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出版者:中国水利水电出版社

作者:张钰彦

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:2001-6-1

价格:30.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787508406718

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 网站编程
• 服务器端
• Web开发
• 后端开发
• 编程技术
• PHP
• Python
• Java
• Node
• js
• 服务器

《高性能网络应用架构实践指南》 前言：迎接云原生时代的复杂性挑战 在当今技术浪潮的中心，软件系统的规模和复杂度以前所未有的速度增长。从微服务架构的普及到实时数据处理的需求激增，现代网络应用已经不再是简单的请求-响应模式的堆砌。开发者面临的挑战不再仅仅是如何编写能够运行的代码，而是如何构建出能够弹性伸缩、低延迟、高可用且易于维护的复杂系统。传统的单体应用模式在应对高并发、分布式事务和跨地域数据同步时显得力不从心。因此，深入理解并掌握高性能网络应用架构的设计范式，是每一位资深工程师的必修课。 本书《高性能网络应用架构实践指南》并非针对特定编程语言或框架的入门教程，而是着眼于系统级的设计思维和通用的架构原则。它旨在为读者提供一套完整的工具箱，用于诊断现有架构的瓶颈，并指导他们设计出能够经受住未来十年技术迭代考验的新一代网络应用骨架。 --- 第一部分：现代网络应用的基础范式 本部分首先确立现代高性能应用所依赖的核心哲学。我们将摒弃过时的设计模式，转而聚焦于构建可预测和可观察的分布式系统。 第一章：从单体到分布式：范式转移的痛点与收益 本章深入剖析了为什么需要从传统的集中式架构转向分布式模型。我们将详细探讨CAP 定理在实际部署中的权衡艺术，而非仅仅停留在理论层面。内容涵盖： 一致性模型演进： 强一致性、最终一致性、因果一致性在不同业务场景中的适用性分析。 服务自治与边界划分： 如何运用领域驱动设计（DDD）的原则来合理切分服务边界，避免形成“分布式单体”。 幂等性与消息传递： 在异步通信中，如何通过设计保证操作的唯一性与可靠性，避免“僵尸事务”。 第二章：构建韧性系统的基石：可靠性工程（SRE 思想在开发中的应用） 高性能不仅意味着速度快，更意味着在故障发生时能够快速恢复。本章将探讨如何将站点可靠性工程（SRE）的理念融入日常开发流程： 错误预算（Error Budget）的量化管理： 如何科学地定义和监控系统的可接受停机时间。 故障注入与混沌工程初探： 介绍如何主动测试系统的薄弱环节，而不是被动地等待生产环境的“惊喜”。 优雅降级策略（Graceful Degradation）： 面对依赖服务不可用时，系统应如何有策略地牺牲部分非核心功能以维持核心服务的运行。 --- 第二部分：高效数据流动的艺术 数据是网络应用的心脏。本部分专注于如何设计高效、低延迟的数据传输和存储策略，确保信息能够以正确的顺序和最快的速度到达目的地。 第三章：高吞吐量消息队列的深入剖析 现代应用严重依赖异步通信。本章将超越消息队列的基础使用，探讨如何将其作为系统解耦和流量削峰的利器： 持久化与分区策略： 如何根据业务需求选择合适的持久化等级，并理解分区（Partitioning）对并行处理能力的影响。 背压（Backpressure）机制的设计： 生产者不应盲目地向消费者发送数据。本章详述如何构建反馈机制，让系统能够自我调节处理速度。 