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出版者:电子工业出版社

作者:中科红旗软件技术有限公司

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2001-1-1

价格:28.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505364752

丛书系列:

图书标签:

• 红旗Linux
• Linux系统管理
• 系统运维
• 服务器管理
• Linux教程
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• 操作系统
• 技术教程
• 计算机技术
• Linux

深入剖析现代Web应用架构与性能优化实战 本书聚焦于当前主流Web应用开发中，开发者普遍面临的高并发、高可用性、低延迟等核心挑战。我们不探讨特定的Linux发行版管理，而是将视角全面转向构建和维护高性能、可伸缩的现代互联网服务所需的关键技术栈、设计哲学与实战技巧。 --- 第一部分：现代Web架构的基石与演进 本部分将详细梳理从传统单体应用到微服务、再到云原生架构的演进历程，帮助读者建立宏观的系统设计视野。 第一章：从单体到分布式：架构范式的转变 单体应用的局限性分析： 深入剖析垂直扩展的瓶颈、部署的复杂性以及技术栈锁定的风险。 服务化拆分原则与实践： 如何根据业务边界、数据依赖和团队组织结构进行合理的微服务拆分。 分布式事务的挑战与解决方案： 详细介绍2PC的局限性，重点探讨Saga模式、TCC（Try-Confirm-Cancel）以及基于事件的最终一致性模型在实际项目中的应用。 API网关的角色与职责： 不仅仅是路由，更关注限流、认证授权、日志聚合和协议转换在网关层的实现细节。 第二章：容器化与编排技术的核心原理 Docker生态系统深度解析： 深入理解镜像分层存储（OverlayFS, AUFS）、容器生命周期管理以及Cgroups和Namespaces在实现容器隔离中的作用。 Kubernetes（K8s）工作原理详解： 详细阐述Master/Node架构，重点剖析Scheduler的工作机制（过滤、打分）、Controller Manager（ReplicaSet, Deployment）与Etcd的数据一致性保障。 资源管理的精细化控制： 如何有效设置CPU和内存的Requests与Limits，避免资源争抢和“鲸落”效应。 有状态应用的持久化： Persistent Volume (PV) 和 Persistent Volume Claim (PVC) 的声明式管理，以及StorageClass在不同存储后端（如NFS, Ceph）间的抽象与对接。 第三章：服务间通信与发现机制 同步通信的优化： RESTful 服务的最佳实践、HTTP/2 的多路复用特性及其在提升请求效率上的优势。 RPC框架的选型与比较： 深入分析 gRPC 的协议优势（Protocol Buffers 的二进制序列化效率），并与传统JSON/XML进行性能对比。 服务注册与发现： Eureka、Consul、ZooKeeper 的工作原理对比，重点分析它们在数据一致性模型（AP vs CP）上的差异及其对系统可靠性的影响。 服务网格（Service Mesh）的兴起： Istio 和 Linkerd 介绍，探讨 Sidecar 模式如何将流量管理、可观测性等非业务逻辑从应用层剥离。 --- 第二部分：高性能数据存储与缓存策略 本部分专注于如何设计和维护能够支撑海量读写请求的数据层，确保系统的响应速度和数据持久性。 第四章：关系型数据库的性能调优与扩展 索引的魔鬼与天使： 深入剖析 B+ 树的内部结构、页分裂、死锁与锁升级机制。如何根据查询模式设计复合索引和覆盖索引。 SQL 执行计划的深度解读： 如何通过 `EXPLAIN ANALYZE` 找出慢查询的根源，以及优化器决策背后的代价模型。 读写分离与数据分片（Sharding）： 垂直分库与水平分表的设计思路，一致性哈希算法在数据路由中的应用。 高可用集群的构建： MySQL 主从复制（Binlog 机制）的延迟问题，以及使用 Galera Cluster 或 PXC 实现多主/半同步复制的技术考量。 