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店铺： 旷氏文豪图书专营店

出版社： 电子工业

ISBN：9787121341779

商品编码：28881567738

开本：16

出版时间：2017-03-01

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Python云原生 构建应对海量用户数据的高可扩展Web应用

《Python云原生：构建应对海量用户数据的高可扩展Web应用》以一个应用开发贯穿始终，从云原生和微服务的概念原理讲起，使用Python构建云原生应用，并使用React构建Web视图。为了应对大规模的互联网流量，使用了Flux构建UI和事件溯源及CQRS模式。考虑到Web应用的安全性，《Python云原生：构建应对海量用户数据的高可扩展Web应用》对此也给出了解决方案。书中对于关键步骤进行了详细讲解并给出运行结果。读者可以利用Docker容器、CI/CD工具，敏捷构建和发布本书示例中的应用到AWS、Azure这样的公有云平台上，再利用平台工具对基础设施和应用的运行进行持续监控。

前言 XIII

1 云原生应用和微服务简介 1

云计算简介 2

软件即服务 3

平台即服务 4

基础设施即服务 4

云原生概念 5

云原生为何物？为何重要 5

云原生运行时环境 6

云原生架构 6

理解十二要素应用 9

设置Python环境 11

安装Git 11

安装和配置Python 19

熟悉GitHub和Git命令 26

本章小结 27

2 使用Python构建微服务 29

Python概念解析 29

模块 29

函数 30

微服务模型 31

构建微服务 32

构建user资源的方法 38

构建tweet资源的方法 47

测试RESTful API 52

单元测试 53

本章小结 56

3 使用Python构建Web应用 57

应用入门 58

创建应用程序用户 59

使用Observable和AJAX 61

绑定数据到adduser模板 63

用户发送推文 65

在推文模板上使用Observable和AJAX 67

绑定数据到addtweet模版 69

CORS——跨源资源共享 71

Session管理 72

Cookies 75

本章小结 76

4 与数据服务交互 77

MongoDB有什么优势，为什么要使用它 77

MongoDB中的术语 78

安装MongoDB 79

初始化MongoDB数据库 80

在微服务中集成MongoDB 82

处理user资源 83

处理推文资源 90

本章小结 93

5 使用React构建Web视图 95

理解React 95

配置React环境 96

安装node 96

创建package.json 97

使用React构建webViews 98

在微服务中集成Web视图 106

用户验证 109

用户登录 109

用户注册 111

用户资料 114

用户注销 117

测试React webViews 117

Jest 118

Selenium 118

本章小结 118

6 使用Flux来构建UI以应对大规模流量 119

Flux介绍 119

Flux概念 120

在UI中添加日期 121

使用Flux创建UI 121

动作和分派器 122

数据源 125

本章小结 134

7 事件溯源与CQRS 135

简介 136

理解事件溯源 138

事件溯源定律 140

CQRS介绍 142

CQRS架构的优点 144

事件溯源与CQRS面临的挑战 145

应对挑战 146

解决问题 146

使用Kafka作为事件存储 151

使用Kafka做事件溯源 152

工作原理 154

本章小结 154

8 Web应用的安全性 155

网络安全性和应用安全性 155

网络应用栈 155

开发安全的Web应用程序建议 176

本章小结 176

9 持续交付 177

持续集成与持续交付的变迁 177

理解SDLC 177

敏捷开发流程 178

持续集成 180

Jenkins持续集成工具 182

安装Jenkins 182

配置Jenkins 185

Jenkins自动化配置 188

Jenkins安全配置 189

插件管理 190

版本控制系统 191

设置Jenkins job 191

理解持续交付 198

持续交付的诉求 198

持续交付与持续部署 199

本章小结 199

10 应用容器化 201

Docker介绍 201

关于Docker和虚拟化的一些事实 202

Docker Engine——Docker的骨干 202

配置Docker环境 203

Docker Swarm 206

在Docker中部署应用 210

构建和运行MongoDB Docker服务 211

Docker Hub是用来干什么的 214

Docker Compose 221

本章小结 223

11 部署到AWS云平台 225

AWS入门 225

在AWS上构建应用程序基础架构 227

生成认证密钥 229

Terraform——基础设施即代码构建工具 233

CloudFormation——构建基础设施即代码的AWS工具 244

云原生应用的持续部署 251

工作原理 252

本章小结 259

12 部署到Azure云平台 261

Microsoft Azure入门 261

Microsoft Azure基本知识 263

在Azure中创建虚拟机 265

在Azure中使用Jenkins CI/CD流水线 280

本章小结 285

13 监控云应用 287

云平台上的监控 287

基于AWS的服务 288

CloudWatch 288

CloudTrail 293

AWS Config service 294

Microsoft Azure服务 296

Application Insights 296

ELK技术栈介绍 299

开源监控工具 305

Prometheus 305

本章小结 308

可伸缩架构：面向增长应用的高可用

随着互联网的发展越来越成熟，流量和数据量飞速增长，许多公司的关键应用程序都面临着伸缩性的问题，系统变得越来越复杂和脆弱，从而导致风险上升、可用性降低。本书是一本实践指南，让IT、DevOps和系统稳定性管理员能够了解到，如何避免应用程序在发展过程中变得缓慢、数据不一致或者不可用等问题。规模增长并不只意味着处理更多的用户，还包括管理更多的风险和保证系统的可用性。作者Lee Atchison 在可用性、风险管理、服务和微服务、扩展应用程序和云服务方面提出了一些技巧，使得我们在构建各类应用程序时，既能够保证产品的质量，又能够处理海量的流量、数据以及需求。如果你管理着软件开发人员、系统可靠性工程师、DevOps工程师，或者你经营着一个拥有大规模应用程序和系统的机构，本书中所提供的建议和指导都能够帮助你，让你的系统运行得更加平稳和可靠。

序． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． xv 
前言． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．xvii 

第 1章　什么是可用性．．． 2 
可用性与可靠性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 
什么导致了低可用性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 

第 2章　提高应用程序可用性的五个要点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 
