包郵 Python雲原生+可伸縮架構+DevOps軟件架構師行動指南 共3本 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

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• 可伸縮架構
• DevOps
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• 運維

店鋪： 曠氏文豪圖書專營店

齣版社： 電子工業

ISBN：9787121341779

商品編碼：28881567738

開本：16

齣版時間：2017-03-01

SL252  9787121341779 9787111562610 9787121316845

Python雲原生 構建應對海量用戶數據的高可擴展Web應用

《Python雲原生：構建應對海量用戶數據的高可擴展Web應用》以一個應用開發貫穿始終，從雲原生和微服務的概念原理講起，使用Python構建雲原生應用，並使用React構建Web視圖。為瞭應對大規模的互聯網流量，使用瞭Flux構建UI和事件溯源及CQRS模式。考慮到Web應用的安全性，《Python雲原生：構建應對海量用戶數據的高可擴展Web應用》對此也給齣瞭解決方案。書中對於關鍵步驟進行瞭詳細講解並給齣運行結果。讀者可以利用Docker容器、CI/CD工具，敏捷構建和發布本書示例中的應用到AWS、Azure這樣的公有雲平颱上，再利用平颱工具對基礎設施和應用的運行進行持續監控。

前言 XIII

1 雲原生應用和微服務簡介 1

雲計算簡介 2

軟件即服務 3

平颱即服務 4

基礎設施即服務 4

雲原生概念 5

雲原生為何物？為何重要 5

雲原生運行時環境 6

雲原生架構 6

理解十二要素應用 9

設置Python環境 11

安裝Git 11

安裝和配置Python 19

熟悉GitHub和Git命令 26

本章小結 27

2 使用Python構建微服務 29

Python概念解析 29

模塊 29

函數 30

微服務模型 31

構建微服務 32

構建user資源的方法 38

構建tweet資源的方法 47

測試RESTful API 52

單元測試 53

本章小結 56

3 使用Python構建Web應用 57

應用入門 58

創建應用程序用戶 59

使用Observable和AJAX 61

綁定數據到adduser模闆 63

用戶發送推文 65

在推文模闆上使用Observable和AJAX 67

綁定數據到addtweet模版 69

CORS——跨源資源共享 71

Session管理 72

Cookies 75

本章小結 76

4 與數據服務交互 77

MongoDB有什麼優勢，為什麼要使用它 77

MongoDB中的術語 78

安裝MongoDB 79

初始化MongoDB數據庫 80

在微服務中集成MongoDB 82

處理user資源 83

處理推文資源 90

本章小結 93

5 使用React構建Web視圖 95

理解React 95

配置React環境 96

安裝node 96

創建package.json 97

使用React構建webViews 98

在微服務中集成Web視圖 106

用戶驗證 109

用戶登錄 109

用戶注冊 111

用戶資料 114

用戶注銷 117

測試React webViews 117

Jest 118

Selenium 118

本章小結 118

6 使用Flux來構建UI以應對大規模流量 119

Flux介紹 119

Flux概念 120

在UI中添加日期 121

使用Flux創建UI 121

動作和分派器 122

數據源 125

本章小結 134

7 事件溯源與CQRS 135

簡介 136

理解事件溯源 138

事件溯源定律 140

CQRS介紹 142

CQRS架構的優點 144

事件溯源與CQRS麵臨的挑戰 145

應對挑戰 146

解決問題 146

使用Kafka作為事件存儲 151

使用Kafka做事件溯源 152

工作原理 154

本章小結 154

8 Web應用的安全性 155

網絡安全性和應用安全性 155

網絡應用棧 155

開發安全的Web應用程序建議 176

本章小結 176

9 持續交付 177

持續集成與持續交付的變遷 177

理解SDLC 177

敏捷開發流程 178

持續集成 180

Jenkins持續集成工具 182

安裝Jenkins 182

配置Jenkins 185

Jenkins自動化配置 188

Jenkins安全配置 189

插件管理 190

版本控製係統 191

設置Jenkins job 191

理解持續交付 198

持續交付的訴求 198

持續交付與持續部署 199

本章小結 199

10 應用容器化 201

Docker介紹 201

關於Docker和虛擬化的一些事實 202

Docker Engine——Docker的骨乾 202

配置Docker環境 203

Docker Swarm 206

在Docker中部署應用 210

構建和運行MongoDB Docker服務 211

Docker Hub是用來乾什麼的 214

Docker Compose 221

本章小結 223

11 部署到AWS雲平颱 225

AWS入門 225

在AWS上構建應用程序基礎架構 227

生成認證密鑰 229

Terraform——基礎設施即代碼構建工具 233

CloudFormation——構建基礎設施即代碼的AWS工具 244

雲原生應用的持續部署 251

工作原理 252

本章小結 259

12 部署到Azure雲平颱 261

Microsoft Azure入門 261

Microsoft Azure基本知識 263

在Azure中創建虛擬機 265

在Azure中使用Jenkins CI/CD流水綫 280

本章小結 285

13 監控雲應用 287

雲平颱上的監控 287

基於AWS的服務 288

CloudWatch 288

CloudTrail 293

AWS Config service 294

Microsoft Azure服務 296

Application Insights 296

ELK技術棧介紹 299

開源監控工具 305

Prometheus 305

本章小結 308

可伸縮架構：麵嚮增長應用的高可用

隨著互聯網的發展越來越成熟，流量和數據量飛速增長，許多公司的關鍵應用程序都麵臨著伸縮性的問題，係統變得越來越復雜和脆弱，從而導緻風險上升、可用性降低。本書是一本實踐指南，讓IT、DevOps和係統穩定性管理員能夠瞭解到，如何避免應用程序在發展過程中變得緩慢、數據不一緻或者不可用等問題。規模增長並不隻意味著處理更多的用戶，還包括管理更多的風險和保證係統的可用性。作者Lee Atchison 在可用性、風險管理、服務和微服務、擴展應用程序和雲服務方麵提齣瞭一些技巧，使得我們在構建各類應用程序時，既能夠保證産品的質量，又能夠處理海量的流量、數據以及需求。如果你管理著軟件開發人員、係統可靠性工程師、DevOps工程師，或者你經營著一個擁有大規模應用程序和係統的機構，本書中所提供的建議和指導都能夠幫助你，讓你的係統運行得更加平穩和可靠。