事务性与 Exactly-Once 语义的实现： 在复杂的分布式环境中，如何通过集成数据库事务或特定的消息协议来实现精确的消息投递一次。 第四章：缓存策略的深度优化与失效控制 缓存是提升性能最直接的手段，但管理不当会成为性能的黑洞。本章聚焦于高级缓存管理技术： 多级缓存体系架构： 结合本地缓存（L1）、分布式缓存（Redis/Memcached L2）和 CDN 的协同工作机制。 缓存失效模式的权衡： 深入比较 TTL、主动失效（Publish/Subscribe 驱动）与 Read-Through/Write-Through 模式的适用场景。 缓存穿透、雪崩与击穿的防御体系： 针对三种主流缓存风险，提供实战化的防御代码模式和架构约束。 --- 第三部分：面向延迟和扩展性的网络通信 性能的瓶颈往往出现在网络边界。本部分将深入到网络协议和通信框架层面，指导读者如何从底层优化数据交换的效率。 第五章：突破 TCP/HTTP 瓶颈：拥抱下一代协议 传统的 HTTP/1.1 和 TCP 模型的局限性日益明显。本章着重介绍现代高性能通信协议的设计原理： HTTP/2 的帧、流与多路复用： 深入解析 HTTP/2 如何解决队头阻塞问题，并讲解其在实际部署中的注意事项（例如 TLS 握手开销）。 gRPC 与 Protobuf 的威力： 探讨基于 HTTP/2 的二进制 RPC 框架如何通过高效的序列化减少带宽占用和解析时间，以及其在微服务间通信中的优势。 WebSocket 与双向通信： 在需要实时推送和低延迟连接的场景下，如何管理连接的生命周期和状态同步。 第六章：负载均衡的艺术：从 L4 到 L7 的精细控制 负载均衡器是流量的守门人，其配置直接决定了请求的响应速度和可用性。 不同层次负载均衡器的选型： 对比 L4 (IP/端口级) 和 L7 (应用层级) 均衡器的性能特性与适用场景。 健康检查机制的精细化： 如何设计比简单 Ping 更深入的健康检查，以确保只将流量导向真正准备好处理请求的实例。 连接保持（Connection Persistence）与会话粘性（Session Affinity）： 在分布式环境下，如何权衡连接复用带来的性能提升与流量分布均匀性的矛盾。 --- 第四部分：可观测性与性能调优 一个无法被良好观测的系统，其性能调优无从谈起。本部分聚焦于如何构建一个透明、可追踪的系统。 第七章：分布式追踪与请求生命周期的可视化 在微服务中，一个用户请求可能跨越数十个服务。本章教授如何重建请求的完整路径： Trace ID 与 Span 的传播： 制定跨语言、跨框架的上下文传递标准。 延迟剖析（Latency Profiling）： 如何利用追踪数据识别出请求中的“慢执行者”和服务间的“高延迟等待”。 日志结构化与关联分析： 将结构化日志与追踪 ID 绑定，实现从指标、日志到追踪的全链路映射。 第八章：性能瓶颈的系统化排查方法论 本章提供一套结构化的性能排查流程，帮助工程师快速定位资源争抢点： CPU 饱和度与上下文切换分析： 如何通过操作系统工具洞察进程间的竞争状态。 I/O 延迟的根源探寻： 区分是网络拥塞、磁盘寻道还是操作系统内核等待导致的 I/O 瓶颈。 内存压力与垃圾回收调优（GC Tuning）： 针对不同运行时（如 JVM, Go Runtime），如何根据实际的内存分配模式调整 GC 策略以减少停顿时间。 --- 结语：架构的持续演进 高性能架构并非一劳永逸的解决方案，而是伴随业务增长持续演进的生命体。本书提供的方法论旨在培养读者对系统复杂性的敬畏之心，并武装他们以最前沿的设计工具，确保所构建的应用能够在高速发展的技术环境中保持卓越的性能与韧性。掌握这些原则，将使您能够自信地迈向构建下一代大规模网络应用的前沿。