要点 1：时刻考虑应对故障 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7 
要点 2：时刻考虑如何伸缩 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 
要点 3：缓和风险 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 
要点 4：监控可用性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 10 
要点 5：以预测和确定的方式来应对可用性问题 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 11 
做好准备 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 

第 3章　测量可用性．．． 13 
N个 9 14 
什么样的可用性是合理的 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 
不要上当 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 
通过数字来体现可用性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 
测试并跟踪当前的可用性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 
将手动流程自动化 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 
自动化部署．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 
配置管理 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 
更改实验和高频次更改 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 
自动化的变更完备性测试 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20 
改进你的系统 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20 
不断变化和发展中的应用程序 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20 
时刻关注可用性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 21 

第 5章　什么是风险管理． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 24 
管理风险 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25 
识别风险 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25 
消除最严重的风险 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 
风险缓和 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 
定期检查 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 
对风险管理的总结 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 

第 6章　可能性与严重性． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 28 
10佳列表：低可能性，低严重性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29 
订单数据库：低可能性，高严重性 ．．．．．．．．．．．．．．． 29 
自定义字体：高可能性，低严重性 ．．．．．．．．．．．．．．． 30 
T恤图片：高可能性，高严重性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 31 

第 7章　风险模型．．．．．． 32 
风险模型的作用域 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 
创建风险模型 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 
通过头脑风暴建立风险列表 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 
填写可能性和严重性字段 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 36 
风险项详情．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 
触发计划 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 
使用风险模型来制订计划 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 
维护风险模型 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38 

第 8章　风险缓和．．．．．． 40 
恢复计划 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 41 
容灾计划 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 42 
改进我们的风险状况 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 43 

第 9章　比赛日．．．．．．．．． 44 
预发布环境和生产环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 44 
在生产环境中举行比赛日的担心 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 46 
比赛日测试 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 47 

第 10章　构建低风险系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 48 
冗余 ．． 48 
幂等接口示例 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 49 
增加了复杂性的冗余改进 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 49 
独立性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 50 
安全 ．． 51 
简单性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 51 
自修复 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 52 
运维流程 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 53 