第五章：NoSQL 数据库的适用场景与实践 键值存储（Redis/Memcached）： 深入剖析 Redis 的单线程模型、事件循环机制（I/O Multiplexing），以及持久化（RDB/AOF）的权衡。 内存一致性与数据结构优化： 针对 ZSet、HyperLogLog 等高级数据结构的应用场景，以及如何利用位图（Bitmap）进行高效的用户状态统计。 文档型数据库（MongoDB）： 事务支持的演进，以及在分片集群（Sharded Cluster）中，选择合适的 Shard Key 对写入性能的决定性影响。 图数据库（Neo4j）与时序数据库： 介绍它们在处理复杂关系查询和物联网数据采集中的独特优势。 第六章：缓存策略的精细化管理 缓存穿透、雪崩与击穿的防御： 结合实际案例，讲解如何通过互斥锁、本地缓存和随机化过期时间来构建健壮的缓存防护墙。 缓存一致性模型： 介绍 Cache-Aside、Read-Through、Write-Through、Write-Back 模式的适用场景。 分布式锁的实现： 使用 Redis Redlock 算法的理论基础和实践争议，以及更倾向于使用 ZooKeeper 或数据库乐观锁的场景。 --- 第三部分：高可用、弹性与可观测性 本部分关注如何确保系统在故障发生时仍能提供服务，以及如何有效地监控和诊断复杂的分布式环境。 第七章：系统的容错设计与降级策略 超时与重试机制的艺术： 避免快速失败，合理设置指数退避（Exponential Backoff）和抖动（Jitter）策略，防止“惊群效应”。 熔断器（Circuit Breaker）的实现： Hystrix/Resilience4j 原理剖析，如何通过半开状态（Half-Open）来探测下游服务的恢复情况。 限流算法的实战部署： 令牌桶（Token Bucket）和漏桶（Leaky Bucket）算法的数学模型，并在高并发入口处进行精确的流量整形。 优雅停机（Graceful Shutdown）： 在容器环境中，如何确保应用在接收到停止信号后，能够处理完正在进行中的请求，并正确注销服务发现。 第八章：可观测性的三大支柱 日志聚合与结构化： ELK/EFK Stack 的部署与调优，日志级别、上下文（Trace ID）的标准化，确保日志可被高效检索。 分布式追踪系统： Zipkin/Jaeger 的原理介绍，如何通过注入 Trace Context 实现跨服务调用链的可视化，定位延迟热点。 度量指标与告警工程： Prometheus 的数据模型（Time Series Database），Service Discovery 机制，以及 Alertmanager 的静默与升级策略。 健康检查与主动探测： 深入理解 K8s Liveness Probe 与 Readiness Probe 的区别，以及它们在流量调度中的关键作用。 第九章：安全与合规性实践 传输层安全（TLS/SSL）： 证书的生命周期管理，以及在服务网格中实现 mTLS（相互TLS）以确保服务间的加密通信。 身份验证与授权模型： JWT (JSON Web Token) 的工作原理，OAuth 2.0 授权流程，以及 RBAC (基于角色的访问控制) 在微服务中的落地。 敏感数据加密与存储： 密钥管理服务（KMS）的使用，以及数据库中 PII（个人身份信息）的静态加密策略。 --- 第四部分：持续交付与自动化运维 本书最后一部分将关注如何通过自动化手段，提高开发效率和系统的健壮性。 第十章：现代CI/CD流水线的构建 GitOps 理念的引入： 使用 ArgoCD 或 FluxCD 实现基础设施和应用配置的声明式管理。 无损部署策略： 深入对比蓝绿部署（Blue/Green）和金丝雀发布（Canary Release）的风险与收益，以及如何利用服务网格工具实现流量的平滑切换。 自动化测试的金字塔模型： 强调单元测试、集成测试和端到端测试在不同阶段的侧重点，以及契约测试（Contract Testing）在微服务集成中的作用。 本书旨在为架构师和资深工程师提供一套面向生产环境的、跨越应用层、数据层和基础设施层的综合性知识体系，着重于解决实际场景中的性能瓶颈和高可用难题。

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