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这本书的叙述方式非常注重实战演练与理论深度的平衡。作者似乎深谙初学者与资深工程师的不同需求，每一章节的讲解都以一个贴近实际业务场景的问题为引子，迅速抓住读者的注意力。例如，在介绍异步处理机制时，并不是简单地罗列API调用，而是通过模拟一个高并发请求的场景，逐步剖析同步阻塞带来的性能瓶颈，然后引出解决方案的优势所在。代码示例的选择极其考究，既有足够展示核心原理的精简片段，也有集成度较高的完整应用模块，让人可以即时上手编译和调试。更值得称道的是，每当涉及到某个技术选型的分歧点时，作者总会客观地列出不同方案的优劣和适用范围，这种不偏不倚的分析态度，极大地提升了内容的可信度和指导价值，避免了“最佳实践”的教条化。

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对于现代开发环境的适应性上，这本书表现出了极强的前瞻性。它并没有沉溺于对过时技术的怀旧，而是紧紧围绕当前主流的微服务架构和容器化部署来进行展开。在介绍如何构建可扩展的API服务时，书中详细讲解了状态管理、服务发现以及熔断降级策略的实现细节，这些都是在实际企业级项目中必须面对的挑战。特别是关于日志系统和分布式追踪的章节，提供的解决方案具有很高的参考价值，作者清晰地指出了在没有集中式监控平台时，如何利用现有工具链实现基本的链路追踪，这对于资源受限的初创团队尤其友好。总而言之，这本书不仅仅是一本关于编程技术的指南，更是一部关于如何构建、部署和维护现代化、高可用性互联网服务的实战指南，它教会的更多是系统思维，而非简单的代码编写技巧。

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这本书的语言风格是那种带着老派学者严谨与现代工程师务实的完美结合体。它摒弃了网络文章中常见的浮夸和过度简化，用一种非常克制和精确的词汇来构建知识体系。在阐述复杂算法或设计模式时，作者会适当地引入数学上的严谨定义，但绝不会让这些定义成为阅读的障碍，而是通过精准的比喻或类比，将抽象的概念具象化。阅读过程中，我常常有一种“茅塞顿开”的感觉，因为作者总能在最关键的地方给出恰到好处的脚注或补充说明，解释了为什么某些看似反直觉的设计选择才是最合理的。这种行文的克制感，使得整本书读起来非常“耐看”，每次重读都能发现新的层次和更深远的洞察，它不像快餐读物，更像是一部可以反复研习的经典著作。

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这本书的装帧设计颇具匠心，封面采用了沉稳的深蓝色调，搭配简洁明快的白色字体，散发出一种专业而又不失现代感的氛围。内页纸张的质感也令人惊喜，触感细腻，纸张厚度适中，即便是长时间阅读也不会感到刺眼或疲劳。初翻阅时，目录结构的清晰度让人印象深刻，各个章节之间的逻辑衔接自然流畅，仿佛为学习者规划好了一条清晰的进阶路径。从基础概念的梳理到复杂框架的应用，内容的组织层次分明，让人对即将展开的探索充满了期待。特别是开篇对于核心概念的定义，精确而到位，为后续深入学习打下了坚实的基础。这种对细节的关注，使得阅读体验本身就成为一种享受，预示着这本书在内容深度上绝非泛泛而谈。整体而言，从物理层面上看，这是一本制作精良、值得收藏的工具书，让人愿意时常翻阅，而非束之高阁。

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我花了将近一周的时间，主要集中在与数据库交互和安全认证的章节。这部分内容的处理方式，简直是教科书级别的典范。许多市面上的书籍在谈及数据安全时，往往只是停留在输入验证的表面，但本书却深入到了中间件层面的连接池管理、事务隔离级别的选择对业务一致性的影响，以及如何利用现代框架的内置机制来防御常见的注入和跨站脚本攻击。作者对不同数据库系统（比如SQL与NoSQL）在高负载下的性能差异进行了细致的对比分析，并辅以性能监控工具的配置指南，这一点对于构建健壮的生产系统至关重要。读完这些章节，我感觉自己对“安全”的理解不再是打补丁式的修补，而是上升到了架构设计层面的主动防御体系的构建，思维的深度得到了极大的拓展，收获远超预期。

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