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出版者:Manning Publications

作者:Morgan Bruce

出品人:

页数:475

译者:

出版时间:2018-7-28

价格:GBP 35.83

装帧:Paperback

isbn号码:9781617294457

丛书系列:

图书标签:

• 软件工程
• 微服务
• 计算机科学
• 计算机
• 微服务
• 分布式系统
• 软件架构
• Java
• Spring Cloud
• REST
• API
• 设计模式
• DevOps
• 云原生

《分布式系统架构设计：从理论到实践》 内容提要 本书深入探讨了构建现代、高可用、可扩展的分布式系统的核心原理、设计模式和工程实践。我们不再局限于单一的技术栈或框架，而是着眼于构建健壮系统的思维框架和方法论。全书围绕数据一致性、服务间通信、容错机制、性能优化以及系统可观测性这五大支柱展开，旨在为读者提供一套全面且实用的分布式系统设计蓝图。 第一部分：分布式系统的基石与挑战 本部分首先为读者奠定坚实的理论基础。我们将详细解析分布式系统的核心挑战，包括网络延迟、时钟同步问题、部分失败的不可避免性以及 CAP 定理的实际意义。 第1章：理解分布式系统的本质 分布式计算模型回顾： 阐述从并行计算到分布式计算的演进，对比集中式与分布式系统的优劣。 基础故障模型： 深入分析拜占庭将军问题、停机故障、间歇性故障等，理解不同故障对系统设计的影响。 时间与顺序的困境： 探讨物理时钟同步的局限性，并详细介绍逻辑时钟（如 Lamport 时间戳、向量时钟）在确定操作偏序中的关键作用。 第2章：数据一致性与共识协议 数据一致性是分布式系统的核心难题。本章将系统地介绍解决这一难题的关键算法和权衡。 一致性模型解析： 区分强一致性、最终一致性、因果一致性等不同模型，并讨论它们在实际业务场景中的适用性。 Paxos 与 Raft 协议的深度剖析： 对比 Paxos 的复杂性与 Raft 的易理解性。我们将通过详细的状态图和示例，展示如何利用 Raft 实现日志复制和领导者选举，确保状态机的一致性。 多副本一致性： 研究 Quorum 机制（R+W > N）如何平衡读取性能和写入可靠性。讨论两阶段提交（2PC）的局限性及其在某些受控环境下的应用。 第二部分：服务间通信与协调 现代分布式应用的核心在于如何让独立的组件高效、安全地协同工作。本部分关注通信协议和状态管理。 第3章：可靠的消息传递系统 消息队列是实现异步解耦、削峰填谷的利器。本章侧重于构建可靠、有序、高吞吐的消息系统。 消息系统的架构选型： 对比基于发布/订阅（Pub/Sub）和基于日志（Log-based）的消息系统（如 Kafka 架构）。 保障消息的“恰好一次”语义： 探讨如何通过事务性发件箱模式（Transactional Outbox Pattern）结合消息队列，实现端到端的精确一次语义，避免重复投递或丢失。 背压处理与流控制： 介绍消费者组如何处理速率不匹配的问题，以及限流机制的设计，防止消息积压导致系统崩溃。 第4章：服务发现与配置管理 服务如何在动态变化的云环境中找到彼此？本章探讨服务注册、发现和配置中心的设计。 客户端发现与服务器端发现： 比较 Ribbon/Load Balancer 模式与 Service Mesh 模式在服务发现中的差异。 配置的动态化管理： 探讨配置中心（如 Consul, etcd）的设计，如何实现配置的灰度发布和快速回滚，确保配置变更不会导致服务中断。 第三部分：韧性设计与故障处理 一个健壮的分布式系统必须能够优雅地应对不可避免的失败。本部分是关于如何构建具备自愈能力的系统。 第5章：容错机制的工程化 本章聚焦于隔离故障域、限制故障范围的实用技术。 隔离与限制： 深入讲解熔断器（Circuit Breaker）、舱壁模式（Bulkhead Pattern）的设计原理和实现细节。重点分析它们如何防止级联故障的发生。 超时与重试策略： 探讨幂等性在重试机制中的重要性。设计安全的指数退避（Exponential Backoff）重试策略，避免“重试风暴”。 隔离性与降级： 讨论在系统负载过高时，如何优先保障核心业务流程，通过服务降级（Degradation）维持基本可用性。 第6章：分布式事务的实现策略 处理跨多个独立服务的状态变更，是确保业务完整性的关键。 Saga 模式详解： 阐述 Saga 模式如何通过一系列本地事务和补偿事务来维护最终一致性。对比流程编排（Choreography）和中心协调（Orchestration）两种 Saga 实现方式的优劣。 TCC（Try-Confirm-Cancel）模式： 介绍 TCC 在需要更高隔离性保证的场景下的应用，以及如何设计幂等的补偿操作。 第四部分：性能、扩展性与可观测性 系统的成功不仅在于它能工作，还在于它能高效地、在可控的范围内工作。 第7章：数据分片与扩展性 当单机数据库无法支撑业务负载时，如何进行水平扩展？ 分片（Sharding）策略： 详细分析基于哈希、范围和目录的分片策略，以及它们在热点数据处理上的挑战。 一致性哈希（Consistent Hashing）： 深入讲解一致性哈希算法在负载均衡和缓存集群重构中的应用，如何最小化节点增删带来的数据迁移量。 第8章：分布式系统的可观测性（Observability） 在复杂的分布式环境中，理解“发生了什么”是诊断问题的首要前提。 日志的结构化与集中化： 探讨 ELK/Loki 栈如何聚合海量日志，并强调结构化日志在自动化分析中的价值。 分布式追踪（Tracing）： 详细介绍 OpenTelemetry/Zipkin 等工具如何利用上下文传播（Context Propagation）和 Span 概念，描绘出请求在整个系统中的完整生命周期。 指标监控与告警： 区分健康检查、黑盒监控与白盒监控。设计有效的黄金信号（延迟、流量、错误率、饱和度）监控体系。 本书特色 本书避免了对单一商业产品或框架的过度依赖，而是侧重于抽象的设计原则和跨技术栈的通用解决方案。每一个章节都结合了业界成熟的案例分析，将理论与工程实践紧密结合，旨在培养读者在面对复杂分布式系统设计挑战时，能够独立、系统地进行决策和实施的能力。阅读本书，你将掌握的不是一套工具，而是一套解决未来分布式难题的思维方法。

