单片机原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:王迎旭 编

出品人:

页数:262

译者:

出版时间:2004-1

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787111145912

丛书系列:

图书标签:

• 单片机
• 原理
• 应用
• 嵌入式系统
• 电子工程
• 微控制器
• C语言
• 汇编语言
• 硬件设计
• 实践教程

深入解析现代软件架构设计与实践 图书简介 本书旨在为读者提供一套全面、深入且极具实战指导意义的现代软件架构设计理论与实践指南。我们跳脱出特定编程语言或框架的束缚，专注于构建高可用性、可扩展性、高吞吐量及易于维护的大型分布式系统的核心思想、模式和技术选型考量。本书内容覆盖了从宏观架构选型到微观组件实现的各个层面，适合有一定编程基础，希望迈向架构师角色或正在处理复杂系统挑战的工程师和技术管理者阅读。 第一部分：架构基石与思维范式 本部分将奠定读者在进行复杂系统设计时所需具备的基础知识和思维框架。 第一章：从单体到分布式：架构演进的必然性 本章首先回顾传统单体应用架构的局限性，重点分析随着业务规模爆炸式增长，系统在性能瓶颈、部署效率和团队协作方面所遇到的核心矛盾。随后，我们将系统性地引入分布式系统的概念，探讨其带来的机遇（如弹性伸缩、资源隔离）与挑战（如数据一致性、网络延迟、故障处理）。本章将详细阐述服务化、微服务化的驱动力，并从业务复杂度和技术成熟度的角度，指导读者判断何时是进行架构升级的最佳时机。我们将深入剖析 CAP 定理在实际系统设计中的灵活应用，强调在不同业务场景下，权衡一致性、可用性和分区容错性的重要性。 第二章：架构设计的基础原则与非功能性需求 架构设计的价值最终体现在对系统非功能性需求的满足程度上。本章将细致分解关键的非功能性需求（NFRs）： 可靠性与高可用性（HA）： 探讨冗余设计、故障检测机制（如心跳机制）、自动故障转移（Failover）策略，以及如何通过多活数据中心设计提升系统的整体韧性。 性能与可扩展性（Scalability）： 区分垂直扩展与水平扩展的适用场景。详细介绍负载均衡器的类型（L4/L7、轮询、最少连接等）及其在不同层次的应用。深入剖析系统吞吐量的瓶颈识别方法论。 可维护性与可观测性（Observability）： 阐述日志（Logging）、指标（Metrics）和分布式追踪（Tracing）这“三驾马车”如何协同工作，支撑快速定位和解决生产问题。我们不仅仅停留在工具层面，更关注如何构建统一的告警策略和故障响应流程。 安全性（Security）： 探讨在分布式环境中如何实现身份认证与授权（如 OAuth 2.0, JWT），数据传输加密（TLS/SSL）以及API 网关层的安全防护策略。 第三章：架构模式的深度剖析 本章聚焦于指导系统构建的蓝图——设计模式。 微服务架构（Microservices）： 详细解析微服务的设计边界（如何划分服务）、服务间通信机制的选择（同步RPC/REST vs 异步消息队列），以及服务发现与注册的实现。本章将提供清晰的服务拆分方法论，避免“服务爆炸”的陷阱。 事件驱动架构（EDA）： 探讨基于事件的解耦模式，重点分析 Saga 模式在处理跨服务分布式事务中的应用，以及 CQRS（命令查询职责分离）如何优化读写性能和数据模型设计。 六边形架构（Hexagonal Architecture）/ 清洁架构（Clean Architecture）： 从代码组织和依赖反转的角度，阐述如何构建核心业务逻辑与外部基础设施（如数据库、UI）完全解耦的、高度可测试的内聚性模块。 第二部分：数据管理与一致性保障 数据是现代应用的核心资产，本部分将深入探讨如何在分布式环境下高效、安全地管理数据。 第四章：分布式数据存储选型策略 关系型数据库已不再是唯一的选择。本章对比分析了不同类型数据库的适用场景： 关系型数据库（RDBMS）的优化： 读写分离、主从复制、分库分表（Sharding）的实现原理与挑战，特别是如何处理跨分片的事务。 