Scientific Engineering of Distributed Java Applications 分布式Java应用的科学工程/会议录 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Guelfi, Nicolas; Reggio, Gianna; Romanovsky, Alexander

出品人:

页数:148

译者:

出版时间:

价格:474.60元

装帧:

isbn号码:9783540250531

丛书系列:

图书标签:

分布式系统
Java
软件工程
微服务
云计算
并发编程
性能优化
架构设计
可扩展性
高可用性

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具体描述

《分布式Java应用的科学工程》是一本深入探讨分布式系统设计、构建和维护的权威指南。本书专注于Java生态系统，为读者提供了一套严谨的工程方法和实践，以应对构建复杂、可伸缩、可靠且高性能的分布式Java应用的挑战。本书的独特之处与核心价值：本书并非简单罗列分布式技术的API或工具，而是从“科学工程”的视角出发，强调分布式系统设计的原理、权衡以及生命周期的管理。它旨在培养读者运用科学思维和工程实践来解决分布式领域固有难题的能力。严谨的理论基础与工程实践的结合：本书深入剖析分布式系统的核心概念，如一致性、容错性、可伸缩性、可用性、延迟和吞吐量等，并在此基础上，详细阐述如何在Java环境中落地这些理论。读者将学到如何将抽象的理论转化为实际可操作的设计模式和编码实践。系统性的工程方法：从需求分析、架构设计，到实现、测试、部署、监控和维护，本书提供了一个完整的工程生命周期视图。读者将理解在分布式系统开发过程中，每一个阶段的关键考虑因素以及如何进行有效的决策。 Java生态系统的深度聚焦：专注于Java，本书充分利用Java语言的特性、JVM的优势以及其丰富的生态系统（如Spring Boot、Apache Kafka、gRPC、Kubernetes等）来解决分布式挑战。它不仅介绍通用技术，更探讨如何在Java环境中高效地应用这些技术。解决现实世界复杂问题的能力：分布式系统充斥着各种意想不到的故障和性能瓶颈。本书通过详细的案例分析和深入的原理讲解，帮助读者掌握识别、诊断和解决这些问题的技能，从而构建出真正健壮的系统。面向未来的视野：分布式系统技术发展迅速。本书不仅关注当前的主流技术，更探讨了未来可能的发展趋势，鼓励读者形成持续学习和适应变化的能力。本书内容概览（详细展开）：第一部分：分布式系统的基石与挑战 1. 什么是分布式系统？定义与目标：区分分布式系统与集中式系统，阐述分布式系统为何是现代软件工程的必然选择。核心目标：可伸缩性（Scalability）、可用性（Availability）、容错性（Fault Tolerance）、一致性（Consistency）、低延迟（Low Latency）和高吞吐量（High Throughput）。分布式系统的固有挑战：并发性（Concurrency）、网络不确定性（Network Unreliability）、部分失败（Partial Failures）、进程/节点故障（Process/Node Failures）、时钟同步问题（Clock Synchronization Issues）、数据一致性难题（Data Consistency Dilemmas）。 2. 理解CAP定理与Brewer定理 CAP定理的深刻剖析：一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容忍性（Partition Tolerance）之间的权衡。如何根据业务需求做出明智的CAP选择：强一致性 vs. 最终一致性，高可用性 vs. 强一致性。 Brewer定理的引申与应用：在分布式系统中，我们需要在CP（一致性与分区容忍性）、AP（可用性与分区容忍性）或AC（一致性与可用性，在无分区情况下的理论理想）之间做出选择。 3. 网络通信与协议 HTTP/RESTful API：及其在分布式服务间的应用，优点与局限性。 RPC（Remote Procedure Call）：gRPC、Thrift等协议的原理、性能优势以及使用场景。消息队列（Message Queues）：Apache Kafka、RabbitMQ、ActiveMQ等。异步通信、解耦、削峰填谷、事件驱动架构的实现。序列化技术：JSON, XML, Protocol Buffers, Avro等，及其性能、兼容性和易用性权衡。第二部分：分布式Java应用的架构设计 1. 服务化与微服务架构从单体到微服务：拆分策略、演进路径以及面临的挑战（服务发现、配置管理、分布式事务、监控）。