第 11章　为什么使用服务． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 56 
单体应用程序 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 56 
基于服务的应用程序 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 57 
所有权收益 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 58 
规模收益 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 60 
如何定义服务 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 63 
深入了解服务 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 63 
指导原则 1：特定的业务需求 ．．．．．．．．．．．．．．．． 63 
指导原则 2：清晰和独立的团队所有权 ． 64 
指导原则 3：天然隔离的数据 ．．．．．．．．．．．．．．．． 65 
指导原则 4：共享的能力 /数据 ．．．．．．．．．．．．． 67 
多种原因 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 67 
过犹不及 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 68 
适当的平衡 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 69 

第 13章　处理服务故障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 70 
级联式的服务故障 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 70 
如何响应服务故障 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 71 
可预测的响应 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 72 
可理解的响应 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 73 
合理的响应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 73 
如何确定故障 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 74 
适当的行为 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 76 
优雅降级 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 76 
优雅补偿 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 77 
尽早失败 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 77 
用户导致的问题 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

DevOps：软件架构师行动指南

《DevOps：软件架构师行动指南》从软件架构师视角讲解了引入DevOps实践所需要拥有的技术能力，涵盖运维、部署流水线、监控、安全与审计以及质量关注。通过三个经典案例研究，讲解在不同场景下应用DevOps实践的方法，对于想应用DevOps实践的组织提供切实的指导。

　　全书共五部分。一部分（第~3章）讨论DevOps的背景，包括DevOps的目标和期望使用DevOps解决的问题、云、运维等。第二部分（第4~6章）介绍部署流水线，从功能性视角介绍部署实践的内容，涵盖微服务架构风格、构建和测试过程、工具链，以及具体的部署问题。第三部分（第7~10章）介绍横切关注点，讨论了计算监控、实时测试、安全与安全审计，以及部署流水线的性能、可靠性、可修改性等。还介绍了业务关注点，包括为引进DevOps所需要准备的业务计划的组成元素，以及如何进行论证、推出和测量业务计划。第四部分（第11~13章）描述3个案例研究：为了实现业务连续性如何维护两个数据中心，管理一个持续部署流水线，一个组织如何迁移到微服务架构上。第五部分（第14~15章）设想evOps的未来，介绍了目前的研究以及如何基于把运维视作一系列过程来进行，并给出了3~5年内DevOps将如何发展的预测。

