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正版 软件架构设计:大型网站技术架构与业务架构融合之道 余春龙
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目 录第1部分 什么是架构第1章 五花八门的架构师职业 21.1 架构师职业分类 21.2 架构的分类 2第2章 架构的道与术 52.1 何为道,何为术 52.2 道与术的辩证关系 6第2部分 计算机功底第3章 语言 103.1 层出不穷的编程语言 103.2 精通一门语言 10第4章 操作系统 124.1 缓冲I/O和直接I/O 124.2 内存映射文件与零拷贝 144.2.1 内存映射文件 144.2.2 零拷贝 154.3 网络I/O模型 174.3.1 实现层面的网络I/O模型 174.3.2 Reactor模式与Preactor模式 204.3.3 select、epoll的LT与ET 204.3.4 服务器编程的1+N+M模型 224.4 进程、线程和协程 244.5 无锁(内存屏障与CAS) 274.5.1 内存屏障 274.5.2 CAS 30第5章 网络 315.1 HTTP 1.0 315.1.1 HTTP 1.0的问题 315.1.2 Keep-Alive机制与Content-Length属性 315.2 HTTP 1.1 325.2.1 连接复用与Chunk机制 325.2.2 Pipeline与Head-of-line Blocking问题 335.2.3 HTTP/2出现之前的性能提升方法 345.2.4 “一来多回”问题 355.2.5 断点续传 365.3 HTTP/2 365.3.1 与HTTP 1.1的兼容 375.3.2 二进制分帧 375.3.3 头部压缩 395.4 SSL/TLS 395.4.1 背景 395.4.2 对称加密的问题 405.4.3 双向非对称加密 415.4.4 单向非对称加密 425.4.5 中间人攻击 435.4.6 数字证书与证书认证中心 445.4.7 根证书与CA信任链 455.4.8 SSL/TLS协议:四次握手 475.5 HTTPS 485.6 TCP/UDP 495.6.1 可靠与不可靠 495.6.2 TCP的“假”连接(状态机) 515.6.3 三次握手(网络2将军问题) 535.6.4 四次挥手 545.7 QUIC 565.7.1 不丢包(Raid5算法和Raid6算法) 575.7.2 更少的RTT 585.7.3 连接迁移 58第6章 数据库 596.1 范式与反范式 596.2 分库分表 596.2.1 为什么要分 606.2.2 分布式ID生成服务 606.2.3 拆分维度的选择 606.2.4 Join查询问题 616.2.5 分布式事务 616.3 B+树 626.3.1 B+树逻辑结构 626.3.2 B+树物理结构 636.3.3 非主键索引 656.4 事务与锁 666.4.1 事务的四个隔离级别 666.4.2 悲观锁和乐观锁 676.4.3 死锁检测 716.5 事务实现原理之1:Redo Log 726.5.1 Write-Ahead 736.5.2 Redo Log的逻辑与物理结构 746.5.3 Physiological Logging 756.5.4 I/O写入的原子性(Double Write) 766.5.5 Redo Log Block结构 776.5.6 事务、LSN与Log Block的关系 786.5.7 事务Rollback与崩溃恢复(ARIES算法) 806.6 事务实现原理之2:Undo Log 866.6.1 Undo Log是否一定需要 866.6.2 Undo Log(MVCC) 886.6.3 Undo Log不是Log 896.6.4 Undo Log与Redo Log的关联 906.6.4 各种锁 916.7 Binlog与主从复制 946.7.1 Binlog与Redo Log的主要差异 946.7.2 内部XA ?C Binlog与Redo Log一致性问题 956.7.3 三种主从复制方式 966.7.3 并行复制 97第7章 框架、软件与中间件 997.1 对生态体系的认知 997.2 框架 997.3 软件与中间件 100第3部分 技术架构之道第8章 高并发问题 1048.1 问题分类 1048.1.1 侧重于“高并发读”的系统 1048.1.2 侧重于“高并发写”的系统 1058.1.3 同时侧重于“高并发读”和“高并发写”的系统 1068.2 高并发读 1088.2.1 策略1:加缓存 1088.2.2 策略2:并发读 1098.2.3 策略3:重写轻读 1108.2.4 总结:读写分离(CQRS架构) 1138.3 高并发写 1148.3.1 策略1:数据分片 1148.3.2 策略2:任务分片 1158.3.3 策略3:异步化 1178.3.4 策略4:批量 1238.3.5 策略5:串行化+多进程单线程+异步I/O 1248.4 容量规划 1258.4.1 吞吐量、响应时间与并发数 1258.4.2 压力测试与容量评估 127第9章 高可用与稳定性 1299.1 多副本 1299.2 隔离、限流、熔断和降级 1309.3 灰度发布与回滚 1359.4 监控体系与日志报警 136第10章 事务一致性 13810.1 随处可见的分布式事务问题 13810.2 分布式事务解决方案汇总 13910.2.1 2PC 13910.2.2 一致性(消息中间件) 14110.2.3 TCC 14510.2.4 事务状态表+调用方重试+接收方幂等 