高可用可伸缩微服务架构

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出版者:电子工业出版社
作者:程超
出品人:博文视点
页数:528
译者:
出版时间:2019-5-1
价格:108.00
装帧:平装
isbn号码:9787121362132
丛书系列:
图书标签:
  • 微服务
  • 架构
  • ServiceMesh
  • Java
  • DDD
  • 计算机
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  • 高可用
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  • 微服务
  • 架构
  • 分布式
  • 云计算
  • 系统设计
  • 容器化
  • 服务治理
  • 弹性扩容
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具体描述

近年来微服务架构已经成为大规模分布式架构的主流技术,越来越多的公司已经或开始转型为微服务架构。本书不以某一种微服务框架的使用为主题,而是对整个微服务生态进行系统性的讲解,并结合工作中的大量实战案例为读者呈现一本读完即可实际上手应用的工具书。

书中的理论部分介绍了微服务架构的发展历程,通俗地讲解了领域驱动设计,帮助读者更好地利用DDD来建模和划分服务;微服务稳定性保证的常用手段和微服务下如何保证事务的一致性这两章凝聚了作者多年的积累和思考,相信读者看完后会有不一样的感触和收获;书中实战部分的内容非常丰富,以项目为基础,逐层介绍常见的Dubbo、Spring Cloud和Service Mesh框架的具体使用方法,并对实现原理进行剖析;书中还以具体案例全面介绍了微服务双活体系建设、微服务监控与告警、微服务编排、百亿流量微服务网关的设计与实现,以及基于支付场景下的微服务改造等,并让读者了解如何借助微服务来增强和重构现有的遗留系统。

不管是刚接触微服务的新手,还是正在尝试借助微服务解放生产力的开发人员或运维人员,甚至是立志于构建高可用可伸缩的微服务体系的技术Leader和架构师,阅读本书,对读者必有裨益。