前言

第一部分　背　　景

第1章　DevOps是什么 …… 2

1.1　概述 …… 2

1.1.1　定义DevOps …… 2

1.1.2　DevOps实践 …… 3

1.1.3　持续部署的例子：IMVU …… 5

1.2　为什么是DevOps …… 5

1.2.1　发布过程 …… 5

1.2.2　配合不佳的原因 …… 7

1.2.3　运维人员能力有限 …… 7

1.3　DevOps视角 …… 8

1.3.1　自动化 …… 8

1.3.2　开发团队的职责 …… 9

1.4　DevOps与敏捷 …… 9

1.5　团队结构 …… 10

1.5.1　团队规模 …… 10

1.5.2　团队角色 …… 10

1.6　协作 …… 13

1.6.1　协作的形式 …… 13

1.6.2　团队协作 …… 14

1.6.3　跨团队协作 …… 14

1.7　障碍 …… 15

1.7.1　文化及组织类型 …… 15

1.7.2　部门类型 …… 16

1.7.3　筒仓思维方式（Silo Mentality） …… 17

1.7.4　工具支持 …… 17

1.7.5　人员问题 …… 17

1.8　小结 …… 18

1.9　更多阅读材料 …… 18

第2章　云即平台 …… 20

2.1　概述 …… 20

2.2　云的特性 …… 21

2.2.1　虚拟化 …… 22

2.2.2　IP和域名系统管理 …… 23

2.2.3　平台即服务 …… 25

2.2.4　分布式环境 …… 25

2.3　独特的云特性对DevOps的影响 …… 30

2.3.1　环境 …… 30

2.3.2　轻松创建虚拟机 …… 31

2.3.3　数据考量 …… 31

2.4　小结 …… 32

2.5　更多阅读材料 …… 33

第3章　运维 …… 34

3.1　概述 …… 34

3.2　运维服务 …… 34

3.2.1　供给硬件 …… 34

3.2.2　供给软件 …… 35

3.2.3　IT功能 …… 36

3.2.4　服务级别协议 …… 36

3.2.5　容量规划 …… 36

3.2.6　业务连续性和安全 …… 37

3.2.7　服务策略 …… 38

3.2.8　服务设计 …… 39

3.2.9　服务移交 …… 39

3.2.10　服务运维 …… 40

3.2.11　服务运维概念 …… 40

3.3　服务运维功能 …… 41

3.4　持续服务改进 …… 42

3.5　运维和DevOps …… 43

3.6　小结 …… 44

3.7　更多阅读材料 …… 44

第二部分　部署流水线

第4章　整体架构 …… 48

4.1　DevOps实践是否需要架构调整 …… 48

4.2　架构结构总览 …… 49

4.2.1　协作模式 …… 50

4.2.2　资源管理 …… 51

4.2.3　架构元素之间的映射 …… 52

4.3　微服务架构的质量 …… 52

4.3.1　可靠性 …… 53

4.3.2　可修改性 …… 54

4.4　团队的亚马逊规则 …… 55

4.5　现有系统的微服务方案 …… 56

4.6　小结 …… 56

4.7　更多阅读材料 …… 57

第5章　构建与测试 …… 58

5.1　概述 …… 58

5.2　在部署流水线中移动系统 …… 59

5.2.1　可追溯性 …… 59

5.2.2　环境 …… 60

5.3　横切关注点 …… 61

5.4　开发及提交前测试 …… 63

5.4.1　版本控制与分支 …… 63

5.4.2　功能开关 …… 65

5.4.3　配置参数 …… 66

5.4.4　在开发和提交前测试中的测试 …… 67

5.5　构建与集成测试 …… 67

5.5.1　构建脚本 …… 67

5.5.2　打包 …… 68

5.5.3　持续集成与构建状态 …… 69

5.5.4　集成测试 …… 70

5.6　用户验收测试/预发布/性能测试 …… 70

5.7　生产环境 …… 71

5.7.1　早期发布测试 …… 71

5.7.2　错误检测 …… 72

5.7.3　现场测试 …… 72

5.8　事件 …… 73

5.9　小结 …… 73

5.10　更多阅读材料 …… 74

第6章　部署 …… 75

6.1　概述 …… 75

6.2　部署管理的策略 …… 76

6.2.1　蓝/绿部署 …… 76

6.2.2　滚动升级 …… 77

6.3　逻辑一致性 …… 78

6.3.1　相同服务的多个版本同时存在 …… 78

6.3.2　兼容数据库中保存的数据 …… 81

6.4　打包 …… 82

6.5　多环境部署 …… 84

6.6　部分部署 …… 86

6.6.1　金丝雀测试 …… 86

6.6.2　A/B测试 …… 87

6.7　回滚 …… 87

6.8　工具 …… 89

6.9　小结 …… 90

6.10　更多阅读材料 …… 90

第三部分　横切关注点

第7章　监控 …… 94

7.1　概述 …… 94

7.2　监控什么 …… 95

7.2.1　故障检测 …… 96

7.2.2　性能下降检测 …… 96

7.2.3　容量规划 …… 97

7.2.4　用户交互 …… 98