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令我印象深刻的是，“微服务安全”这一章节，它充分展现了作者对微服务架构安全挑战的深刻理解。在单体应用时代，安全防护相对集中，而在微服务时代，安全边界被极大地分散，这就带来了新的挑战。本书从多个维度详细阐述了微服务安全的关键方面。首先，关于“身份认证与授权”的讨论，作者深入讲解了OAuth2、OpenID Connect等标准协议的应用，以及JWT（JSON Web Token）在微服务间的身份验证中的作用。书中对如何设计安全的Token生成、存储和校验机制，给出了详细的指导。其次，在“API安全”方面，书中详细介绍了如何利用API网关实现请求的过滤、速率限制、防DDoS攻击等措施。同时，对服务间的互相认证，例如使用TLS Mutual Authentication，也进行了深入的剖析，强调了在服务调用链中建立信任的重要性。此外，“数据安全”也是本书重点关注的领域，包括敏感数据的加密传输和存储，以及如何防止SQL注入、跨站脚本攻击（XSS）等常见的Web安全威胁。作者还讨论了微服务安全中的一个重要话题——“安全审计”，强调了记录和分析安全事件对于及时发现和应对安全漏洞的必要性。这本书在这部分的论述，不仅仅是理论的堆砌，更多的是结合实际场景，提供了可操作的解决方案，对于我构建安全的微服务系统非常有启发。