好的,这是一本关于高性能分布式系统设计与实践的图书简介,内容详实,旨在为读者提供构建健壮、可扩展的现代应用系统的全面指南。 --- 《高性能分布式系统设计与实践:从基础理论到前沿应用》 书籍概述 在当今的数字经济时代,任何面向用户的关键业务系统都必须具备卓越的性能、近乎零停机的可用性以及能够应对指数级增长的弹性。传统的单体应用架构已无法满足这种严苛的要求。本书《高性能分布式系统设计与实践:从基础理论到前沿应用》深入剖析了构建下一代企业级分布式系统的核心挑战与解决方案。 本书并非简单地介绍某一特定框架或工具的用法,而是聚焦于底层原理、设计哲学和系统级思维。我们带领读者穿越复杂的概念迷雾,从一致性模型、延迟优化、并发控制到故障管理,系统性地构建起坚实的技术底座。 本书适合对象包括:资深软件工程师、系统架构师、对大规模系统设计感兴趣的开发人员,以及希望深入理解现代云原生基础设施的运维专家。 核心内容详解 第一部分:分布式系统的基石与挑战 本部分奠定了理解复杂系统的理论基础,重点阐述了分布式环境下的核心矛盾。 1. 分布式系统的本质认知: CAP定理的再审视与实际应用: 深入探讨了在现实场景中(如跨地域部署、网络分区频繁发生时)如何权衡一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition Tolerance)。我们不仅仅停留在理论层面,而是通过案例分析了主流数据库和中间件在不同一致性级别下的表现。 FLP不可能性与异步系统的构建: 分析了在异步环境下保证“绝对正确”的难度,并介绍了如何通过引入领导者选举、共识算法(如Raft或Paxos的简化应用)来达成“实用”的一致性。 时间、时钟与因果关系: 探讨了分布式系统中“准确时间”的缺失所带来的挑战。详细讲解了逻辑时钟(如Lamport时间戳)和向量时钟,以及它们在事件排序和因果依赖追踪中的关键作用。 2. 延迟与吞吐量的度量与优化: 延迟的层次结构分析: 剖析了请求从客户端到服务端处理过程中,网络传输、操作系统调度、进程间通信、内核开销和应用逻辑执行所占用的时间分布。 性能瓶颈的定位艺术: 介绍如何使用火焰图、追踪系统(Tracing)和分布式日志聚合工具,系统性地识别应用层、数据层和基础设施层的性能瓶颈。 高并发下的内存管理: 探讨了垃圾回收(GC)对高并发系统延迟的影响,并比较了不同运行时(如JVM、Go Runtime)的GC策略及其调优技巧,以实现更低的P99延迟。 第二部分:数据一致性与持久化策略 数据是分布式系统的核心资产。本部分聚焦于如何确保数据在面对故障、高并发写入和跨节点复制时的正确性与持久性。 3. 分布式事务处理的艺术: ACID的分布式重构: 详细解析了如何在微服务边界内实现类似ACID的特性,重点介绍Saga模式、TCC(Try-Confirm-Cancel)框架的实践经验。 两阶段提交(2PC)的局限性与替代方案: 分析2PC在同步阻塞和单点故障下的脆弱性,并重点介绍如何利用消息队列(MQ)的幂等性和可靠投递机制构建异步最终一致性事务。 4. 分布式存储与复制模型: 数据分片(Sharding)的策略选择: 深入讨论了基于哈希、范围和一致性哈希的分片算法,以及在数据热点出现时如何动态重分配数据。 强一致性复制的实现: 详述了基于日志的复制(如Binlog/WAL)与状态机复制的原理,以及如何通过Quorum机制来保证读写的一致性窗口。 多活与异地容灾架构: 探讨了Active-Active和Active-Passive架构在数据同步、冲突解决(Conflict Resolution)以及跨地域网络延迟下的最佳实践。 第三部分:弹性、容错与故障管理 一个健壮的系统必须能“优雅地失败”。本部分聚焦于如何设计系统来预测、隔离和从故障中快速恢复的能力。 5. 服务的隔离与降级: 限流、熔断与降级(Hystrix/Resilience4j 哲学): 详细讲解了这些保护机制背后的数学模型和应用场景。如何设置合理的并发阈值、错误率阈值和熔断恢复时间。 资源隔离技术: 探讨了线程池隔离、信号量隔离和Bulkhead模式在防止级联故障中的关键作用。 压力测试与混沌工程的结合: 介绍了如何通过主动注入故障(如延迟、CPU饱和、网络丢包)来验证系统的恢复能力,确保设计文档中的容错假设在真实环境中成立。 6. 负载均衡与流量控制: L4/L7负载均衡器的深入剖析: 比较了基于轮询、最少连接、加权随机等算法的适用性,并重点分析了代理层(如Envoy, Nginx)的健康检查机制。 全局流量调度与智能路由: 讲解了如何基于地理位置、服务可用性分数,结合DNS或Anycast技术实现跨数据中心的智能流量分发。 第四部分:可观测性与运维自动化 系统规模越大,可见性越低。本部分关注如何利用现代工具链来维持对复杂系统的掌控。 7. 分布式追踪与上下文传递: OpenTelemetry与标准化的重要性: 介绍如何通过统一的追踪标准(Trace Context)在不同服务间无缝传递请求元数据。 Span的合理设计: 探讨如何定义业务有意义的Span,避免过度采样的性能开销,同时确保关键业务路径的可追溯性。 8. 度量指标体系的构建: 黄金指标(Latency, Traffic, Errors, Saturation)的落地: 如何设计一套能够全面反映系统健康状况的指标体系,并建立有效的告警阈值。 日志的结构化与上下文关联: 强调结构化日志(JSON格式)在聚合和分析中的优势,以及如何确保所有日志事件都能关联到同一个Trace ID。 --- 本书的独特价值 本书的价值在于其深度和广度的平衡。我们不局限于某一门语言或平台,而是提炼出适用于任何大规模系统的设计范式。读者将学会如何从零开始评估技术选型,理解每个流行组件(如Kafka、Cassandra、Redis Cluster)背后的权衡取舍,最终能够自信地设计和维护面向未来的、能够持续进化的超大规模分布式应用。 通过本书的学习,您将掌握的不仅仅是“如何做”,更是“为什么必须这样做”的系统工程思维。