7.2.5　入侵检测 …… 99

7.3　如何监控 …… 99

7.3.1　基于代理的监控和无代理的监控 …… 101

7.3.2　监控运维活动 …… 102

7.3.3　收集和存储 …… 102

7.4　什么时候变更监控配置 …… 103

7.5　解释监控数据 …… 103

7.5.1　日志 …… 104

7.5.2　绘图和展示 …… 105

7.5.3　警报和警告 …… 105

7.5.4　诊断和反应 …… 106

7.5.5　监控DevOps过程 …… 106

7.6　挑战 …… 107

7.6.1　挑战1：持续变更下的监控 …… 107

7.6.2　挑战2：自下向上与自上向下和在云中的监控 …… 108

7.6.3　挑战3：监控微服务架构 …… 109

7.6.4　挑战4：处理大容量的分布式（日志）数据 …… 109

7.7　工具 …… 109

7.8　从监控数据中诊断出异常——Platformer.com的案例 …… 110

7.8.1　背景 …… 111

7.8.2　数据收集 …… 112

7.8.3　检测异常 …… 112

7.8.4　思考 …… 113

7.9　小结 …… 113

7.10　更多阅读材料 …… 114

第8章　安全与安全审计 …… 115

8.1　安全是什么 …… 115

8.2　威胁 …… 117

8.3　需要保护的资源 …… 118

8.4　安全角色和活动 …… 120

8.5　身份管理 …… 122

8.5.1　认证 …… 123

8.5.2　授权 …… 125

8.6　访问控制 …… 126

8.6.1　阻止访问 …… 127

8.6.2　谁负责预防控制 …… 129

8.7　检测、审计和拒绝服务 …… 129

8.8　开发 …… 130

8.9　审计者 …… 130

8.10　应用设计考虑 …… 131

8.11　部署流水线设计考虑 …… 132

8.12　小结 …… 133

8.13　更多阅读材料 ……

《高并发系统设计：从理论到实践》 在当今数字化的浪潮中，互联网应用和服务正以前所未有的速度膨胀，用户量、请求量、数据量都在呈指数级增长。如何构建一个能够稳定承载海量并发请求，且在压力下依然保持高性能、高可用性的系统，已成为衡量一个系统设计能力的关键指标。本书将带领您深入探索高并发系统设计的方方面面，从核心理论到实战技巧，为您提供一套系统性的解决方案。 第一部分：并发与性能的基石 理解并发与并行： 我们将从最基础的概念出发，清晰地区分并发与并行的异同，理解它们在不同硬件环境下的表现，为后续的深入学习打下坚实的基础。 性能瓶颈的定位与分析： 深入剖析系统性能的常见瓶颈，包括 CPU 限制、内存限制、I/O 瓶颈、网络延迟等。我们将学习使用各种性能监控工具（如 Prometheus, Grafana, APM 工具等）来精确定位问题所在，并掌握系统性地分析性能指标的方法。 线程与进程模型： 详细介绍线程和进程的概念、通信机制（如管道、共享内存、消息队列）以及它们在高并发场景下的优劣。我们将探讨如何合理地利用多线程和多进程来提升系统的吞吐量和响应速度。 并发编程模型： 学习各种主流的并发编程模型，如回调、Promise/Future、async/await 等，并深入理解它们的原理和适用场景。我们将通过大量的代码示例，演示如何在不同的编程语言（如 Java, Go, Python）中实现高效的并发。 同步与互斥： 深入探讨并发编程中的核心挑战——如何处理共享资源的访问。我们将详细介绍锁（如互斥锁、读写锁、自旋锁）、信号量、条件变量等同步原语，以及死锁、活锁等常见并发问题的产生原因和避免策略。 第二部分：分布式系统的挑战与机遇 CAP 定理与一致性模型： 理解分布式系统设计中的经典理论——CAP 定理，以及不同一致性模型（如强一致性、最终一致性、顺序一致性）的权衡与取舍。我们将探讨在实际应用中如何根据业务需求选择合适的可用性与一致性策略。 服务拆分与微服务架构： 学习如何将庞大的单体应用拆分成独立、可部署的微服务。我们将讨论微服务的设计原则、服务注册与发现（如 Eureka, Consul, ZooKeeper）、服务间通信（如 RESTful, gRPC, RPC）以及微服务治理的挑战。 负载均衡策略： 掌握各种负载均衡算法（如轮询、加权轮询、最少连接、IP Hash）的原理及其在不同场景下的适用性。我们将深入了解 L4 和 L7 负载均衡的区别，以及常见的负载均衡器（如 Nginx, HAProxy, Envoy）的配置与调优。 分布式事务： 深入剖析分布式事务的复杂性，学习 TCC（Try-Confirm-Cancel）、Saga、两阶段提交（2PC）等主流的分布式事务解决方案，并分析它们的优缺点和适用范围。 分布式缓存： 讲解分布式缓存（如 Redis, Memcached）的设计原理、使用场景以及缓存一致性问题。我们将探讨缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩等常见问题及其解决方案。 分布式数据库与 NoSQL： 介绍分布式数据库（如 ShardingSphere, Vitess）和 NoSQL 数据库（如 MongoDB, Cassandra, HBase）的设计理念和适用场景。