分布式應用系統(tǒng)架構設計與實踐

第 一部分 分布式系統(tǒng)架構概述
第　1章 架構的基礎概念　3
1．1　架構的幾個概念　3
1．1．1　系統(tǒng)與子系統(tǒng)　4
1．1．2　模塊與組件　4
1．1．3　組件與框架　4
1．2　架構設計的目標　5
1．2．1　高性能　5
1．2．2　高可用性　6
1．2．3　可擴展性　7
1．2．4　可維護性　8
1．3　小結　9
第　2章 架構的演進　10
2．1　單體架構　10
2．2　分層架構　11
2．3　面向服務架構　12
2．4　微服務架構體系　14
2．4．1　微服務架構　14
2．4．2　服務網(wǎng)格架構　16
2．4．3　單元化架構　17
2．5　小結　18
第二部分　核心理論及技術
第3章　常見的基礎組件　21
3．1　數(shù)據(jù)緩存　21
3．1．1　Redis高可用實現(xiàn)方案　22
3．1．2　Redis集群實現(xiàn)方案　24
3．1．3　Redis跨機房數(shù)據(jù)同步方案　29
3．2　數(shù)據(jù)分發(fā)　34
3．2．1　Kafka的分區(qū)機制及副本機制　34
3．2．2　Kafka高吞吐量實現(xiàn)方案　40
3．2．3　Kafka跨機房雙活方案　44
3．3　數(shù)據(jù)存儲　47
3．3．1　關系數(shù)據(jù)庫MySQL　48
3．3．2　列式存儲數(shù)據(jù)庫HBase　49
3．3．3　文檔型存儲數(shù)據(jù)庫MongoDB　51
3．3．4　圖數(shù)據(jù)庫Neo4j　54
3．3．5　內容搜索數(shù)據(jù)庫Elasticsearch　57
3．4　服務遠程調用　59
3．4．1　RPC架構及原理　59
3．4．2　Dubbo架構及原理　60
3．4．3　gRPC架構及原理　62
3．5　小結　63
第4章　高性能架構　64
4．1　基礎概念　64
4．1．1　性能指標　64
4．1．2　利特爾法則　65
4．1．3　系統(tǒng)優(yōu)化分析　65
4．1．4　系統(tǒng)指標選擇　66
4．2　客戶端及網(wǎng)絡接入　66
4．2．1　瀏覽器訪問優(yōu)化　66
4．2．2　CDN緩存　68
4．2．3　反向代理　69
4．3　數(shù)據(jù)存儲　71
4．3．1　數(shù)據(jù)庫讀寫分離　71
4．3．2　數(shù)據(jù)庫分庫/分表　82
4．3．3　數(shù)據(jù)庫如何實現(xiàn)平滑擴容　86
4．3．4　NoSQL綜合解決方案　90
4．4　數(shù)據(jù)緩存　95
4．4．1　適合做緩存的場景　95
4．4．2　緩存穿透及解決方案　95
4．4．3　緩存雪崩及解決方案　97
4．4．4　緩存擊穿及解決方案　97
4．4．5　如何保障緩存與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一致性　100
4．5　業(yè)務邏輯　103
4．5．1　異步處理　103
4．5．2　消息隊列　106
4．6　架構模式與負載均衡　106
4．6．1　多進程并發(fā)模式與多線程并發(fā)模式　107
4．6．2　阻塞與非阻塞I/O模式　107
4．6．3　負載均衡架構　109
4．7　小結　110
第5章　高可用架構　111
5．1　分布式系統(tǒng)的幾個理論　111
5．1．1　CAP理論　111
5．1．2　BASE理論　114
5．2　數(shù)據(jù)存儲層　116
5．2．1　雙機架構　116
5．2．2　數(shù)據(jù)多副本　118
5．3　業(yè)務邏輯層　122
5．3．1　有狀態(tài)和無狀態(tài)　122
5．3．2　服務治理　124
5．3．3　服務降級　125
5．3．4　服務限流　130
5．4　多機房架構　133
5．4．1　多機房的幾種架構　133
5．4．2　多機房多活架構　138
5．4．3　多機房流量分發(fā)　141
5．5　小結　143
第6章　可擴展架構　144
6．1　可擴展的幾個維度　145
6．1．1　橫向擴展　145
6．1．2　垂直擴展　146
6．1．3　縱深擴展　147
6．2　可擴展架構的實現(xiàn)　148
6．2．1　反向代理層　148
6．2．2　接入層　149
6．2．3　業(yè)務邏輯層　150
6．2．4　數(shù)據(jù)緩存層　152
6．2．5　數(shù)據(jù)存儲層　152
6．3　幾種典型可擴展架構　153
6．3．1　分層架構　153
6．3．2　服務化架構　153
6．3．3　單元化架構　154
6．4　小結　155
第7章　可維護架構　156
7．1　系統(tǒng)監(jiān)控工具　156
7．1．1　Zabbix監(jiān)控系統(tǒng)介紹　156
7．1．2　Prometheus介紹　158
7．1．3　中間件監(jiān)控系統(tǒng)介紹　159
7．2　業(yè)務日志的監(jiān)控及分析　162
7．2．1　日志采集及清洗　163
7．2．2　日志的傳輸及存儲　165
7．2．3　日志查詢及可視化　166
7．3　業(yè)務數(shù)據(jù)的安全監(jiān)控及分析　167
7．3．1　數(shù)據(jù)安全防護方案　167
7．3．2　數(shù)據(jù)授權及審計系統(tǒng)　168
7．3．3　數(shù)據(jù)血緣追蹤　169
7．4　小結　170
第三部分　架構實踐案例
第8章　賬號系統(tǒng)　173
8．1　系統(tǒng)整體架構　173
8．1．1　注冊服務　173
8．1．2　認證服務　175
8．1．3　授權服務　176
8．2　關鍵問題及解決方案　177
8．2．1　如何解決會話粘連問題　177
8．2．2　如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性　181
8．2．3　如何實現(xiàn)安全降級　183
8．3　小結　184
第9章　秒殺系統(tǒng)　185
9．1　系統(tǒng)整體架構　185
9．1．1　接入網(wǎng)關　186
9．1．2　訂單及庫存服務　187
9．1．3　支付服務　189
9．2　關鍵問題及解決方案　190
9．2．1　如何優(yōu)化流量金字塔模型　190
9．2．2　如何解決并發(fā)場景下的庫存扣減一致性問題　191
9．2．3　如何提升熱點賬戶的沖扣性能　193
9．3　小結　197
第　10章 消息推送系統(tǒng)　198
10．1　系統(tǒng)整體架構　198
10．1．1　業(yè)務接入層　199
10．1．2　通道層　200
10．1．3　客戶端層　200
10．2　關鍵問題及解決方案　200
10．2．1　如何實現(xiàn)過載保護　201
10．2．2　如何提升消息分發(fā)性能　202
10．2．3　如何解決海量消息推送明細的存儲問題　203
10．2．4　如何降低推送的客戶端功耗　203
10．2．5　如何解決消息重復推送問題　204
10．2．6　如何解決海量長連接問題　205
10．2．7　如何解決客戶端消息偽造問題　206
10．3　小結　206
第　11章 區(qū)塊鏈系統(tǒng)　207
11．1　系統(tǒng)整體架構及優(yōu)化　207
11．1．1　接入層　208
11．1．2　池化層及指令處理層　210
11．1．3　網(wǎng)絡層　213
11．1．4　存儲層　215
11．2　小結　216