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正版 分布式系统原理与工程实践: 一致性、共识、Paxos、分布式
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目录 理论篇 第1章 分布式概述 2 1.1 概述 2 1.2 应用的演进历程 3 1.2.1 单体应用 3 1.2.2 集群应用 4 1.2.3 狭义分布式应用 9 1.2.4 微服务应用 11 1.3 分布式系统概述 12 1.3.1 分布式系统的定义 12 1.3.2 分布式一致性问题 14 1.3.3 分布式应用中的节点 15 1.4 分布式应用的优势 16 1.5 分布式应用的问题 17 1.6 本章小结 20 第2章 一致性 21 2.1 一致性的概念 21 2.1.1 ACID一致性 22 2.1.2 CAP一致性 23 2.1.3 两种一致性的关系 23 2.2 一致性的强弱 24 2.2.1 严格一致性 25 2.2.2 顺序一致性 25 2.2.3 线性一致性 27 2.2.4 最终一致性 30 2.2.5 总结 31 2.3 一致性算法 32 2.4 两阶段提交 33 2.4.1 具体实现 33 2.4.2 线性一致性证明 35 2.4.3 优劣 39 2.5 三阶段提交 39 2.5.1 具体实现 40 2.5.2 优劣 42 2.6 本章小结 44 第3章 共识 46 3.1 共识与一致性 46 3.1.1 共识的概念 47 3.1.2 再论“一致性” 49 3.2 拜占庭将军问题 51 3.3 算法的容错性 54 3.3.1 非拜占庭容错算法 55 3.3.2 拜占庭容错算法 55 3.4 共识算法 56 3.5 Paxos算法 56 3.5.1 提出与证明 57 3.5.2 算法的内容 60 3.5.3 算法实现分析 62 3.5.4 理解与示例 64 3.6 Raft算法 65 3.6.1 Raft算法的内容 66 3.6.2 Raft算法的保证 70 3.6.3 总结分析 73 3.7 本章小结 74 第4章 分布式约束 76 4.1 CAP定理 76 4.1.1 定理的内容 76 4.1.2 示例与理解 77 4.2 从CAP定理到BASE定理 78 4.3 BASE定理 80 4.3.1 BASE定理的含义 80 4.3.2 BASE定理的应用 81 4.4 本章小结 83 实践篇 第5章 分布式锁 86 5.1 产生背景 86 5.2 特性 88 5.2.1 全局性 88 5.2.2 唯一性 89 5.2.3 遵从性 90 5.3 设计要点 90 5.4 实现 91 5.4.1 逻辑分布式锁 91 5.4.2 唯一性索引分布式锁 92 5.4.3 唯一性校验分布式锁 93 5.4.4 一致性分布式锁 94 5.5 应用场景 96 5.6 本章小结 96 第6章 分布式事务 97 6.1 本地事务与分布式事务 98 6.2 分布式事务的类别 99 6.2.1 应用内多数据库事务 99 6.2.2 单体应用间事务 99 6.2.3 分布式系统内事务 100 6.2.4 分布式系统间事务 101 6.3 分布式事务的类别总结 101 6.4 应用内多数据库事务方案 102 6.5 单体应用间事务方案 104 6.5.1 化为本地事务 104 6.5.2 化为应用内多数据库事务 105 6.5.3 TCC 106 6.5.4 本地异步消息机制 111 6.5.5 异步消息中心机制 113 6.6 近似事务 114 6.7 本章小结 116 第7章 服务发现与调用 117 7.1 分布式带来的问题 117 7.2 服务发现 119 7.2.1 服务发现模型中的角色 119 7.2.2 反向代理模型 120 7.2.3 注册中心模型 120 7.2.4 服务网格模型 122 7.2.5 三种模型的比较 123 7.3 服务调用 123 7.3.1 背景介绍 123 7.3.2 基于接口的调用 125 7.3.3 远程过程调用 126 7.4 本章小结 130 第8章 服务保护与网关 131 8.1 服务保护 131 8.1.1 理论依据 132 8.1.2 隔离 133 8.1.3 限流 135 8.1.4 降级 139 8.1.5 熔断 142 8.1.6 恢复 144 8.2 服务网关 145 8.2.1 产生背景 145 8.2.2 功能 146 8.2.3 结构 147 8.3 本章小结 147 第9章 幂等接口 148 9.1 概述 148 9.1.1 幂等接口概述 148 9.1.2 章节结构 150 9.2 代数系统 151 9.2.1 代数系统的定义 151 9.2.2 特殊元素 151 9.2.3 幂等 154 9.3 函数 155 9.3.1 函数的定义 155 9.3.2 