NoSQL 数据库家族： 深入探讨键值存储（如 Redis）、文档数据库（如 MongoDB）、列式数据库（如 Cassandra）和图数据库各自的应用优势，并提供容量规划的经验法则。 事务性保障： 详述 BASE 理论，并与 ACID 进行对比。重点讲解 TCC（Try-Confirm-Cancel）和两阶段提交（2PC）在实际系统中的局限与替代方案。 第五章：缓存策略与性能优化 缓存是提升系统性能的第一道防线。本章系统介绍缓存的层次结构（CDN、反向代理缓存、应用层缓存、分布式缓存）。 分布式缓存技术： 深入分析 Redis 和 Memcached 的底层数据结构、集群模式（哨兵、Cluster）和一致性哈希算法。 缓存失效策略： 讨论主动失效、被动失效、TTL 设置的时机。深入剖析“缓存击穿”、“缓存穿透”和“缓存雪崩”这三大核心问题，并提供针对性的防御措施。 数据同步机制： 探讨数据库与缓存之间的数据一致性维护方法，如 Cache-Aside 模式、Write-Through 模式的优劣。 第三部分：通信、集成与弹性设计 本部分关注系统组件间的协作机制以及如何构建能够抵御故障的弹性系统。 第六章：服务间通信技术选型与实践 选择正确的通信协议直接影响系统的延迟和效率。 同步通信： RESTful API 的最佳实践，版本控制策略。深入探讨 gRPC 框架，分析其基于 HTTP/2 和 Protocol Buffers 的性能优势，以及流式调用的实现。 异步消息系统（Message Queue）： 详细分析 Kafka、RabbitMQ 等主流消息中间件的架构特性。讲解消息的可靠投递（At-Least-Once、Exactly-Once 语义）、顺序保证和背压处理机制。 API 网关（Gateway）： 阐述 API 网关在流量控制、安全认证、协议转换和日志聚合中的核心作用，并分析自建与使用商业组件的权衡。 第七章：弹性设计与容错机制 系统崩溃是常态，架构师的职责是确保崩溃不会蔓延。 熔断、限流与降级（Hystrix/Resilience4j 原理）： 详细讲解这些断路器的内部工作原理，如何设置合理的阈值，以及执行降级策略（如快速失败、返回默认值）的最佳实践。 超时与重试机制： 分析固定重试与指数退避重试（Exponential Backoff）的适用性，避免“重试风暴”对后端系统的冲击。 隔离与资源池化： 通过线程池隔离、信号量控制等手段，确保一个依赖项的故障不会拖垮整个服务。 第四部分：部署、运维与持续演进 架构设计并非终点，而是持续迭代的起点。 第八章：基础设施与云原生范式 本章面向现代部署环境，探讨如何利用容器化和编排技术实现架构的快速落地。 容器化与 Docker： 讲解镜像构建的最佳实践，确保部署的一致性。 Kubernetes (K8s) 核心概念： 重点解析 Pod、Service、Deployment、StatefulSet 的作用，以及 K8s 如何原生支持服务发现、水平伸缩和滚动更新。 基础设施即代码（IaC）： 介绍 Terraform 等工具在管理复杂云资源方面的优势，实现环境配置的自动化和可复现性。 第九章：DevOps与架构的持续演进 强调 CI/CD（持续集成/持续交付）流程对架构敏捷性的支撑。 蓝绿部署与金丝雀发布： 阐述这两种零停机部署策略的原理，如何结合 A/B 测试逐步引入新版本，并将风险控制在最小范围内。 架构治理与文档化： 讨论如何通过 C4 模型等可视化方法清晰地记录和传达架构决策，确保团队对系统蓝图的统一认知。 技术债务管理： 识别和量化技术债务，并将其纳入迭代规划，确保系统在满足业务发展需求的同时，保持健康的代码和架构状态。 总结 本书通过对这些核心概念、模式和实战经验的系统梳理，旨在帮助读者建立起“以终为始”的架构设计思维，能够自信地应对高并发、大规模系统的设计挑战，最终构建出既稳定又富有生命力的软件系统。每章后的案例分析均来源于真实的大型互联网项目经验，确保理论与实践的紧密结合。

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