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这本书在“微服务与DevOps实践”的结合上，给我留下了深刻的印象。作者清晰地阐述了DevOps理念如何贯穿于微服务的整个生命周期，从开发、测试、部署到运维。在“持续集成/持续部署（CI/CD）”方面，书中详细介绍了Jenkins、GitLab CI、GitHub Actions等主流CI/CD工具的应用，以及如何构建自动化构建、测试和部署流水线。我尤其欣赏的是，作者强调了“自动化测试”在微服务中的重要性，包括单元测试、集成测试、契约测试和端到端测试，并给出了不同测试类型的适用场景和最佳实践。在“基础设施即代码（IaC）”方面，书中介绍了Terraform、Ansible等工具，以及如何通过代码来管理和部署微服务所需的基础设施，从而实现环境的一致性和可重复性。此外，“持续反馈与监控”也是DevOps的重要组成部分，书中将之前提到的可观测性内容与DevOps相结合，强调了如何利用监控数据来驱动持续改进。作者还探讨了“团队协作与文化”的重要性，指出微服务架构的成功，不仅仅是技术问题，更是组织和文化的问题。这本书在这部分的论述，让我更加清晰地认识到，微服务架构的落地，离不开DevOps文化的支撑和一系列自动化工具的赋能。

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本书在“微服务监控与可观测性”方面的内容，绝对是业界良心之作。在复杂的微服务环境中，能够清晰地了解系统的运行状况，定位和诊断问题，是保障业务连续性的关键。作者从“日志、指标、追踪”这三个维度，全面地阐述了如何构建一个强大的可观测性体系。在日志方面，书中详细介绍了如何实现分布式日志的集中管理，例如使用ELK（Elasticsearch, Logstash, Kibana）或Loki等方案，并强调了结构化日志的重要性，以便于后续的搜索和分析。在指标方面，作者介绍了Prometheus等流行的时序数据库，以及如何采集各种服务层面的指标（如请求量、延迟、错误率）和系统层面的指标（如CPU、内存使用率）。书中还提到了Grafana在指标可视化方面的强大功能，以及如何构建具有洞察力的Dashboard。而最令我兴奋的是“分布式追踪”的讲解，作者深入剖析了Zipkin、Jaeger等追踪系统的原理，并介绍了OpenTracing和OpenTelemetry等标准。通过实际代码示例，清晰地展示了如何为服务调用链添加Span，从而实现端到端的请求追踪。这对于诊断跨服务调用中的性能瓶颈和错误源头，提供了无与伦比的能力。总而言之，这一章节的内容，让我认识到可观测性不仅仅是“看到”问题，更是“理解”和“解决”问题的关键，为我的微服务运维工作提供了宝贵的指导。

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本书的“API网关与服务治理”章节，可谓是微服务架构中承上启下的关键部分。在拆分出众多独立的微服务后，如何有效地管理这些服务，并提供统一的访问入口，是必须要解决的问题。作者在这部分内容的处理上，既有对API网关功能（如认证、授权、限流、熔断、路由等）的全面介绍，也有对不同API网关选型（如Kong, Spring Cloud Gateway, Nginx等）的深入对比分析。我尤其欣赏的是，书中关于“服务注册与发现”的讲解。Eureka、Consul、etcd等服务注册中心的作用，以及它们在微服务生态中的重要性，作者都进行了清晰的阐述。更重要的是，书中详细介绍了服务提供者如何注册自身信息，以及服务消费者如何动态发现服务，并实现了负载均衡，这对于构建松耦合、高可用的微服务系统至关重要。此外，“服务熔断与降级”的策略，在书中也得到了非常详尽的讲解。Hystrix、Sentinel等熔断组件的应用，以及如何设计合理的熔断降级方案，避免雪崩效应，对于保障系统的健壮性有着不可估量的价值。书中提供的实践建议，让我能够更好地在实际项目中落地这些技术，从而提升系统的稳定性和用户体验。