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

第 1章　什麼是可用性．．． 2 
可用性與可靠性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 
什麼導緻瞭低可用性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 

第 2章　提高應用程序可用性的五個要點．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 
要點 1：時刻考慮應對故障 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7 
要點 2：時刻考慮如何伸縮 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 
要點 3：緩和風險 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 
要點 4：監控可用性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 10 
要點 5：以預測和確定的方式來應對可用性問題 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 11 
做好準備 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 

第 3章　測量可用性．．． 13 
N個 9 14 
什麼樣的可用性是閤理的 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 
不要上當 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 
通過數字來體現可用性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 15 
測試並跟蹤當前的可用性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 
將手動流程自動化 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 17 
自動化部署．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 
配置管理 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 18 
更改實驗和高頻次更改 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 
自動化的變更完備性測試 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20 
改進你的係統 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20 
不斷變化和發展中的應用程序 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20 
時刻關注可用性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 21 

第 5章　什麼是風險管理． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 24 
管理風險 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25 
識彆風險 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 25 
消除最嚴重的風險 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 
風險緩和 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 
定期檢查 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 
對風險管理的總結 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 

第 6章　可能性與嚴重性． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 28 
10佳列錶：低可能性，低嚴重性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29 
訂單數據庫：低可能性，高嚴重性 ．．．．．．．．．．．．．．． 29 
自定義字體：高可能性，低嚴重性 ．．．．．．．．．．．．．．． 30 
T恤圖片：高可能性，高嚴重性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 31 

第 7章　風險模型．．．．．． 32 
風險模型的作用域 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 
創建風險模型 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 
通過頭腦風暴建立風險列錶 ．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 
填寫可能性和嚴重性字段 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 36 
風險項詳情．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 
觸發計劃 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 
使用風險模型來製訂計劃 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 
維護風險模型 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38 

第 8章　風險緩和．．．．．． 40 
恢復計劃 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 41 
容災計劃 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 42 
改進我們的風險狀況 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 43 

第 9章　比賽日．．．．．．．．． 44 
預發布環境和生産環境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 44 
在生産環境中舉行比賽日的擔心 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 46 
比賽日測試 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 47 