我们将讨论如何在高并发场景下对数据进行分片、复制和读写分离。 消息队列与异步通信： 深入理解消息队列（如 Kafka, RabbitMQ, RocketMQ）在解耦系统、削峰填谷、异步处理等方面的核心作用。我们将探讨消息可靠性、消息顺序性以及消费者幂等性等关键问题。 第三部分：可伸缩性与弹性设计 横向扩展（Scale Out）与纵向扩展（Scale Up）： 详细比较横向扩展和纵向扩展的优劣，理解在不同业务场景下选择何种扩展方式的考量。 弹性伸缩（Auto Scaling）： 学习如何设计能够根据负载自动伸缩的系统。我们将探讨基于指标的自动伸缩（如 CPU 使用率、内存占用、请求队列长度）和基于事件的自动伸缩，并介绍 Kubernetes, AWS Auto Scaling Group 等相关技术。 无状态服务设计： 强调无状态服务设计的重要性，以及如何通过外部存储（如数据库、缓存、对象存储）来维护会话和状态，从而实现系统的轻松扩展。 资源隔离与容器化： 深入了解容器化技术（如 Docker）如何实现资源的隔离和应用的快速部署，以及 Kubernetes 等容器编排平台如何管理和伸缩容器化应用。 流量削峰与限流： 学习多种流量削峰和限流策略，包括漏桶算法、令牌桶算法、滑动窗口算法，并介绍常见的限流组件和实现方式。 第四部分：可靠性与容错机制 故障转移与高可用： 探讨实现系统高可用的各种策略，包括主备复制、多活部署、数据冗余等。我们将学习如何设计能够快速从故障中恢复的系统。 熔断与降级： 深入理解熔断（Circuit Breaker）和降级（Degradation）机制在防止级联故障、保障核心服务可用性方面的作用。我们将学习如何实现以及何时应用这些容错模式。 幂等性设计： 解决重复请求导致的脏数据问题，学习如何在接口设计和业务逻辑中保证操作的幂等性。 灰度发布与蓝绿部署： 掌握安全、高效的发布策略，通过灰度发布和蓝绿部署来降低发布风险，确保新版本上线平稳过渡。 混沌工程： 引入混沌工程的概念，学习如何主动注入故障来测试系统的韧性，提前发现潜在问题。 第五部分：性能调优与监控 JVM/CLR 性能调优： 针对 Java 和 .NET 平台，深入剖析垃圾回收（GC）机制、内存管理、线程调度等，并提供实用的调优技巧。 数据库性能优化： 学习 SQL 语句优化、索引设计、查询计划分析、慢查询日志处理等数据库性能优化的核心方法。 网络性能优化： 探讨 TCP/IP 协议栈的优化、连接池的使用、HTTP/2 的优势以及CDN 的应用。 全面的监控体系： 构建一套完善的监控体系，包括日志（Log）、指标（Metrics）、追踪（Trace）和告警。我们将介绍 ELK Stack, Prometheus, Grafana, Jaeger 等主流监控工具的使用。 AIOps 与智能运维： 展望 AIOps 在提升运维效率、预测故障、自动化决策方面的潜力。 本书内容紧密结合实际项目需求，通过丰富的案例分析和代码示例，帮助读者掌握高并发系统设计的核心技术和实践经验。无论您是初入分布式系统领域的开发者，还是经验丰富的架构师，都能从中获益，构建出稳定、高效、可伸缩的下一代互联网系统。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受是，它真正解决了我在实际工作中遇到的痛点。 作为一名架构师，我经常需要面对各种各样的技术选型和系统设计问题，尤其是在云原生和DevOps转型的大背景下，如何构建一个真正具备弹性和高可用性的系统，一直是我的挑战。这本书在这方面给了我非常多的启发。它详细讲解了可伸缩架构的设计原则和实践方法，比如如何进行服务拆分、如何实现负载均衡、如何应对数据一致性等问题。而且，它并没有停留在理论层面，而是结合了大量的案例和实操建议，让我能够直接将学到的知识应用到实际项目中。关于DevOps的部分，它不仅仅是介绍了一些工具，更重要的是阐述了DevOps的文化和理念，以及如何通过流程的优化来提升团队的效率和项目的交付速度。我感觉作者非常理解一线架构师的困境，并且用一种非常接地气的方式，为我们提供了切实可行的解决方案。读完这本书，我感觉自己的思路更加清晰，解决问题的能力也得到了显著提升。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，在拿到这套书之前，我对于“云原生”和“DevOps”这些词汇的理解，更多停留在概念层面，甚至有些望而却步。 感觉这些是那些大型互联网公司才玩得转的高深玩意儿。但是，这本书打破了我的固有认知。它用一种非常务实的语言，将这些复杂的概念拆解开来，并且紧密地联系到实际的软件架构设计和实施过程中。我印象最深刻的是其中关于“可伸缩性”的讨论，它不仅仅是讲了如何通过增加服务器来应对流量高峰，更深入地探讨了如何从设计之初就考虑系统的弹性和容错性，如何在数据存储、服务通信等各个层面实现无缝的扩展。而DevOps的部分，它非常清晰地描绘了从代码提交到部署上线整个生命周期的自动化和协作流程，这对我理解如何构建一个高效、敏捷的研发体系非常有帮助。我感觉作者不仅仅是在传授知识，更是在分享一种解决问题的思维方式，如何将理论付诸实践，并取得实际的效果。对于我这样身处技术一线，需要解决实际架构问题的开发者和架构师来说，这套书无疑提供了一个非常宝贵的参考蓝图。