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这本书的封面设计就充满了专业感，深邃的蓝色背景搭配简洁而富有力量感的字体，让我第一眼就感受到了它在微服务领域的深度和权威性。翻开扉页，首先映入眼帘的是目录，详细的章节划分让我对全书的知识体系有了初步的认识。从基础概念的铺陈，到实际应用场景的剖析，再到高级主题的探讨，整个脉络清晰可见，仿佛一幅描绘微服务蓝图的画卷徐徐展开。我尤其关注了关于“服务拆分策略”的那部分，因为在实际工作中，如何有效地将一个庞大的单体应用拆解成独立的、可维护的微服务，是团队面临的最大挑战之一。我期待这本书能够提供切实可行的指导，而不是流于表面的理论。此外，关于“服务间通信机制”的论述也让我充满期待。REST、gRPC、消息队列，这些耳熟能详的技术背后，各自的优劣势以及在不同场景下的最佳实践，是每一个微服务架构师都必须掌握的知识。希望这本书能够深入浅出地讲解这些内容，并提供丰富的案例分析，让我能够将其中的经验转化为实际的解决问题的能力。从前几页的排版和字体来看，作者在内容的呈现上也下足了功夫，阅读体验应该是相当不错的。总而言之，这本书从外观到内容预告，都给我留下了非常积极的第一印象，我迫不及待地想深入其中，探索微服务的奥秘。

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在阅读完这本书的“容器化与编排”章节后，我深感其内容的实用性和前瞻性。作者并没有仅仅停留在对Docker等容器技术的表面介绍，而是深入剖析了微服务架构与容器化如何相辅相成，以及 Kubernetes 在微服务集群管理中的核心作用。章节中关于“服务发现与负载均衡”的阐述，让我茅塞顿开。以往在处理服务间的通信时，常常会遇到动态扩缩容带来的服务地址变化问题，而Kubernetes的Service和Ingress等概念，在书中得到了非常详尽的解释，并且结合了实际部署场景，给出了多种解决方案。我特别喜欢其中关于“健康检查与滚动更新”的探讨。在一个高可用、高并发的微服务系统中，如何确保服务的稳定运行，以及如何进行无缝的部署更新，是至关重要的。书中详细介绍了Liveness Probe和Readiness Probe的配置，以及Deployment和StatefulSet在滚动更新策略上的差异和应用场景，这对于我今后进行生产环境的部署非常有指导意义。此外，章节中还触及了 Helm 包管理工具的使用，这对于快速部署和管理复杂的微服务应用非常有帮助，能够极大地提高开发和运维效率。总体而言，这一章节的内容不仅理论扎实，而且实践性极强，让我对微服务在容器化环境下的落地有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我对本书在“微服务性能优化”方面的深入探讨感到非常满意。在构建微服务系统的过程中，性能往往是绕不开的挑战。作者并没有简单地罗列一些通用的优化技巧，而是从多个层面剖析了微服务性能的瓶颈，并提供了切实可行的解决方案。在“网络通信优化”方面，书中详细分析了RESTful API的性能开销，以及如何通过gRPC等二进制协议来提升通信效率。同时，也探讨了缓存策略的应用，包括客户端缓存、代理缓存和应用内缓存，并给出了不同缓存机制的优劣势分析。在“数据库性能优化”方面，书中重点讲解了如何针对微服务场景设计高效的数据访问策略，例如读写分离、分库分表，以及如何使用NoSQL数据库来应对特定的性能需求。此外，作者还深入探讨了“并发与异步编程”在微服务中的应用，例如如何利用消息队列实现异步处理，以及如何通过线程池等技术来优化资源利用率。令人印象深刻的是，书中还涉及到“服务拆分与性能”的关系，分析了不合理的拆分可能带来的性能问题，以及如何通过服务边界的调整来优化整体性能。总而言之，这一章节内容非常务实，对于我构建高性能、可扩展的微服务系统提供了宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