第 10章　構建低風險係統．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 48 
冗餘 ．． 48 
冪等接口示例 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 49 
增加瞭復雜性的冗餘改進 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 49 
獨立性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 50 
安全 ．． 51 
簡單性 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 51 
自修復 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 52 
運維流程 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 53 

第 11章　為什麼使用服務． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 56 
單體應用程序 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 56 
基於服務的應用程序 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 57 
所有權收益 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 58 
規模收益 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 60 
如何定義服務 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 63 
深入瞭解服務 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 63 
指導原則 1：特定的業務需求 ．．．．．．．．．．．．．．．． 63 
指導原則 2：清晰和獨立的團隊所有權 ． 64 
指導原則 3：天然隔離的數據 ．．．．．．．．．．．．．．．． 65 
指導原則 4：共享的能力 /數據 ．．．．．．．．．．．．． 67 
多種原因 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 67 
過猶不及 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 68 
適當的平衡 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 69 

第 13章　處理服務故障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 70 
級聯式的服務故障 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 70 
如何響應服務故障 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 71 
可預測的響應 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 72 
可理解的響應 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 73 
閤理的響應．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 73 
如何確定故障 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 74 
適當的行為 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 76 
優雅降級 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 76 
優雅補償 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 77 
盡早失敗 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 77 
用戶導緻的問題 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

DevOps：軟件架構師行動指南

《DevOps：軟件架構師行動指南》從軟件架構師視角講解瞭引入DevOps實踐所需要擁有的技術能力，涵蓋運維、部署流水綫、監控、安全與審計以及質量關注。通過三個經典案例研究，講解在不同場景下應用DevOps實踐的方法，對於想應用DevOps實踐的組織提供切實的指導。

　　全書共五部分。一部分（第~3章）討論DevOps的背景，包括DevOps的目標和期望使用DevOps解決的問題、雲、運維等。第二部分（第4~6章）介紹部署流水綫，從功能性視角介紹部署實踐的內容，涵蓋微服務架構風格、構建和測試過程、工具鏈，以及具體的部署問題。第三部分（第7~10章）介紹橫切關注點，討論瞭計算監控、實時測試、安全與安全審計，以及部署流水綫的性能、可靠性、可修改性等。還介紹瞭業務關注點，包括為引進DevOps所需要準備的業務計劃的組成元素，以及如何進行論證、推齣和測量業務計劃。第四部分（第11~13章）描述3個案例研究：為瞭實現業務連續性如何維護兩個數據中心，管理一個持續部署流水綫，一個組織如何遷移到微服務架構上。第五部分（第14~15章）設想evOps的未來，介紹瞭目前的研究以及如何基於把運維視作一係列過程來進行，並給齣瞭3~5年內DevOps將如何發展的預測。

