分布式微服务架构:原理与实战
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作者黄文毅
出版社清华大学出版社
ISBN9787302537816
出版时间2019-11
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定价89元
货号1201959311
上书时间2024-11-25
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作者简介
黄文毅，CSDN博客专家，CSDN学院、网易学院和腾讯学院等网络学院讲师。曾就职于厦门星耀蓝图科技有限公司（为浦发银行、兴业银行、南京银行、湖南农信银行等银行开发系统）和上海美团（从事美团和大众点评后端开发工作），目前就职于厦门美图科技有限公司，从事美图秀秀和美拍后端开发工作。
目录
章 从架构演进启程1
1.1 水平分层架构1
1.1.1 应用架构概述1
1.1.2 MVC架构/水平分层架构2
1.2 SOA服务化架构3
1.2.1 SOA概述4
1.2.2 SOA的特征4
1.2.3 SOA面临的问题5
1.3 分布式微服务架构5
1.3.1 微服务概述5
1.3.2 SOA与微服务5
1.3.3 微服务架构的特点6
1.3.4 微服务架构的缺点6
1.3.5 微服务架构全景图7
1.3.6 微服务类型8
1.3.7 微服务拆分原则与步骤9
第2章 微服务开发框架11
2.1 环境准备11
2.1.1 安装JDK11
2.1.2 安装 Intellij IDEA14
2.1.3 安装 Apache Maven14
2.2 一分钟快速搭建Spring Boot项目15
2.2.1 使用Spring Initializr新建项目15
2.2.2 测试18
2.3 Spring Boot简单介绍18
2.3.1 Spring Boot核心功能及特性19
2.3.2 Spring Boot的缺点20
2.4 Spring Boot目录介绍20
2.4.1 Spring Boot工程目录20
2.4.2 Spring Boot入口类21
2.4.3 Spring Boot测试类22
2.4.4 pom文件23
2.5 Spring Boot生产级特性24
2.5.1 应用监控24
2.5.2 健康检查28
2.5.3 跨域访问29
2.5.4 外部配置30
第3章 分布式RPC框架31
3.1 RPC框架概述31
3.1.1 RPC的定义31
3.1.2 RPC核心组件31
3.1.3 RPC调用过程32
3.1.4 RPC框架调用分类33
3.1.5 RPC框架性能35
3.1.6 RPC框架与分布式服务框架35
3.2 RPC框架36
3.2.1 RMI远程方法调用36
3.2.2 Thrift37
3.2.3 Hessian38
3.2.4 Avro-RPC38
3.2.5 gRPC38
3.2.6 其他RPC框架39
第4章 序列化与反序列化40
4.1 序列化与反序列化40
4.1.1 序列化/反序列化概念40
4.1.2 序列化/反序列化特性41
4.2 常用序列化框架41
4.2.1 Java默认序列化41
4.2.2 XML序列化框架46
4.2.3 JSON序列化框架48
4.2.4 ProtoBuf序列化框架50
第5章 微服务底层通信与协议54
5.1 Java网络通信54
5.1.1 传统BIO编程54
5.1.2 伪异步I/O编程60
5.1.3 NIO编程62
5.2 Netty框架78
5.2.1 Netty概述78
5.2.2 个Netty应用程序78
5.2.3 Netty架构设计84
5.3 分布式服务框架协议89
5.3.1 主流公有协议89
5.3.2 私有协议设计90
第6章 服务路由与负载均衡94
6.1 服务路由概述94
6.1.1 服务路由的定义94
6.1.2 服务信息存放方式94
6.2 负载均衡概述95
6.2.1 Nginx的定义95
6.2.2 负载均衡的实现95
6.2.3 负载均衡算法98
第7章 微服务注册中心103
7.1 了解微服务注册中心103
7.1.1 注册中心几个概念103
7.1.2 注册中心104
7.2 ZooKeeper实现服务注册中心104
7.2.1 ZooKeeper概述104
7.2.2 ZooKeeper的原理105
7.2.3 ZooKeeper的安装106
7.2.4 ZooKeeper搭建集群环境109
7.2.5 ZooKeeper集群总体架构110
