的深入讲解，让我认识到，在系统设计初期就识别和规避潜在风险的重要性。这种前瞻性的设计理念，对于避免事后补救的低效和高成本具有重要意义。我尤其赞赏作者在探讨分布式系统中的一致性问题时，所引入的博弈论和信息论的视角，这为理解拜占庭将军问题的复杂性和解决思路提供了更深层次的洞察。书中对“弹性计算”的阐述，也让我对如何在动态变化的环境中保持系统的可用性和性能有了更深刻的理解。作者在行文过程中，善于运用比喻和类比，将抽象的技术概念生动地呈现出来，使得阅读过程充满了趣味性和启发性。例如，作者将容错系统比作人类的免疫系统，将各种故障比作病毒和细菌，这种形象的比喻，让读者能够更容易地理解容错系统的核心思想。这本书是一部集理论深度、实践指导和哲学思考于一体的优秀著作，无论你是系统工程师、研究人员还是学生，都能从中获得宝贵的知识和启发。

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这是一本让我爱不释手的书，它不仅仅是技术知识的宝库，更是一次思想的洗礼。作者以一种旁征博引、层层深入的方式，将容错系统的方方面面展现在我眼前。书中对“安全关键系统”的详细分析，让我认识到容错技术在保障人类生命安全方面的重要性，例如在航空航天、医疗设备等领域。我尤其欣赏作者在探讨“模型检查”和“符号执行”等形式化方法时，所展现出的深刻洞察力。这些方法在确保复杂系统的正确性和可靠性方面起着至关重要的作用。书中通过大量的图表和算法伪代码，将这些抽象的概念具象化，使得读者能够更容易地理解和掌握。作者在语言的运用上，既有学术的严谨，又不失通俗易懂，即使是那些非专业背景的读者，也能从中受益匪浅。我常常在阅读过程中，被作者对细节的关注所打动，每一个算法的推导，每一个定理的证明，都经过了反复的推敲和验证。这本书是一部值得反复阅读的经典之作，无论你是初学者还是资深工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发。

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这本书的写作风格独特，我简直爱不释手。它以一种引人入胜的叙事方式，将读者带入了一个充满挑战和创新的容错系统领域。作者在书中不仅仅是罗列技术，而是通过一个个生动的故事，展现了容错系统在现实世界中的巨大价值。例如，书中对空中交通管制系统的容错设计分析，让我看到了技术如何在保障人类生命安全方面发挥关键作用。作者在探讨分布式一致性问题时，引用了大量的历史事件和理论进展，使得这个原本枯燥的概念变得鲜活起来。我尤其欣赏书中关于“猴子定理”和“信息冗余”的讨论，这些概念看似简单，却在容错系统中有着深刻的含义。作者通过一系列的案例研究，展示了如何利用这些基本原理来构建能够抵御各种失效的系统。这本书的排版设计也非常人性化，清晰的章节划分、醒目的标题以及精美的图示，都让阅读过程变得轻松愉快。作者在语言的运用上，既有学术的深度，又不失文学的韵味，读起来如同品味一杯醇厚的美酒，回味无穷。这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一本关于系统设计哲学和工程智慧的启迪之作。我强烈推荐这本书给所有对构建可靠、健壮系统感兴趣的读者，相信它一定会让你受益匪浅。

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这本书的出现，对我来说，仿佛是在浩瀚的工程知识海洋中找到了一座灯塔。作者以一种既深邃又接地气的方式，为我指明了构建可靠系统的方向。书中不仅仅罗列了各种容错技术，更重要的是，它深入剖析了“失效”的本质，以及我们应该如何以一种系统性的思维去应对它。我尤其喜欢书中关于“冗余和多样性”的章节，作者详细介绍了如何通过引入不同类型、不同实现的冗余来提高系统的整体鲁棒性，这让我认识到，单一的冗余策略可能不足以应对所有类型的故障。书中对“主动与被动容错”机制的比较分析，也让我对如何在不同场景下选择最合适的容错策略有了更清晰的认识。作者在行文中，善于引用历史案例和哲学思想，将冰冷的工程技术与人文关怀巧妙地融合，使得阅读过程充满了智慧的闪光点。例如，作者在讨论分布式一致性时，巧妙地引用了“囚徒困境”的思想实验，使得原本抽象的概念变得生动有趣。这本书是一部值得反复品读的佳作，它不仅能帮助我提升技术能力，更能拓展我的思维边界，为我的职业生涯带来长远的助益。