前言

第一部分　背　　景

第1章　DevOps是什麼 …… 2

1.1　概述 …… 2

1.1.1　定義DevOps …… 2

1.1.2　DevOps實踐 …… 3

1.1.3　持續部署的例子：IMVU …… 5

1.2　為什麼是DevOps …… 5

1.2.1　發布過程 …… 5

1.2.2　配閤不佳的原因 …… 7

1.2.3　運維人員能力有限 …… 7

1.3　DevOps視角 …… 8

1.3.1　自動化 …… 8

1.3.2　開發團隊的職責 …… 9

1.4　DevOps與敏捷 …… 9

1.5　團隊結構 …… 10

1.5.1　團隊規模 …… 10

1.5.2　團隊角色 …… 10

1.6　協作 …… 13

1.6.1　協作的形式 …… 13

1.6.2　團隊協作 …… 14

1.6.3　跨團隊協作 …… 14

1.7　障礙 …… 15

1.7.1　文化及組織類型 …… 15

1.7.2　部門類型 …… 16

1.7.3　筒倉思維方式（Silo Mentality） …… 17

1.7.4　工具支持 …… 17

1.7.5　人員問題 …… 17

1.8　小結 …… 18

1.9　更多閱讀材料 …… 18

第2章　雲即平颱 …… 20

2.1　概述 …… 20

2.2　雲的特性 …… 21

2.2.1　虛擬化 …… 22

2.2.2　IP和域名係統管理 …… 23

2.2.3　平颱即服務 …… 25

2.2.4　分布式環境 …… 25

2.3　獨特的雲特性對DevOps的影響 …… 30

2.3.1　環境 …… 30

2.3.2　輕鬆創建虛擬機 …… 31

2.3.3　數據考量 …… 31

2.4　小結 …… 32

2.5　更多閱讀材料 …… 33

第3章　運維 …… 34

3.1　概述 …… 34

3.2　運維服務 …… 34

3.2.1　供給硬件 …… 34

3.2.2　供給軟件 …… 35

3.2.3　IT功能 …… 36

3.2.4　服務級彆協議 …… 36

3.2.5　容量規劃 …… 36

3.2.6　業務連續性和安全 …… 37

3.2.7　服務策略 …… 38

3.2.8　服務設計 …… 39

3.2.9　服務移交 …… 39

3.2.10　服務運維 …… 40

3.2.11　服務運維概念 …… 40

3.3　服務運維功能 …… 41

3.4　持續服務改進 …… 42

3.5　運維和DevOps …… 43

3.6　小結 …… 44

3.7　更多閱讀材料 …… 44

第二部分　部署流水綫

第4章　整體架構 …… 48

4.1　DevOps實踐是否需要架構調整 …… 48

4.2　架構結構總覽 …… 49

4.2.1　協作模式 …… 50

4.2.2　資源管理 …… 51

4.2.3　架構元素之間的映射 …… 52

4.3　微服務架構的質量 …… 52

4.3.1　可靠性 …… 53

4.3.2　可修改性 …… 54

4.4　團隊的亞馬遜規則 …… 55

4.5　現有係統的微服務方案 …… 56

4.6　小結 …… 56

4.7　更多閱讀材料 …… 57

第5章　構建與測試 …… 58

5.1　概述 …… 58

5.2　在部署流水綫中移動係統 …… 59

5.2.1　可追溯性 …… 59

5.2.2　環境 …… 60

5.3　橫切關注點 …… 61

5.4　開發及提交前測試 …… 63

5.4.1　版本控製與分支 …… 63

5.4.2　功能開關 …… 65

5.4.3　配置參數 …… 66

5.4.4　在開發和提交前測試中的測試 …… 67

5.5　構建與集成測試 …… 67

5.5.1　構建腳本 …… 67

5.5.2　打包 …… 68

5.5.3　持續集成與構建狀態 …… 69

5.5.4　集成測試 …… 70

5.6　用戶驗收測試/預發布/性能測試 …… 70

5.7　生産環境 …… 71

5.7.1　早期發布測試 …… 71

5.7.2　錯誤檢測 …… 72

5.7.3　現場測試 …… 72

5.8　事件 …… 73

5.9　小結 …… 73

5.10　更多閱讀材料 …… 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　藍/綠部署 …… 76

6.2.2　滾動升級 …… 77

6.3　邏輯一緻性 …… 78

6.3.1　相同服務的多個版本同時存在 …… 78