7.2.6 命令行客户端zkCli.sh112
7.2.7 ZkClient连接ZooKeeper116
7.2.8 ZooKeeper实现服务注册与发现120
第8章 微服务框架服务调用与容错122
8.1 服务调用概述122
8.2 服务调用方式123
8.2.1 同步服务调用123
8.2.2 异步服务调用125
8.2.3 并行服务调用130
8.2.4 泛化调用132
第9章 分布式微服务封装与部署133
9.1 微服务封装技术133
9.1.1 Docker概述133
9.1.2 Docker的基本概念135
9.1.3 Docker架构135
9.1.4 Docker的安装137
9.1.5 Docker的常用命令138
9.1.6 制作镜像142
9.1.7 使用Dockerfile构建镜像144
9.1.8 Spring Boot集成Docker147
9.2 微服务部署概述150
9.2.1 蓝绿部署150
9.2.2 滚动发布152
9.2.3 灰度发布/金丝雀部署154
0章 分布式服务限流155
10.1 服务限流概述155
10.1.1 限流定义155
10.1.2 限流算法155
10.2 限流设计157
10.2.1 限流设计原理157
10.2.2 分级限流158
1章 服务降级、熔断、调度159
11.1 服务降级概述159
11.2 服务降级方式159
11.2.1 服务降级开关159
11.2.2 自动降级160
11.2.3 读服务降级161
11.2.4 写服务降级161
11.3 服务容错策略161
11.3.1 失败转移（Failover）162
11.3.2 失败自动恢复（Failback）162
11.3.3 快速失败（Failfast）162
11.3.4 失败缓存（FailCache）162
11.4 Hystrix降级、熔断162
11.4.1 Hystrix简介162
11.4.2 Hystrix实现降级/熔断164
11.5 服务优先级设计165
11.5.1 服务实例数量调整165
11.5.2 加权优先级队列166
11.5.3 线程调度器167
2章 服务版本与服务发布168
12.1 服务概述168
12.2 服务版本168
12.2.1 服务版本概述168
12.2.2 Snapshot和Release169
12.3 服务发布169
12.3.1 服务发布概述169
12.3.2 服务发布方式170
3章 分布式微服务日志中心173
13.1 分布式日志概述173
13.1.1 结构化日志/非结构化日志173
13.1.2 日志类型175
13.2 日志框架175
13.2.1 JDK Logger175
13.2.2 Apache Commons Logging177
13.2.3 Log4j/Log4j 2177
13.2.4 Spring Boot集成Log4j179
13.2.5 Docker日志框架181
13.2.6 Linux系统Syslog183
13.3 搭建日志中心183
13.3.1 ELK概述183
13.3.2 Elasticsearch日志存储184
13.3.3 Logstash日志收集189
13.3.4 Fluentd日志收集191
13.3.5 Kibana日志查询193
13.3.6 ELK架构与Docker整合194
13.3.7 ELK架构原理195
4章 分布式微服务监控197
14.1 分布式服务架构监控197
14.1.1 监控的价值197
14.1.2 监控的完整体系197
14.1.3 微服务监控类型198
14.1.4 Spring Boot应用监控198
14.1.5 Spring Boot Admin监控系统201
14.2 搭建系统监控中心206
14.2.1 概述206
14.2.2 时序数据收集系统：cAdvisor206
14.2.3 时序数据存储系统：InfluxDB209
14.2.4 时序数据分析系统：Grafana212
14.2.5 集成InfluxDB + cAdvisor + Grafana214
5章 分布式微服务配置中心218
15.1 配置中心概述218
15.1.1 配置概述218
15.1.2 配置中心解决问题218
15.1.3 全局配置219
15.1.4 配置中心221
15.2 Spring Cloud Config223
15.2.1 Spring Cloud Config概述223
15.2.2 Spring Cloud Config快速入门224
6章 分布式微服务存储与解耦232
