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页数:260

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出版时间:1970-1

价格:32.00元

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isbn号码:9787501793853

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《跨越技术鸿沟：新一代软件架构与性能优化实战指南》 第一部分：现代软件架构演进与核心范式 第一章：从单体到微服务的架构变迁 本章深入剖析了软件系统架构的演进历程，重点阐述了从传统的单体应用向分布式架构，特别是微服务架构转变的驱动力与挑战。我们将详细探讨“康威定律”在现代系统设计中的体现，以及架构师在不同阶段需要权衡的技术选型。内容涵盖服务拆分策略、边界上下文的确定，以及避免“分布式单体”陷阱的最佳实践。我们不仅关注技术栈的更迭，更强调组织结构与技术架构如何相互塑造。 第二章：云原生时代的基石：容器化与编排 本章聚焦于容器技术（Docker）和容器编排系统（Kubernetes）在构建弹性、可扩展系统中的核心作用。内容将细致拆解Kubernetes的各个组件——API Server、etcd、Controller Manager和Scheduler的工作原理。重点讲解如何利用Deployment、Service、Ingress和StatefulSet等核心资源对象来管理应用生命周期。此外，还将涵盖服务网格（Service Mesh，如Istio/Linkerd）在服务间通信、安全和可观测性方面的增强作用，为理解下一代基础设施打下坚实基础。 第三章：事件驱动架构（EDA）与数据一致性 在高度分布式的环境中，传统的请求/响应模式已无法满足实时性和去耦性的要求。本章将深入讲解事件驱动架构的设计哲学、关键组件（如消息队列Kafka、RabbitMQ）的选择标准，以及如何构建可靠的事件流。讨论将围绕“最终一致性”的实现路径，包括Saga模式、TCC（Try-Confirm-Cancel）事务补偿机制，以及如何有效处理消息的重复投递、丢失和乱序问题，确保业务流程的健壮性。 第四章：无服务器（Serverless）计算的深入应用 本章探讨函数即服务（FaaS）和后端即服务（BaaS）如何改变应用的部署和运维模式。内容将详述AWS Lambda、Azure Functions等主流平台的特点、适用场景和局限性。我们将分析如何设计“冷启动”优化策略，以及在无服务器环境下进行状态管理和会话保持的技术方案。同时，对比Serverless与容器化在成本模型、运维复杂度和供应商锁定方面的差异。 第二部分：高性能系统设计与优化 第五章：高并发下的数据存储策略 本章专注于解决海量并发访问对数据层带来的挑战。内容涵盖关系型数据库（RDBMS）的垂直与水平扩展技术，如读写分离、分库分表（Sharding）的实现艺术，并详细比较常用的分片键选择标准与数据迁移方案。同时，将深度剖析NoSQL数据库（如Cassandra、MongoDB、Redis）的适用场景，特别是它们在CAP理论下的权衡选择，以及如何利用多模数据库整合数据访问层。 第六章：缓存技术深度解析与穿透防御 缓存是提升系统性能的关键一环，本章系统性地讲解了多级缓存的架构设计，从CDN层到应用层（本地缓存、分布式缓存Redis/Memcached）。重点讨论缓存的失效策略（TTL、主动删除、主动刷新）、缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩的防御机制。此外，将详细阐述Redis的高级数据结构（如HyperLogLog、Bloom Filter）在特定场景下的应用，以实现更精细的性能优化。 第七章：网络协议优化与传输效率 系统性能的瓶颈往往隐藏在网络通信层面。本章从OSI模型出发，深入剖析TCP/IP协议栈在高并发场景下的行为，例如拥塞控制算法、慢启动与快速恢复机制。重点讨论HTTP/2和HTTP/3（基于QUIC）带来的革命性变化，以及如何在服务间通信中选择最优的序列化和传输协议（如gRPC/Protocol Buffers对REST/JSON的优势）。 第八章：性能度量、瓶颈定位与压测实践 有效的优化依赖于准确的度量。本章系统介绍“Golden Signals”（延迟、流量、错误率、饱和度）在SRE体系中的应用。内容涵盖分布式追踪系统（如Jaeger/Zipkin）的部署与数据分析，以及日志聚合系统（ELK/Loki）如何辅助故障排查。实战部分将指导读者设计科学的负载测试场景，区分系统瓶颈是CPU、I/O、内存还是锁竞争，并提供针对性的调优步骤。 第三部分：保障系统可靠性与可观测性 第九章：韧性设计（Resilience Engineering）与故障注入 本章探讨如何设计出即使在部分组件失效时仍能保持基本功能的系统。我们将详细介绍熔断器（Circuit Breaker）、限流器（Rate Limiter）和舱壁（Bulkhead）模式的实现原理与最佳应用点。重点讲解混沌工程（Chaos Engineering）的概念，以及如何通过Netflix Hystrix或Resilience4j等库进行故障注入测试，主动暴露系统弱点。 第十章：安全机制在分布式系统中的集成 安全性是架构设计不可分割的一部分。本章专注于OAuth 2.0/OIDC在微服务间进行身份验证和授权的流程设计。内容包括JWT（JSON Web Token）的签发、验证与续期机制，API Gateway层面的安全策略实施，以及如何安全地管理敏感配置信息（Secrets Management，如Vault）。此外，还将讨论传输层安全（TLS/SSL）的优化配置。 第十一章：持续交付与基础设施即代码（IaC） 本章聚焦于如何通过自动化手段加速部署并降低人为失误。我们将深入讲解GitOps的理念，并详细介绍Terraform在多云环境中管理基础设施的语法结构、状态文件管理和模块化设计。同时，阐述CI/CD流水线（Jenkins/GitLab CI/GitHub Actions）如何集成自动化测试、安全扫描和灰度发布策略，实现零停机部署。 第十二章：可观测性的闭环与告警优化 可观测性远超简单的监控。本章区分了Metrics（指标）、Logs（日志）和Traces（追踪）三者的角色，并指导读者如何将它们有效关联起来，形成完整的诊断视图。重点讨论如何构建有效的告警体系，避免“告警疲劳”，确保只有真正需要干预的事件才会触发响应。内容还包括SLO（服务等级目标）的设定与监控，将业务目标转化为可量化的技术指标。

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