作者简介

程超,网名小程故事多,现任某公司高级架构师,超过12年的Java研发经验,8年技术管理和架构经验,熟悉支付和电商领域,擅长微服务生态建设和运维监控,对Dubbo、Spring Cloud和gRPC等微服务框架有深入研究,帮助多家公司进行过微服务建设和改造。合著作品《深入分布式缓存》,阿里云MVP、云栖社区外部专家、Codingfly社区特聘技术专家、CSDN博主专家。

梁桂钊,现任某互联网公司高级开发工程师,参与过内容分发、K12 教育、淘系电商等项目。目前,专注于新零售电商服务的业务摸索和电商服务创新实践。具有Java核心技术、微服务、分布式、高并发等领域一线实战经验,并对新兴技术方向和各种开源框架有浓厚兴趣。公众号「服务端思维」的作者。

秦金卫(KimmKing),现任某公司高级技术总监/Apache Dubbo PPMC,阿里前架构师/某商业银行北京研发中心负责人。关注互联网、电商、金融、支付、区块链等领域,10多年研发管理和架构经验,对于中间件、SOA、微服务,以及各种开源技术非常热衷,活跃于Dubbo、Fastjson、Mule、ActiveMQ等多个开源社区。个人博客http://kimmking.github.io。

方志斌,现任某物联网公司高级研发工程师。目前专注于大型物联网平台架构的设计与开发工作。对于微服务、分布式、集群有一定的研究和实战经验。对Java领域的开源框架有浓厚的兴趣,喜欢深入分析、总结框架源码。SpringForAll社区核心成员,组织多次社区技术专题、问答等活动。

张逸,架构编码实践者,微服务架构设计者,领域驱动设计布道师,大数据平台架构师。著译作包括《软件设计精要与模式》《恰如其分的软件架构》《人件》等。个人微信公众号为「逸言」,个人博客:http://zhangyi.xyz。

杜琪,网名阿杜,现任蚂蚁金服高级研发工程师,2015年6月毕业于南开大学,计算机系统结构硕士。毕业后开始接触分布式业务系统开发,曾在有赞负责用户中心基础服务,对分布式业务系统的稳定性、可靠性有丰富的经验。喜欢研究底层技术,喜欢研究疑难技术问题,例如JVM内存问题排查、GC调优,等等。有对外输出分享的习惯,是公众号javaadu的维护者。

殷琦,网名涤生,现任“美团点评”技术专家,2015年3月毕业于东华大学,软件工程硕士。2015年3月加入“美团点评”基础架构部,开始接触微服务架构,之后一直从事服务框架的研发工作,对微服务架构发展与演进有非常深刻的认识。个人比较喜欢研究并分享新技术,时刻关注并实践微服务架构最前沿的技术,如Service Mesh、Serverless 等。

肖冠宇,曾就职于小米、人民网等互联网公司,具有丰富的大数据一线实战经验,专注大数据处理技术及机器学习算法研究。著有《企业大数据处理:Spark、Druid、Flume与Kafka应用实践》《Python3快速入门与实战》等书籍。