微服务设计原则：单一职责、高内聚低耦合、独立部署、自治性。领域驱动设计（DDD）在微服务划分中的作用。 Java框架的选择与应用：Spring Boot、Quarkus、Micronaut等如何支持微服务开发。 2. 数据一致性与分布式事务 ACID与BASE：在分布式环境下的挑战。最终一致性模式：发布/订阅、事件溯源（Event Sourcing）、CQRS（Command Query Responsibility Segregation）。分布式事务解决方案：两阶段提交（2PC）：原理、局限性（阻塞、性能）。三阶段提交（3PC）：改进与权衡。 TCC（Try-Confirm-Cancel）：一种补偿事务模式。 Saga模式：通过一系列本地事务来管理分布式事务。 Java中的分布式事务框架：Seata、Atomikos等。 3. 分布式缓存策略缓存的目的与好处：降低数据库压力，提升响应速度。缓存类型：本地缓存、分布式缓存。分布式缓存方案：Redis、Memcached。缓存一致性问题：缓存失效、穿透、击穿、雪崩。缓存策略：缓存预热、缓存更新、缓存失效策略（LRU, LFU, FIFO）。 Java集成缓存：Spring Cache、Guava Cache。 4. 服务发现与注册中心为何需要服务发现：动态IP地址、服务实例的增减。服务注册中心：Eureka、Consul、Zookeeper、Nacos等。服务注册、发现与心跳机制。客户端发现 vs. 服务器端发现。 Java在服务发现中的实现。 5. 负载均衡与流量管理负载均衡算法：轮询、加权轮询、最少连接、IP Hash等。负载均衡器：Nginx、HAProxy。客户端负载均衡：Ribbon（已废弃，但理解其原理有益）、Spring Cloud LoadBalancer。 API Gateway：Zuul、Spring Cloud Gateway，作为流量入口，进行路由、认证、限流等。第三部分：分布式Java应用的实现与最佳实践 1. 高可用性设计冗余与故障转移（Failover）。无状态服务与有状态服务的设计。数据备份与恢复策略。熔断（Circuit Breaker）与降级（Degradation）：Hystrix（已停止维护，但原理仍重要）、Resilience4j。超时与重试机制（Timeouts and Retries）。 2. 容错性与健壮性异常处理在分布式系统中的特殊性。幂等性（Idempotence）：如何设计支持幂等的操作。防抖动（Debouncing）与限流（Rate Limiting）。优雅停机（Graceful Shutdown）。 3. 分布式系统的监控与日志为何监控至关重要：理解系统状态，及时发现问题。关键监控指标：请求延迟、错误率、吞吐量、资源使用率。分布式日志聚合：ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana)、Loki。分布式追踪：Jaeger、Zipkin。告警系统：Prometheus Alertmanager。 Java中的监控集成：Micrometer、Spring Boot Actuator。 4. 性能优化 JVM调优在分布式系统中的重要性。网络I/O优化：NIO、Netty。数据库访问优化：连接池、读写分离。序列化与反序列化性能。异步编程模型：CompletableFuture。 5. 安全性分布式系统中的安全挑战。身份认证与授权：OAuth2、JWT。 API安全：TLS/SSL加密。密钥管理。第四部分：现代分布式Java应用的部署与运维 1. 容器化与编排 Docker：容器化技术介绍。 Kubernetes（K8s）：容器编排平台。 Pod、Service、Deployment、StatefulSet等概念。 Kubernetes在分布式Java应用的部署、伸缩和管理。 2. 持续集成与持续部署（CI/CD） CI/CD流程在分布式系统中的应用。 Jenkins、GitLab CI、GitHub Actions等工具。自动化测试策略：单元测试、集成测试、端到端测试。 3. 配置管理分布式系统配置的挑战。配置中心：Spring Cloud Config、Consul、Nacos。动态配置更新。 4. 系统演进与重构分布式系统的生命周期管理。如何安全地进行服务升级与回滚。渐进式重构策略。总结：《分布式Java应用的科学工程》是一本集理论深度、工程实践和技术广度于一体的著作。它不仅为Java开发者提供了构建分布式系统所需的知识体系，更重要的是，它引导读者建立起一套科学的思维模式和工程方法论，从而能够自信地应对分布式世界中层出不穷的复杂挑战，设计和实现真正强大、稳定且可维护的分布式Java应用。本书的目标是培养能够驾驭分布式系统复杂性的“科学家”与“工程师”。