14710.2.5 对账 14810.2.6 妥协方案:弱一致性+基于状态的补偿 14910.2.7 妥协方案:重试+回滚+报警+人工修复 15110.2.8 总结 152第11章 多副本一致性 15311.1 高可用且强一致性到底有多难 15311.1.1 Kafka的消息丢失问题 15311.1.2 Kafka消息错乱问题 15611.2 Paxos算法解析 15811.2.1 Paxos解决什么问题 15811.2.2 复制状态机 16111.2.3 一个朴素而深刻的思想 16311.2.4 Basic Paxos算法 16411.2.5 Multi Paxos算法 16711.3 Raft算法解析 16911.3.1 为“可理解性”而设计 16911.3.2 单点写入 17011.3.3 日志结构 17111.3.4 阶段1:Leader选举 17411.3.5 阶段2:日志复制 17611.3.6 阶段3:恢复阶段 17711.3.7 安全性保证 17711.4 Zab算法解析 18011.4.1 Replicated State Machine vs. Primary-Backup System 18011.4.2 zxid 18211.4.3 “序”:乱序提交 vs. 顺序提交 18211.4.4 Leader选举:FLE算法 18411.4.5 正常阶段:2阶段提交 18611.4.6 恢复阶段 18611.5 三种算法对比 187第12章 CAP理论 18912.1 CAP理论的误解 18912.2 现实世界不存在“强一致性”(PACELC理论) 19012.3 典型案例:分布式锁 192第4部分 业务架构之道第13章 业务意识 19613.1 产品经理vs.需求分析师 19613.2 什么叫作一个“业务” 19813.3 “业务架构”的双重含义 19913.4 “业务架构”与“技术架构”的区分 200第14章 业务架构思维 20214.1 “伪”分层 20214.2 边界思维 20414.3 系统化思维 20514.4 利益相关者分析 20614.5 非功能性需求分析(以终为始) 20814.6 视角(横看成岭侧成峰) 20914.7 抽象 21014.8 建模 21314.9 正交分解 215第15章 技术架构与业务架构的融合 21815.1 各式各样的方法论 21815.2 为什么要“领域驱动” 21815.3 “业务流程”不等于“系统流程” 22115.4 为何很难设计一个好的领域模型 22215.5 领域驱动设计与微服务架构的“合” 22315.6 领域驱动设计与读写分离(CQRS) 22415.7 业务分层架构模式 22515.8 管道—过滤器架构模式 22615.9 状态机架构模式 22615.10 业务切面/业务闭环架构模式 228第5部分 从架构到技术管理第16章 个人素质的提升 23216.1 能力模型 23216.2 影响力的塑造 234第17章 团队能力的提升 23717.1 不确定性与风险把控 23717.2 以价值为中心的管理 23917.3 团队培养 241
余春龙,中科院软件所计算机硕士毕业。热衷于高并发高可用架构、业务建模、领域驱动设计,在十年的工作中,经历过游戏、社交、广告、电商等各种类型的项目,积累了较丰富的工程经验。
"软件架构设计的本质,是对问题域空间反复运用演绎、抽象、归纳等方法,进而找到适合当前阶段的设计方案的过程。既要考虑软件随业务发展的横纵向扩展性,也要考虑软件自身的可行性、稳定性和可维护性等技术因素。本书作者结合了自身多年架构设计实践经验和多个业界经典案例,帮助读者理解、总结了许多实用的软件架构设计思路,以及软件设计过程中经常遇到的“道、术、虚、实”。 白沿松(花名太阳) 阿里巴巴不错技术专家 不同于一些白皮书、技术规范或国外大神的译作,本书从技术出发,所述内容精而不杂,从技术功底到业务场景分析,特别是处处结合作者自身感悟,向广大读者展示了如何建立一种成体系的思维方式和学习方法,让方法论不再晦涩难懂。无论工作三五年的程序员,还是工作八九年的老手,看这本书都会有收获,有共鸣。 桂艳军 某金融科技公司技术总监 架构师,从事软件行业几年的代码工匠皆可称之。然而,从基本原理到底层算法,再到中间应用、上层模块架构,甚至更往上一层的业务领域建模,能尽数领悟者不多见,能领悟且能实战总结者甚少,能总结又能循序渐进娓娓道来者,更是凤毛麟角。作者将十年工作经验凝聚于本书, 若读者能够细细研读,仔细领会,并能结合自身业务和领域,学一而实践三,必将收益良多。 谭国富 腾讯不错工程师 "
本书系统化地阐述了技术架构与业务架构的方法论与实践。本书内容分为5大部分,部分从行业背景出发定义架构的概念与范畴;第2部分细致讨论架构所需的计算机功底,包括编程语言、操作系统、数据库、网络、框架、中间件;第3部分从高并发、高可用、稳定性、分布式事务、Paxos/Raft一致性算法、CAP理论等方面探讨技术架构;第4部分从业务架构思维、微服务、领域驱动设计、技术架构与业务架构融合的角度探讨业务架构;第5部分从个人素质、团队能力两大方面,诠释从技术到管理的转变方法。通过本书,读者可以对大型业务系统的架构方法论有全局的认识,同时对软件架构的核心能力有深刻的理解,对个人的技术成长起到一定的借鉴作用。 本书不仅适合工程师、架构师阅读,也适合企业系统开发人员在内的软件开发从业人员阅读。
揭秘互联网高并发、高可用、可扩展架构核心技术囊括计算机功底、技术架构、业务架构、职业发展四大维度,建立系统的架构设计方法论诠释技术架构与业务架构的融合方法
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