目录信息

1.1 什么是架构 1
1.2 几个相关概念 3
1.3 从软件的生命周期看架构设计 7
1.4 架构的形式与特点 9
1.5 架构的目标与方法 13
1.6 架构的不同风格 18
第2章 微服务领域驱动设计 30
2.1 领域驱动设计 31
2.1.1 领域驱动设计概览 31
2.1.2 问题域与解决方案域 34
2.1.3 限界上下文 35
2.1.4 上下文映射 40
2.1.5 领域架构 43
2.2 微服务的设计 48
2.2.1 限界上下文的边界 48
2.2.2 限界上下文即微服务 51
2.2.3 识别限界上下文 53
2.2.4 微服务之间的协作 59
2.3 小结 63
第3章 Apache Dubbo框架的原理与实现 64
3.1 Dubbo框架的选型与使用 64
3.1.1 Dubbo框架的选型 64
3.1.2 Dubbo框架的使用 65
3.2 Dubbo框架的原理分析 70
3.2.1 总体架构分析 70
3.2.2 Dubbo Bean的加载 73
3.2.3 Dubbo Extension机制 77
3.2.4 Dubbo消费端 91
3.2.5 Dubbo服务端 126
3.2.6 Dubbo的通信机制 144
3.3 基于Dubbo的自动化Mock系统 165
3.3.1 Mock模拟系统的产生 166
3.3.2 Dubbo Mock的使用 167
3.3.3 Dubbo Mock的原理解析 168
3.3.4 自动化Mock系统的实现 170
第4章 Spring Boot/Spring Cloud实践 177
4.1 Spring Boot原理剖析 178
4.1.1 Spring Boot Quick Start 178
4.1.2 Spring Boot之SpringApplication 180
4.1.3 spring-boot-loaded模块分析 186
4.1.4 spring-boot-autoconfigure模块分析 190
4.1.5 Spring Boot Conditional注解分析 195
4.2 Dubbo Spring Boot Starter 198
4.2.1 Dubbo Spring Boot Starter简介 198
4.2.2 Dubbo Initializr及sample 198
4.2.3 dubbo-spring-boot-autoconfigure模块 201
4.2.4 dubbo-spring-boot-actuator模块 204
4.3 Spring Cloud栈 211
4.3.1 为什么微服务架构需要Spring Cloud 212
4.3.2 Spring Cloud技术栈总览 214
4.3.3 spring-cloud-scaffold基础库集合 215
4.4 基于Maven Archetype的脚手架 239
4.4.1 Maven Archetype 239
4.4.2 脚手架的搭建 240
4.4.3 生成脚手架 247
第5章 微服务稳定性保证的常用手段 250
5.1 微服务的稳定性 250
5.2 高可用 250
5.2.1 限流原理与实现 250
5.2.2 断路器原理与实现 256
5.2.3 超时与重试 260
5.3 高并发 262
5.3.1 异步 263
5.3.2 缓存 270
5.4 总结 272
第6章 微服务下如何保证事务的一致性 273
6.1 从本地事务到分布式事务的演变 273
6.2 强一致性解决方案 276
6.2.1 二阶段提交协议 276
6.2.2 三阶段提交协议 278
6.3 最终一致性解决方案 280
6.3.1 TCC模式 280
6.3.2 补偿模式 285
6.3.3 可靠事件模式 286
6.4 开源项目的分布式事务实现解读 288
6.4.1 Apache RocketMQ 288
6.4.2 ServiceComb 289
第7章 百亿流量微服务网关的设计与实现 293
7.1 API网关概述 293
7.1.1 分布式服务架构、微服务架构与 API 网关 293
7.1.2 API网关的定义、职能与关注点 296
7.1.3 API网关的分类与技术分析 298
7.2 开源网关的分析与调研 300
7.2.1 常见的开源网关介绍 300
7.2.2 四大开源网关的对比分析 308
7.2.3 开源网关的技术总结 309
7.3 百亿流量交易系统API网关设计 310
7.3.1 百亿流量交易系统API网关的现状和面临问题 310
7.3.2 业务网关的设计与最佳实践 313
第8章 微服务编排 317
8.1 Netflix Conductor 317
8.2 Netflix Conductor的架构 319
8.3 Conductor的使用案例 320
8.4 Netflix Conductor源码分析 328
8.4.1 Client层源码分析 330
8.4.2 Server端源码分析 337
8.4.3 core端源码分析 344
第9章 微服务数据抽取与统计 356
9.1 案例小故事 356
9.2 数据仓库概述 358
9.2.1 什么是数据仓库 358
9.2.2 数据仓库架构 360
9.2.3 数据仓库建模方法 361
9.2.4 数据抽取、转换和加载 361
9.2.5 数据统计 362
9.3 数据仓库工具Hive 362
9.3.1 安装Hive 364
9.3.2 Hive数据库 366
9.3.3 Hive表 367
9.4 使用Sqoop抽取数据 369
9.4.1 安装Sqoop 370
9.4.2 将MySQL表数据导入Hive表 372
9.5 ETL作业调度 375
第10章 微服务双活体系建设 377
10.1 系统高可用 377
10.2 双活数据中心 379
10.2.1 单机房部署 379
10.2.2 双机房部署 380
10.2.3 基于支付场景的双活体系建设 383
第11章 基于支付场景下的微服务改造与性能优化 399
11.1 支付场景的介绍 399
11.2 支付业务建模和服务划分 400
11.3 支付场景下微服务架构的详解与分析 402
11.3.1 业务架构分析 402
11.3.2 技术平台详解 404
11.4 从代码层面提升微服务架构的性能 407
11.4.1 从代码和设计的角度看 407
11.4.2 从整体架构的角度看 418
11.5 微服务架构中常见的一些故障分析技巧 421
第12章 遗留系统的微服务架构改造 426
12.1 代码分层结构的转变 426
12.2 遗留系统的债券与思考 430
12.3 从单体系统拆分服务的方法论 431
12.4 遗留系统的微服务架构改造 436
12.4.1 从代码重构开始 436
12.4.2 拆分服务需要面向服务进行架构设计 437
12.4.3 改造是一个渐进的过程 437
12.4.4 单元测试是基石 440
12.4.5 面向失败的设计 440
12.4.6 前后端分离 441
12.4.7 共享现有数据库 441
12.4.8 灰度发布的必要性 442
12.4.9 日志聚合与全链路监控 442
第13章 Service Mesh详解 443
13.1 Service Mesh是什么 443
13.2 Service Mesh的背景 443
13.3 Service Mesh介绍 444
13.3.1 Service Mesh架构 444
13.3.2 Service Mesh能做什么 445
13.4 Service Mesh的价值 446
13.5 Service Mesh现状 447
13.6 Service Mesh存在的问题 448
13.7 Istio详解 449
13.7.1 Istio架构 449
13.7.2 数据平面 450
13.7.3 控制平面 455
13.7.4 Isito案例 458
13.8 Service Mesh展望 461
第14章 微服务监控实战 463
14.1 APM原理与应用 464
14.1.1 什么是APM 464
14.1.2 APM监控点 464
14.1.3 APM深入解析 464
14.2 Prometheus监控系统介绍 492
14.2.1 Prometheus的主要特点 493
14.2.2 Prometheus的架构及组件介绍 493
14.2.3 Prometheus的安装 494
14.2.4 使用Prometheus对MySQL进行监控 498
14.2.5 Prometheus的告警机制 501
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读后感

