Modelling Distributed Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Fokkink, Wan

出品人:

页数:151

译者:

出版时间:

价格:$ 90.34

装帧:

isbn号码:9783540739371

丛书系列:

图书标签:

分布式系统
建模
Concurrency
Fault Tolerance
Consistency
Distributed Algorithms
Cloud Computing
System Design
Formal Methods
Scalability

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具体描述

This textbook guides students through algebraic specification and verification of distributed systems, and some of the most prominent formal verification techniques. The author employs CRL as the vehicle, a language developed to combine process algebra and abstract data types. The book evolved from introductory courses on protocol verification taught to undergraduate and graduate students of computer science, and the text is supported throughout with examples and exercises. Full solutions are provided in an appendix, while exercise sheets, lab exercises, example specifications and lecturer slides are available on the author's website.

《架构的演进：从单体到微服务的实践与挑战》第一部：现代软件架构的基石第1章：理解复杂性：架构的本质与驱动力软件系统的复杂性是与生俱来的。随着业务需求的不断迭代和用户规模的爆炸式增长，传统的单体应用架构已逐渐暴露出其固有的局限性：部署缓慢、扩展困难、技术栈锁定以及团队协作效率低下。本章深入剖析了软件架构设计的核心目标——管理复杂性，并探讨了驱动现代架构演进的关键因素，包括业务敏捷性、可伸缩性、弹性和可维护性。我们将引入“架构债务”的概念，阐述为何架构决策并非一劳永逸，而是一个持续权衡和适应的过程。通过对比不同范式下的设计哲学，为读者构建一个宏观的理解框架，认识到选择正确架构的战略重要性。第2章：单体架构的局限与转型契机单体应用（Monolith）以其简洁性在初期阶段提供了快速迭代的优势。本章细致分析了单体架构在面临高并发、大数据量和快速功能迭代时的性能瓶颈。我们将重点讨论“大爆炸式”的部署风险、技术栈的陈旧化问题以及对开发团队的协作制约。更关键的是，本章提供了一套实用的评估方法论，帮助技术领导者和架构师判断当前系统何时需要启动向更灵活架构的转型。我们将探讨转型不是为了“赶时髦”，而是基于清晰的业务驱动力——例如，需要支持更快的市场响应速度或应对不可预测的流量高峰。第3章：面向服务的理念：SOA的兴衰与教训面向服务架构（SOA）是现代分布式系统思想的重要先驱。本章回顾了SOA的设计原则，特别是强调企业服务总线（ESB）在服务间通信、转换和治理中的核心作用。我们不会回避SOA在实践中遭遇的挑战：过度中心化的总线成为性能瓶颈和单点故障；服务定义僵化导致重用性下降；以及庞大的治理体系带来的沉重负担。通过分析这些历史教训，读者将能更深刻地理解微服务架构是如何吸取SOA的经验教训，并尝试在去中心化治理方面做出突破。第二部：微服务架构的蓝图与实现第4章：微服务的定义、优势与核心原则微服务架构（Microservices）代表了一种将单一应用分解为一组小型、独立部署服务的范式。本章首先清晰界定了微服务的核心特征：松耦合、独立部署、围绕业务能力组织、去中心化治理和数据自主权。我们将详细阐述微服务带来的核心优势，如技术异构性（Polyglot Persistence and Programming）的实现、故障隔离的增强以及团队自治性的提升。