复合函数 157 9.4 复合函数的幂等化 157 9.4.1 函数的幺元化 157 9.4.2 函数的零元化 158 9.4.3 运算的幂等化 160 9.4.4 复合函数幂等化总结 161 9.5 接口的幺元化 161 9.6 接口的零元化 162 9.7 调用的幂等化 163 9.7.1 判断插入数据 163 9.7.2 判断删除数据 164 9.7.3 判断数据版本 164 9.7.4 拦截重试调用 166 9.8 幂等接口总结 167 9.9 本章小结 168 工程篇 第10章 分布式中间件概述 171 第11章 RabbitMQ详解 174 11.1 消息系统概述 174 11.1.1 消息系统模型 174 11.1.2 消息系统的应用 175 11.2 RabbitMQ概述 177 11.3 RabbitMQ的组件 177 11.3.1 Exchange 177 11.3.2 Queue 178 11.3.3 Message 178 11.4 RabbitMQ的连接 179 11.4.1 生产者与Exchange 179 11.4.2 Exchange与Queue 180 11.4.3 Queue与消费者 181 11.5 附加功能 182 11.5.1 投递确认功能 182 11.5.2 持久化功能 183 11.5.3 消费确认功能 183 11.5.4 逐条派发功能 184 11.5.5 RPC功能 184 11.6 模型与应用 185 11.6.1 点对点模型 185 11.6.2 发布订阅模型 186 11.7 本章小结 187 第12章 ZooKeeper详解 188 12.1 单机配置与启动 188 12.1.1 运行配置 189 12.1.2 启动 190 12.2 数据模型 191 12.2.1 时间语义 191 12.2.2 树状模型 192 12.2.3 znode的数据与状态 192 12.2.4 znode的可选特性 194 12.2.5 znode的限额 196 12.2.6 znode权限设置 197 12.3 交互式命令行客户端 201 12.3.1 设置命令 202 12.3.2 znode操作命令 203 12.3.3 使用示例 205 12.4 监听器 206 12.4.1 特性 206 12.4.2 事件通知 209 12.4.3 交互式命令行客户端中的监听器 210 12.4.4 其他客户端中的监听器 210 12.5 连接与会话 211 12.5.1 连接建立 211 12.5.2 服务器切换 214 12.5.3 会话状态 215 12.5.4 连接监听器 216 12.6 集群模式 217 12.6.1 集群配置与启动 217 12.6.2 一致性实现 218 12.6.3 一致性级别讨论 221 12.7 应用示例 226 12.8 应用场景 230 12.8.1 节点命名 231 12.8.2 服务发现 232 12.8.3 应用配置 233 12.8.4 分布式锁 233 12.9 本章小结 235 总结篇 第13章 再论分布式系统 238 13.1 分布式与一致性 238 13.2 本书脉络 240 13.2.1 理论篇 240 13.2.2 实践篇 242 13.2.3 工程篇 243 13.3 总结与展望 244 13.3.1 总结 244 13.3.2 展望 245 参考文献 247
崔现斌(笔名易哥),毕业于浙江大学、山东大学,高级软件系统架构师、网络工程师、数据库工程师、软件测试工程师、注册电气工程师。 在校成绩优异,曾获得国家奖学金两次,一等奖学金四次,科技创新大赛一等奖三次,以及五四青年科学奖等。主要科研方向为机器学习、分布式算法、容错算法在无线传感网络中的应用,相关论文获得IEEE通信协会最佳论文奖。 具有十余年软件开发经验,曾担任网站技术部门负责人,现从事互联网金融行业。主要负责软件系统架构设计与后端开发,专注分布式架构、研发协同、持续交付等领域,设计并实现应用交付流水系统、任务协作与管理系统、通用流处理平台等众多系统或平台。同时也是一名活跃的开源开发者。 著有书籍《通用源码阅读指导书》《高性能架构之道》,两本书籍均受到多方好评,并在台湾地区发行繁体版。
《源码阅读指导书》《高性能架构之道》作者易哥新作!
本书通过理论篇、实践篇、工程篇、总结篇四篇(13章),介绍了分布式系统的知识体系。理论篇介绍了一致性、共识、分布式约束等知识;实践篇介绍了分布式锁、分布式事务、服务发现与调用、服务保护与网关、幂等接口等知识;工程篇介绍了消息系统中间件 RabbitMQ 和分布式协调中间件ZooKeeper等知识;总结篇则帮助大家厘清分布式系统的知识脉络。本书适合想要学习分布式系统理论、实践、工程知识的学生、软件开发者。
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