6.3.2　兼容數據庫中保存的數據 …… 81

6.4　打包 …… 82

6.5　多環境部署 …… 84

6.6　部分部署 …… 86

6.6.1　金絲雀測試 …… 86

6.6.2　A/B測試 …… 87

6.7　迴滾 …… 87

6.8　工具 …… 89

6.9　小結 …… 90

6.10　更多閱讀材料 …… 90

第三部分　橫切關注點

第7章　監控 …… 94

7.1　概述 …… 94

7.2　監控什麼 …… 95

7.2.1　故障檢測 …… 96

7.2.2　性能下降檢測 …… 96

7.2.3　容量規劃 …… 97

7.2.4　用戶交互 …… 98

7.2.5　入侵檢測 …… 99

7.3　如何監控 …… 99

7.3.1　基於代理的監控和無代理的監控 …… 101

7.3.2　監控運維活動 …… 102

7.3.3　收集和存儲 …… 102

7.4　什麼時候變更監控配置 …… 103

7.5　解釋監控數據 …… 103

7.5.1　日誌 …… 104

7.5.2　繪圖和展示 …… 105

7.5.3　警報和警告 …… 105

7.5.4　診斷和反應 …… 106

7.5.5　監控DevOps過程 …… 106

7.6　挑戰 …… 107

7.6.1　挑戰1：持續變更下的監控 …… 107

7.6.2　挑戰2：自下嚮上與自上嚮下和在雲中的監控 …… 108

7.6.3　挑戰3：監控微服務架構 …… 109

7.6.4　挑戰4：處理大容量的分布式（日誌）數據 …… 109

7.7　工具 …… 109

7.8　從監控數據中診斷齣異常——Platformer.com的案例 …… 110

7.8.1　背景 …… 111

7.8.2　數據收集 …… 112

7.8.3　檢測異常 …… 112

7.8.4　思考 …… 113

7.9　小結 …… 113

7.10　更多閱讀材料 …… 114

第8章　安全與安全審計 …… 115

8.1　安全是什麼 …… 115

8.2　威脅 …… 117

8.3　需要保護的資源 …… 118

8.4　安全角色和活動 …… 120

8.5　身份管理 …… 122

8.5.1　認證 …… 123

8.5.2　授權 …… 125

8.6　訪問控製 …… 126

8.6.1　阻止訪問 …… 127

8.6.2　誰負責預防控製 …… 129

8.7　檢測、審計和拒絕服務 …… 129

8.8　開發 …… 130

8.9　審計者 …… 130

8.10　應用設計考慮 …… 131

8.11　部署流水綫設計考慮 …… 132

8.12　小結 …… 133

8.13　更多閱讀材料 ……

《高並發係統設計：從理論到實踐》 在當今數字化的浪潮中，互聯網應用和服務正以前所未有的速度膨脹，用戶量、請求量、數據量都在呈指數級增長。如何構建一個能夠穩定承載海量並發請求，且在壓力下依然保持高性能、高可用性的係統，已成為衡量一個係統設計能力的關鍵指標。本書將帶領您深入探索高並發係統設計的方方麵麵，從核心理論到實戰技巧，為您提供一套係統性的解決方案。 第一部分：並發與性能的基石 理解並發與並行： 我們將從最基礎的概念齣發，清晰地區分並發與並行的異同，理解它們在不同硬件環境下的錶現，為後續的深入學習打下堅實的基礎。 性能瓶頸的定位與分析： 深入剖析係統性能的常見瓶頸，包括 CPU 限製、內存限製、I/O 瓶頸、網絡延遲等。我們將學習使用各種性能監控工具（如 Prometheus, Grafana, APM 工具等）來精確定位問題所在，並掌握係統性地分析性能指標的方法。 綫程與進程模型： 詳細介紹綫程和進程的概念、通信機製（如管道、共享內存、消息隊列）以及它們在高並發場景下的優劣。我們將探討如何閤理地利用多綫程和多進程來提升係統的吞吐量和響應速度。 並發編程模型： 學習各種主流的並發編程模型，如迴調、Promise/Future、async/await 等，並深入理解它們的原理和適用場景。我們將通過大量的代碼示例，演示如何在不同的編程語言（如 Java, Go, Python）中實現高效的並發。 同步與互斥： 深入探討並發編程中的核心挑戰——如何處理共享資源的訪問。我們將詳細介紹鎖（如互斥鎖、讀寫鎖、自鏇鎖）、信號量、條件變量等同步原語，以及死鎖、活鎖等常見並發問題的産生原因和避免策略。 第二部分：分布式係統的挑戰與機遇 CAP 定理與一緻性模型： 理解分布式係統設計中的經典理論——CAP 定理，以及不同一緻性模型（如強一緻性、最終一緻性、順序一緻性）的權衡與取捨。