同时，我们也会审慎地讨论其固有的复杂性，例如分布式事务的挑战、网络延迟的增加和运维复杂度的激增。第5章：服务边界的划分艺术：领域驱动设计（DDD）的实践微服务架构成功的关键在于如何正确地划分服务边界。本章将领域驱动设计（DDD）作为划分服务的核心工具。我们将重点讲解“限界上下文”（Bounded Context）的概念，阐述如何通过识别业务的核心概念模型和用例流来确定服务的职责范围。通过具体案例，我们将展示如何避免“操作型”的划分（例如按CRUD划分），转而采用“业务能力型”的划分策略。此外，本章还将介绍“上下文映射”（Context Map）的绘制方法，用以清晰定义不同服务之间的关系和契约。第6章：服务间通信：同步与异步的权衡在分布式系统中，服务间的通信机制是影响系统性能和弹性的核心因素。本章深入探讨了两种主要的通信模式：同步通信（如RESTful API、gRPC）和异步消息传递（如消息队列、事件流）。对于同步通信，我们将分析延迟、重试机制和熔断器的必要性；对于异步通信，我们将详细讨论事件的可靠投递、消息的顺序保证以及“事件驱动架构”（EDA）的构建思路。最终目标是让读者掌握根据业务场景（如实时查询与后台流程）选择最合适通信协议的能力。第7章：数据管理的去中心化：挑战与解决方案将单体数据库拆分为独立服务数据存储是微服务转型中最具挑战性的步骤之一。本章系统地介绍了“数据库按服务划分”的原则。我们将深入探讨如何处理跨服务的查询需求，重点介绍“API聚合器模式”和“事件溯源”的解决方案。对于需要跨服务协作完成的业务流程，本章将详述Saga模式，解释其在保证最终一致性方面的作用，以及补偿操作的设计原则，以避免分布式事务的陷阱。第三部：韧性、可观测性与运维第8章：构建弹性系统：容错与故障隔离分布式系统的本质决定了故障是常态而非例外。本章专注于提升系统的韧性（Resilience）。我们将详细介绍Hystrix（或类似库）提供的熔断、降级和限流机制，以及何时应该应用这些模式。重点讨论了隔离舱（Bulkhead）模式如何限制单个服务的失败对整个系统的冲击。此外，本章还将探讨超时重试策略的设计，强调幂等性在处理重复请求时的关键作用，确保系统在部分组件不可用时仍能提供核心服务。第9章：分布式可观测性：追踪、日志与指标在微服务环境下，单一的日志文件已无法满足诊断需求。本章是关于“可观测性”（Observability）的实践指南。我们将介绍分布式追踪系统（如Zipkin或Jaeger）如何工作，如何通过“上下文传播”将单个请求的完整生命周期可视化。同时，我们将探讨结构化日志的实践，以及如何有效地收集和分析海量指标数据（Metrics），包括RED（Rate, Errors, Duration）方法论在监控健康度中的应用。可观测性是快速定位和解决分布式系统中问题的核心能力。第10章：基础设施与自动化：DevOps与持续交付微服务的价值只有在高度自动化的基础设施上才能完全释放。本章探讨了支撑微服务部署的DevOps理念。我们将详细介绍容器化技术（如Docker）和容器编排系统（如Kubernetes）在简化部署、环境一致性和资源管理方面的作用。本章的重点是“持续集成/持续部署”（CI/CD）流水线的构建，确保每个服务都能独立、快速、可靠地推向生产环境，并探讨蓝绿部署和金丝雀发布等高级部署策略，以最小化发布风险。第四部：组织、治理与未来展望第11章：组织架构的适配：康威定律与双重披萨团队架构的变革往往需要组织结构的同步演进。本章深入探讨康威定律（Conway's Law）对系统结构的影响。我们将分析如何将“两张披萨原则”的团队（Two-Pizza Team）与微服务边界对齐，实现团队的自治权和端到端责任制。本章将讨论跨职能团队的构建、沟通机制的调整，以及如何在新架构下平衡集中化的标准制定与去中心化的技术选型自由度。第12章：服务治理与API管理随着服务数量的增加，服务治理成为确保系统稳定性的关键。本章涵盖了服务注册与发现（如Consul, Eureka）的机制，以及API网关（API Gateway）在集中认证、限流和路由方面的作用。我们还将讨论API契约的版本管理，如何使用Schema First（如OpenAPI/Swagger）来规范服务间的交互，并在不破坏现有客户端的情况下演进服务接口，从而维持系统的向后兼容性。结语：持续的架构旅程本章对全书的理念进行总结，强调架构设计是一个永无止境的探索过程，没有银弹，只有最适合当前业务和技术环境的权衡方案。我们展望了Serverless、Service Mesh等新兴技术对未来分布式系统设计可能带来的影响，鼓励读者保持学习和适应的心态，持续迭代和优化他们的架构实践。