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这本书很特别,由多位经验丰富的技术大佬共同撰写,将其所在微服务的经验积累与思考分享了出来。书籍透彻分享了微服务的理念及当前热门的三个框架的实践,是一本不可多得的好书。 书籍可以结合专门的Dubbo、Spring Cloud、Service Mesh 的书一起来看,不局限在某个技术框架之中...  

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微服务架构是当前最流行的架构模式,微服务的范围非常广,涉及的知识点也非常多。目前微服务相关的书籍比较多,可能非常难以选择。 这里隆重推荐本书,本书非常全面且深入的介绍了微服务框架相关的知识,另外还对微服务的新趋势 ServiceMesh做了相关讲解。书的作者都非常的资深...  

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用户评价

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读完这本书,我最大的感受是,以前我总是在“修补”系统,现在我开始学会“设计”系统了。它彻底颠覆了我对“伸缩”的理解,不再仅仅是水平加机器那么简单粗暴。书中对于容量规划和性能预测模型的介绍,简直是我的福音,它让我第一次拥有了将模糊的“系统可能会挂掉”的直觉转化为可量化的风险指标的能力。特别是关于“混沌工程”的那一章,作者的论述充满了哲学思辨的味道,他强调的不是如何避免错误,而是如何优雅地从错误中学习并变得更强悍。这种积极拥抱失败、通过受控的破坏来增强弹性的理念,让我对未来系统运维的态度都变得更加从容和自信。这本书的深度,足以让一个资深架构师进行年度复盘和知识升级,绝非泛泛之谈。