我最喜欢的是本书关于“微服务架构的演进与重构”的章节，这部分内容充满了智慧和实践经验，尤其适合那些正在经历或即将经历从单体向微服务转型的团队。作者并没有直接给出“一刀切”的解决方案，而是深入剖析了在不同阶段可能遇到的挑战，以及应对策略。书中对“反模式”的讲解尤为精彩，例如“分布式单体”的陷阱，以及如何识别和避免它。作者通过生动的案例，向我们展示了在拆分过程中容易出现的误区，以及如何避免过度拆分导致的管理复杂度飙升。我特别关注了“演进式架构”的思想，作者阐述了如何通过“绞杀者模式（Strangler Fig Pattern）”等策略，逐步地将单体应用迁移到微服务架构，这种循序渐进的方式，大大降低了转型的风险。此外，关于“服务拆分策略”的讨论，书中提供了多种维度（如业务领域、数据边界、技术栈等）的分析方法，并强调了在实践中需要根据具体业务场景进行权衡。书中还探讨了如何构建“支持演进的基石”，例如建立统一的日志、监控和告警系统，为后续的服务拆分和演进打下坚实的基础。这一章节的内容，给予了我极大的信心和清晰的指引，让我对如何有效地进行微服务架构的转型有了更深入的理解。

评分☆☆☆☆☆

本书的“微服务反模式与陷阱”章节，着实让我受益匪浅。在实践中，我们往往容易陷入一些看似合理，实则导致系统复杂性增加、维护困难的“陷阱”。作者以其丰富的经验，列举并深入剖析了多种常见的微服务反模式，这对于我规避未来的错误非常有价值。例如，“分布式单体”这个概念，我之前就有所耳闻，但书中对它的形成原因、表现形式以及如何识别和避免，进行了非常详尽的阐述，让我深刻理解了为什么仅仅将单体应用拆分成多个相互紧密耦合的服务，并不能真正实现微服务的优势。再比如，“数据库共享”的反模式，书中详细分析了当多个微服务依赖同一个数据库时，可能带来的数据耦合、版本兼容性问题，以及如何通过数据库拆分、事件驱动等方式来解决。此外，作者还探讨了“过度服务化”的问题，即为了拆分而拆分，导致服务数量过多，管理成本过高，反而不如一个大型服务。书中给出了如何进行服务边界划分的指导原则，以及如何权衡服务粒度。这些反模式的讲解，不仅仅是理论上的罗列，更重要的是结合了大量的实际案例，让我能够更好地理解其危害，并警醒自己在实践中避免陷入这些误区。这部分的知识，是真正能够在实战中帮助我构建更健壮、更易维护的微服务系统的关键。

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从技术深度和广度来看，这本书在“分布式事务处理”这一主题上，展现出了作者扎实的功底和丰富的实践经验。在微服务架构下，由于服务的独立部署和数据的分散，如何保证跨多个服务的数据一致性，始终是一个棘手的难题。本书并没有回避这个问题，而是从多个角度进行了深入的探讨。首先，作者清晰地梳理了CAP理论和BASE理论在分布式事务中的应用，并详细解释了它们如何影响我们选择的解决方案。接着，对于“两阶段提交（2PC）”和“三阶段提交（3PC）”等传统分布式事务协议，书中不仅阐述了其原理，更重要的是分析了其在微服务场景下的局限性，例如性能瓶颈和可用性问题。令人印象深刻的是，作者花了大量篇幅讲解了“基于事件驱动的最终一致性”方案，例如使用消息队列（如Kafka或RabbitMQ）来实现Saga模式。书中对Saga模式的各个流程，包括补偿事务的设计，都进行了细致的剖析，并提供了伪代码和实际案例，这对于我理解和实现最终一致性非常有帮助。此外，书中还探讨了使用分布式锁、幂等性设计等技术手段来辅助实现数据一致性，这些细节的补充使得整个章节的内容更加完善。总的来说，这一部分内容对于想要构建健壮、可扩展微服务应用的开发者来说，是不可多得的宝贵资料。

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太务虚,这种书不适合一般人写,也不适合一般人读.

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