Ubiquitous Computing, Design, Implementation and Usability pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Theng, Yin-Leng (EDT)/ Henry Duh (EDT)

出品人:

页数:373

译者:

出版时间:

价格:1390.00 元

装帧:

isbn号码:9781599046938

丛书系列:

图书标签:

• Ubiquitous Computing
• Pervasive Computing
• Human-Computer Interaction
• Interaction Design
• Usability
• Mobile Computing
• Embedded Systems
• IoT
• Wearable Technology
• Context-Aware Computing

深入探索现代软件工程的基石：《面向服务的架构与微服务设计》 本书导读： 在当今快速迭代的数字化浪潮中，软件系统的复杂性与日俱增。传统的单体应用架构已难以应对高并发、高可用性和敏捷部署的严峻挑战。本书《面向服务的架构与微服务设计》正是在这样的背景下应运而生，它并非探讨无处不在的计算环境，而是聚焦于如何构建健壮、可扩展且易于维护的现代分布式软件系统。本书将引导读者穿越从传统企业服务架构（SOA）到前沿微服务架构（MSA）的演进历程，深入剖析每种架构范式的核心思想、设计原则、实现技术栈以及它们在实际工程实践中遇到的挑战与解决方案。 第一部分：分布式系统的理论基石与SOA的复兴 本部分旨在为读者打下坚实的理论基础，理解构建复杂系统的基本约束和权衡。 第一章：分布式系统的本质与挑战 本章首先界定了分布式系统的基本概念，强调了其相对于集中式系统的核心差异：缺乏共享内存、独立失败的可能性以及通信延迟的不确定性。我们将详细探讨CAP定理（一致性、可用性、分区容错性）的实际意义，并引入FLP不可能原理，解释在异步网络环境下保证分布式计算正确性的固有难度。此外，本章还会深入剖析现实世界中分布式系统面临的四大核心挑战：网络分区、时钟同步、分布式事务处理，以及故障检测与恢复机制的设计。理解这些基础挑战，是后续所有架构决策的出发点。 第二章：企业服务导向架构（SOA）的原理与实践 SOA作为现代服务化架构的先驱，其核心思想是通过定义标准化的服务接口来实现系统松耦合和可重用性。本章详细解析了SOA的组成元素，包括服务契约（WSDL/SOAP）、企业服务总线（ESB）的角色及其带来的集中式瓶颈。我们将重点分析SOA在企业级应用中带来的优势——业务流程的标准化和服务的治理能力。随后，本章会通过具体的案例，展示如何使用UDDI进行服务注册与发现，以及如何通过BPEL等技术实现复杂的业务流程编排。虽然SOA在后期暴露出部署复杂和技术栈锁定等问题，但其强调的“服务化”理念，仍然是理解微服务的关键桥梁。 第二章的重点在于对“服务”的严谨定义： 服务的边界、粒度、以及如何设计稳定且向后兼容的服务接口。我们将探讨如何通过契约优先的原则来管理服务间的依赖关系，避免“紧耦合”的陷阱。 第二部分：微服务架构的崛起与核心原则 随着云计算和容器化技术的成熟，软件开发进入了新的纪元。本部分将集中探讨微服务架构（MSA）的内在机制和成功要素。 第三章：从SOA到微服务的范式转变 本章将微服务定义为一种专注于小而自治的服务集合，它们围绕特定的业务能力构建。我们将对比SOA与MSA在服务粒度、通信机制、数据管理和团队组织结构上的根本差异。重点解析“康威定律”在微服务设计中的体现，即组织结构如何决定系统架构。本章还将探讨驱动这一转变的关键技术推动力：敏捷开发、持续集成/持续部署（CI/CD）的需求，以及Docker和Kubernetes等容器化技术的普及。 第四章：微服务的设计原则与边界划分 设计微服务的核心挑战在于如何划定服务的边界。本章将引入领域驱动设计（DDD）的概念，特别是聚合根（Aggregate Root）和限界上下文（Bounded Context）在定义微服务边界中的决定性作用。我们将详细阐述以下关键设计原则： 高内聚，低耦合： 确保每个服务内部逻辑紧密关联，而服务间依赖尽可能少。 去中心化治理： 每个微服务团队拥有技术栈选型和数据存储的自主权。 独立部署与自治性： 强调服务间的松散耦合，使得任何服务的更新都不会强制要求其他服务同步部署。 