评分☆☆☆☆☆

说实话，市面上关于云原生和DevOps的书籍不少，但真正能打动我、让我觉得“学有所用”的却不多。 这套书就属于那种少数派。它最大的优点在于，不是那种堆砌大量术语、让人云里雾里的理论教材，而是将抽象的概念落地到具体的架构实践中。我特别喜欢它在讲解可伸缩架构时，那种由浅入深的逻辑梳理，从最基础的单体应用遇到的瓶颈，到微服务拆分带来的挑战，再到云原生技术如何解决这些痛点，每一步都衔接得很自然。而且，书中对于DevOps的阐述，也让我看到了一个更加全面的图景，不仅仅是CI/CD工具链，更是强调了团队协作、文化变革以及全生命周期可观测性。我感觉作者在写作过程中，一定经历了很多实际的架构挑战，并将这些宝贵的经验提炼出来，分享给我们。这套书让我对如何构建现代化、弹性和高效率的软件系统有了更深刻的理解，也让我对未来架构师的角色有了更清晰的认知。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是给我的职业生涯注入了一剂强心针！ 作为一个在传统IT环境中摸爬滚打多年的架构师，面对云原生、微服务、DevOps这些日新月异的概念，我曾感到力不从心，甚至有些焦虑。然而，当我翻开这本书，那种迷茫感瞬间消散了。作者用一种非常贴近实际工作场景的方式，深入浅出地剖析了这些热门技术背后的逻辑和实操要点。我尤其喜欢它在讲到可伸缩架构时，不是简单罗列理论，而是结合了大量的案例分析，让我看到了如何在一个动态变化的云环境中，设计出能够应对高并发、低延迟的健壮系统。书中对于DevOps理念的阐述，更是让我明白了自动化、持续集成/持续交付不仅仅是工具的使用，更是一种文化和流程的转变，它如何真正赋能团队，提升开发效率和产品质量。对于我这种需要不断学习和适应新技术的读者来说，这本书就像一位经验丰富的导师，为我指明了方向，提供了解决问题的思路和方法。它不仅仅是一本书，更像是一份详细的行动指南，让我更有信心去拥抱和驾驭这些前沿技术，推动我所在团队和项目的转型。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，作为一个软件架构师，最重要的能力之一就是能够理解并运用最新的技术趋势，来构建出能够适应未来发展的系统。 这套书恰恰满足了我的这一需求。它在“Python云原生”方面，不仅仅是简单介绍Python在云环境中的应用，更是深入探讨了如何利用Python生态系统构建可伸缩、高可用的云原生应用。而“可伸缩架构”的部分，它详细讲解了在分布式系统、微服务架构下，如何进行有效的资源管理、负载均衡以及故障转移，这些都是构建弹性系统的基石。让我惊喜的是，书中还花了不少篇幅来讲述DevOps的理念和实践，这让我意识到，优秀的软件架构不仅仅是技术层面的设计，更需要与之配套的流程和协作模式。它教会我如何通过自动化、持续集成、持续交付等方式，加速软件的迭代和上线，从而更好地响应业务需求的变化。总的来说，这本书为我提供了一个非常系统和全面的视角，来理解和实践现代软件架构的构建。