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当我翻开这本书的第一页，我就知道我找到了一件宝藏。这本书就像一个百科全书，涵盖了容错系统的方方面面。它不仅仅是一本关于如何构建容错系统的指南，更是一本关于如何思考和理解系统失败的书。作者在书中深入探讨了各种不同类型的失效，从随机硬件故障到系统性的软件缺陷，再到人为错误，并提供了针对每种失效的应对策略。书中对“优雅降级”和“故障转移”等概念的阐述，让我对如何在系统发生故障时，最大限度地减少对用户的影响有了全新的认识。我尤其赞赏作者对“状态空间搜索”和“形式化验证”等高级技术的研究，这些技术在确保复杂系统的高度可靠性方面起着至关重要的作用。书中通过大量的图表和算法伪代码，将这些抽象的概念具象化，使得读者能够更容易地理解和掌握。作者在语言运用上，既有学术的严谨，又不失通俗易懂，即使是那些非专业背景的读者，也能从中受益匪浅。在阅读过程中，我常常被作者对细节的关注所打动，每一个算法的推导，每一个定理的证明，都经过了反复的推敲和验证。这本书让我深刻地认识到，容错系统并非一蹴而就，而是需要通过精心的设计、细致的实现以及持续的验证才能得以实现。这本书是一部值得反复阅读的经典之作，无论你是初学者还是资深工程师，都能从中获得宝贵的知识和启发。

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这是一本让我受益匪浅的书籍，其深度和广度都令人印象深刻。作者以一种严谨而又富有洞察力的方式，将容错系统这一复杂的主题展现得淋漓尽致。书中不仅涵盖了基本的容错概念，如冗余、隔离和检测，还深入探讨了更高级的主题，如分布式共识、拜占庭容错以及故障预测。我特别欣赏作者在阐述分布式共识算法时，所采用的逐步推演的方式，从最简单的场景出发，逐步引入复杂性和约束条件，最终引导读者理解Paxos和Raft等经典算法的设计思路。书中对“服务质量”（QoS）在容错系统中的作用的分析，也让我受益匪浅，这让我认识到，容错不仅仅是避免系统失效，更是要在失效发生时，尽可能地维持系统的可用性和性能。作者在行文中，大量引用了最新的研究成果和行业标准，这使得这本书不仅具有理论深度，还兼具前沿性和实用性。例如，书中对云计算环境中容错机制的分析，就为理解现代分布式系统的可靠性提供了宝贵的视角。我常常在阅读过程中，停下来，思考书中提出的问题，并尝试将其与我所遇到的实际工程挑战联系起来。这本书的价值在于，它不仅仅传授知识，更在于培养一种系统性的思维方式，这对于任何从事系统设计和开发的人员来说，都是一笔宝贵的财富。

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当我翻开这本书，便被其严谨的学术风格和深邃的理论内涵所吸引。作者以一种近乎雕琢的态度，将容错系统这一复杂的主题细致地呈现在读者面前。书中对“差错控制编码”（ECC）的详细解析，让我对如何在数据传输和存储过程中保证数据的完整性和准确性有了全新的认识。我尤其欣赏作者在阐述分布式系统中的“幂等性”概念时，所采用的严谨的数学推导和实例分析，这使得这个看似抽象的概念变得具体而易于理解。书中对“卡尔曼滤波器”在状态估计和故障检测中的应用，也让我看到了数学工具在解决实际工程问题中的强大威力。作者在行文过程中，大量引用了经典文献和前沿研究，这使得这本书具有极高的学术价值和参考价值。例如，书中对“失效预测”技术的探讨，为构建主动式容错系统提供了重要的理论基础。我常常在阅读过程中，对书中提出的观点进行深入思考，并尝试将其与我所面临的实际工程挑战进行对照。这本书的价值在于，它不仅仅传授知识，更在于培养一种严谨的、面向问题的解决思路，这对于任何从事系统设计和开发的人员来说，都是一笔宝贵的财富。

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