我們將探討在實際應用中如何根據業務需求選擇閤適的可用性與一緻性策略。 服務拆分與微服務架構： 學習如何將龐大的單體應用拆分成獨立、可部署的微服務。我們將討論微服務的設計原則、服務注冊與發現（如 Eureka, Consul, ZooKeeper）、服務間通信（如 RESTful, gRPC, RPC）以及微服務治理的挑戰。 負載均衡策略： 掌握各種負載均衡算法（如輪詢、加權輪詢、最少連接、IP Hash）的原理及其在不同場景下的適用性。我們將深入瞭解 L4 和 L7 負載均衡的區彆，以及常見的負載均衡器（如 Nginx, HAProxy, Envoy）的配置與調優。 分布式事務： 深入剖析分布式事務的復雜性，學習 TCC（Try-Confirm-Cancel）、Saga、兩階段提交（2PC）等主流的分布式事務解決方案，並分析它們的優缺點和適用範圍。 分布式緩存： 講解分布式緩存（如 Redis, Memcached）的設計原理、使用場景以及緩存一緻性問題。我們將探討緩存穿透、緩存擊穿、緩存雪崩等常見問題及其解決方案。 分布式數據庫與 NoSQL： 介紹分布式數據庫（如 ShardingSphere, Vitess）和 NoSQL 數據庫（如 MongoDB, Cassandra, HBase）的設計理念和適用場景。我們將討論如何在高並發場景下對數據進行分片、復製和讀寫分離。 消息隊列與異步通信： 深入理解消息隊列（如 Kafka, RabbitMQ, RocketMQ）在解耦係統、削峰填榖、異步處理等方麵的核心作用。我們將探討消息可靠性、消息順序性以及消費者冪等性等關鍵問題。 第三部分：可伸縮性與彈性設計 橫嚮擴展（Scale Out）與縱嚮擴展（Scale Up）： 詳細比較橫嚮擴展和縱嚮擴展的優劣，理解在不同業務場景下選擇何種擴展方式的考量。 彈性伸縮（Auto Scaling）： 學習如何設計能夠根據負載自動伸縮的係統。我們將探討基於指標的自動伸縮（如 CPU 使用率、內存占用、請求隊列長度）和基於事件的自動伸縮，並介紹 Kubernetes, AWS Auto Scaling Group 等相關技術。 無狀態服務設計： 強調無狀態服務設計的重要性，以及如何通過外部存儲（如數據庫、緩存、對象存儲）來維護會話和狀態，從而實現係統的輕鬆擴展。 資源隔離與容器化： 深入瞭解容器化技術（如 Docker）如何實現資源的隔離和應用的快速部署，以及 Kubernetes 等容器編排平颱如何管理和伸縮容器化應用。 流量削峰與限流： 學習多種流量削峰和限流策略，包括漏桶算法、令牌桶算法、滑動窗口算法，並介紹常見的限流組件和實現方式。 第四部分：可靠性與容錯機製 故障轉移與高可用： 探討實現係統高可用的各種策略，包括主備復製、多活部署、數據冗餘等。我們將學習如何設計能夠快速從故障中恢復的係統。 熔斷與降級： 深入理解熔斷（Circuit Breaker）和降級（Degradation）機製在防止級聯故障、保障核心服務可用性方麵的作用。我們將學習如何實現以及何時應用這些容錯模式。 冪等性設計： 解決重復請求導緻的髒數據問題，學習如何在接口設計和業務邏輯中保證操作的冪等性。 灰度發布與藍綠部署： 掌握安全、高效的發布策略，通過灰度發布和藍綠部署來降低發布風險，確保新版本上綫平穩過渡。 混沌工程： 引入混沌工程的概念，學習如何主動注入故障來測試係統的韌性，提前發現潛在問題。 第五部分：性能調優與監控 JVM/CLR 性能調優： 針對 Java 和 .NET 平颱，深入剖析垃圾迴收（GC）機製、內存管理、綫程調度等，並提供實用的調優技巧。 數據庫性能優化： 學習 SQL 語句優化、索引設計、查詢計劃分析、慢查詢日誌處理等數據庫性能優化的核心方法。 網絡性能優化： 探討 TCP/IP 協議棧的優化、連接池的使用、HTTP/2 的優勢以及CDN 的應用。 全麵的監控體係： 構建一套完善的監控體係，包括日誌（Log）、指標（Metrics）、追蹤（Trace）和告警。我們將介紹 ELK Stack, Prometheus, Grafana, Jaeger 等主流監控工具的使用。 AIOps 與智能運維： 展望 AIOps 在提升運維效率、預測故障、自動化決策方麵的潛力。 本書內容緊密結閤實際項目需求，通過豐富的案例分析和代碼示例，幫助讀者掌握高並發係統設計的核心技術和實踐經驗。無論您是初入分布式係統領域的開發者，還是經驗豐富的架構師，都能從中獲益，構建齣穩定、高效、可伸縮的下一代互聯網係統。