本章还将讨论如何平衡服务粒度——过大则退化为单体，过小则导致服务间通信的过度开销和运维复杂性。 第三部分：微服务生态系统的关键技术栈 本部分将深入探讨实现一个功能完备的微服务系统所需依赖的实际技术组件和模式。 第五章：服务间通信与API网关 微服务架构彻底改变了组件间的通信模式。本章将对比同步通信（如RESTful HTTP/gRPC）和异步通信（如消息队列）。我们将详细分析在异步场景下，如何使用RabbitMQ、Kafka等消息代理实现事件驱动架构（EDA）。 核心议题是API网关（API Gateway）的设计与实现。API网关作为系统的单一入口点，如何处理请求路由、安全认证、限流和协议转换，是保证系统外部接口统一性的关键。本章会对比流行的网关实现方案，并讨论微服务间的内部通信策略（如“智能端点与哑管道”）。 第六章：数据一致性与分布式事务 在微服务中，数据存储去中心化是常态，这意味着传统的两阶段提交（2PC）事务模型不再适用。本章专注于解决分布式数据一致性问题： Saga模式： 探讨如何使用Saga模式（补偿事务）来维护跨服务的业务一致性，包括命令式Saga和协调式Saga的实现细节。 领域事件与最终一致性： 深入讲解如何利用领域事件（Domain Events）确保系统状态的最终一致性，并讨论如何设计健壮的事件订阅与重试机制。 第七章：服务发现、注册与弹性设计 一个动态的微服务环境要求服务能够自动查找彼此。本章将介绍服务注册中心（如Consul, Eureka）的工作原理，以及客户端负载均衡和服务器端负载均衡（如Ribbon, Nginx）的应用场景。 弹性设计是微服务的生命线。我们将重点讲解容错模式：断路器（Circuit Breaker）、超时重试（Timeout and Retry）和隔离/舱壁（Bulkhead）。通过实际案例，展示如何使用Hystrix或Resilience4j等库来防止局部故障的雪崩效应，确保系统的整体高可用性。 第四部分：运维、可观测性与安全 构建微服务只是第一步，高效地运行和监控它们则是持续的挑战。 第八章：容器化、编排与基础设施自动化 本章将微服务架构与现代基础设施紧密联系起来。重点阐述Docker在打包和隔离服务方面的优势，并深入探讨Kubernetes（K8s）作为主流容器编排平台的角色。我们将讨论K8s如何管理服务的部署、伸缩、滚动更新和自愈能力，并介绍Helm作为部署包管理工具的应用。基础设施即代码（IaC）的概念贯穿本章，强调自动化配置管理的重要性。 第九章：微服务的可观测性三要素 在数百个独立运行的服务中进行故障排查，传统日志分析力不从心。本章全面介绍微服务可观测性的三大支柱： 集中化日志（Logging）： 结合ELK/EFK栈（Elasticsearch, Logstash/Fluentd, Kibana）实现日志的聚合、索引和实时查询。 分布式追踪（Tracing）： 介绍OpenTracing/OpenTelemetry标准，使用Jaeger或Zipkin工具，实现请求在服务间的全链路追踪，精确识别延迟热点。 指标监控（Metrics）： 使用Prometheus和Grafana构建基于时间序列的监控系统，定义关键性能指标（KPIs）和健康检查机制。 第十章：微服务安全的挑战与策略 服务粒度的增加带来了更多的攻击面。本章专注于微服务的安全防护： 身份验证与授权： 详细解析OAuth 2.0和OpenID Connect在微服务环境下的应用，特别是如何使用JWT（JSON Web Tokens）在服务间安全地传递用户身份。 服务间安全： 探讨服务网格（Service Mesh，如Istio）如何通过mTLS（相互TLS）在数据平面强制执行加密通信，实现服务间的零信任安全模型。 秘密管理： 介绍如何使用HashiCorp Vault等工具安全地存储和分发数据库凭证、API密钥等敏感信息。 结语：面向未来的架构演进 本书总结了微服务架构的优势与局限性。我们强调，微服务并非银弹，其高昂的运维和复杂性要求团队具备成熟的DevOps文化和工程能力。对于新兴的Serverless（无服务器）计算模式，本书也进行了简要展望，指出其作为微服务的一种极端形态，将如何进一步简化基础设施管理，推动软件交付进入下一个阶段。本书旨在为读者提供一套全面的、可落地的、用于设计和管理现代企业级分布式系统的知识体系。

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