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天呐,这本书简直是为我这种在微服务架构的泥潭里摸爬滚打多年的工程师量身定做的“救命稻草”!我本来以为自己对高可用和可伸缩性的理解已经够深入了,但读完这本宝典,才发现自己之前的认知有多么局限。书中对那些晦涩难懂的理论进行了非常生动形象的阐释,比如它是如何将分布式系统的复杂性隐藏在简洁优雅的接口之下的,以及在面对“雪崩效应”时,那些看似天方夜谭的容错机制是如何被巧妙地植入到系统设计的每一个角落的。最让我佩服的是作者对于“权衡”(Trade-offs)的深刻洞察,他没有一味鼓吹某种技术栈的“银弹”,而是像一位经验老道的架构师一样,手把手地教你如何在成本、性能、复杂度和可维护性之间找到那个微妙的平衡点。那种醍醐灌顶的感觉,简直比我自己熬了好几个通宵解决一个生产环境的Bug还要畅快淋漓。这本书不仅仅是技术的堆砌,更是一种思维模式的转变,它教会了我如何从宏观视角审视整个系统的生命周期,而不是仅仅关注手头的某个模块。

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这本书的排版和结构设计也值得称赞,它在极度密集的专业内容中,保持了清晰的逻辑链条,这一点非常重要,因为如此庞大的知识体系如果组织不当,很容易让人迷失。它构建了一个从基础通信协议到高级治理模型的完整知识图谱。我特别欣赏作者在介绍每个复杂概念时,都会提供一个清晰的“为什么”和“对比”,而不是直接给出一个“结论”。例如,在对比不同的分布式事务解决方案时,作者不仅展示了它们的适用场景,还深入分析了它们在不同业务场景下可能导致的延迟和数据不一致的“边界条件”。这种严谨和负责任的态度贯穿始终,使得这本书成为了一份可以反复查阅的“参考手册”,而不是读完一次就束之高阁的“快餐读物”。它真正做到了对高可用和可伸缩性这两个核心命题的全面覆盖和深度挖掘。

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我必须承认,这本书的门槛确实不低,但绝对物超所值。它没有过多地纠缠于特定框架的API细节,这恰恰是它的高明之处。相反,它专注于那些跨越所有技术栈的底层设计原则。我曾经在别的资料中看到过关于“服务网格”的介绍,但总是感觉抓不住重点,直到在这本书里读到它如何从网络层面对弹性伸缩进行赋能时,那些抽象的概念才突然具象化。作者对资源隔离和负载均衡算法的剖析细致入微,甚至涉及到了操作系统层面的调度策略对微服务性能的影响。对我来说,这更像是一本“架构师的内功心法”,它不是教你如何舞剑,而是教你如何锻造剑身。如果你只是想快速上手写个Hello World,这本书可能会让你感到压力山大,但如果你立志于构建能经受住时间考验的、真正健壮的系统,那么这本书就是你书架上不可或缺的基石。

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这本书的叙事方式简直是教科书级别的反面教材——但以一种极其有效的方式!它不是那种平铺直叙、枯燥乏味的文档式阅读体验,反而更像是一部悬疑色彩浓厚的工程史诗。作者巧妙地穿插了多个真实世界的案例,通过对这些案例中失败与成功的解构,我们得以窥见那些教科书上不常提及的“陷阱”是如何一步步被揭示和规避的。我尤其喜欢其中关于数据一致性在极限高并发场景下的讨论,那段描述仿佛让我置身于一个高延迟的网络环境中,切身体会到“最终一致性”背后的那种无奈与智慧的结合。它没有简单地告诉你“要用XX方案”,而是深入探讨了为什么在特定约束下,这个方案比其他方案更具韧性。对于那些习惯了CRUD和简单单体应用开发的开发者来说,这本书的冲击力是巨大的,它迫使你重新审视“可靠性”这个词汇的真正重量。

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国人著,好几个作者,没有一个统一的主线,各个章节相互独立,没有连贯性,概念超多,代码片段超多

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在下通过这两天如饥似渴的研读,感觉对微服务架构的理解与使用又精进了许多,收获颇丰。希望各位作者以后还能继续用文字的形式,带给我们更多的知识,为我们在微服务技术方面提供更多宝贵的经验。最后,这真的是一本好书。

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认识其中两个作者

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国人著,好几个作者,没有一个统一的主线,各个章节相互独立,没有连贯性,概念超多,代码片段超多

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评价和书评日期大都在同一天 根本刷的 真没意思

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