16.1 分布式数据库架构232
16.1.1 分库232
16.1.2 分表233
16.1.3 水平切分的方式233
16.1.4 垂直切分的方式235
16.1.5 分组235
16.1.6 Mycat分库分表实战236
16.1.7 Spring+MyBatis+Mycat快速体验240
16.2 分布式事务249
16.2.1 数据库事务249
16.2.2 分布式事务249
16.2.3 CAP定理250
16.2.4 BASE理论251
16.2.5 两阶段提交（2PC）252
16.2.6 补偿事务（TCC）252
16.2.7 后置提交254
16.2.8 本地消息表（异步确保）255
16.3 分布式缓存架构256
16.3.1 Memcache与Redis256
16.3.2 进程内缓存257
16.3.3 Redis单节点安装259
16.3.4 Redis持久化策略260
16.3.5 Redis主从复制模式263
16.3.6 Redis哨兵模式266
16.3.7 Redis哨兵模式安装部署271
16.3.8 Redis集群模式277
16.3.9 Redis集群环境搭建280
16.3.10 Redis缓存穿透和雪崩288
16.4 微服务解耦294
16.4.1 服务解耦概述294
16.4.2 Kafka介绍295
16.4.3 Kafka安装299
16.4.4 Kafka搭建集群环境300
16.4.5 Kafka Manager的安装301
16.4.6 Kafka常用命令301
16.4.7 Spring Boot集成Kafka311
16.5 分布式服务Session315
16.5.1 Session与Cookie315
16.5.2 Session一致性问题315
16.5.3 Session同步316
7章 分布式微服务测试318
17.1 分布式微服务测试318
17.1.1 微服务测试概述318
17.1.2 微服务测试319
17.2 Spring Boot单元测试321
17.3 Mockito/PowerMockito测试框架323
17.3.1 Mockito概述323
17.3.2 Mockito简单实例324
17.3.3 PowerMock概述327
17.3.4 PowerMockito简单实例327
17.4 H2内存型数据库330
17.4.1 H2概述330
17.4.2 Spring Boot集成H2330
17.5 REST API测试333
17.5.1 Postman概述333
17.5.2 Postman简单使用333
17.6 性能测试336
17.6.1 ab概述336
17.6.2 ab测试336
17.6.3 其他性能测试工具338
8章 分布式微服务架构经典案例341
18.1 微服务架构案例341
18.1.1 微服务架构概述341
18.1.2 微服务架构平台选择342
18.1.3 微服务接口类型342
18.2 分布式服务框架Dubbo343
18.2.1 Dubbo概述343
18.2.2 Dubbo原理344
18.3 Spring Boot + Spring Cloud解决方案345
18.3.1 Spring Boot概述345
18.3.2 Spring Cloud概述345
18.3.3 微服务、Spring Boot、Spring Cloud的关系347
18.3.4 Spring Cloud与Dubbo的优劣347
18.4 Spring Boot + Kubernetes + Docker解决方案348
18.4.1 Docker概述348
18.4.2 Kubernetes概述349
18.4.3 Kubernetes的基本概念349
18.4.4 Kubernetes的使用351
18.4.5 Kubernetes的架构356
18.4.6 Kubernetes集群监控359
18.4.7 Kubernetes集群日志管理359
18.4.8 Kubernetes解决方案359
参考文献361
内容摘要
随着互联网技术的发展，系统架构由单体架构、垂直MVC架构、SOA服务化、分布式服务演变到分布式微服务架构，这是互联网企业架构的必经之路。分布式微服务架构涵盖的技术面广，知识点多。本书旨在让更多计算机从业者熟悉一个完整的分布式微服务架构所涉及的基础概念、涵盖的技术以及实战开发。
本书蕴含的知识体系甚广，~2章主要讲解架构是如何向前演化发展的以及阅读本书之前需要准备的环境。第3~5章主要讲解服务之间的RPC调用、通信协议等。第6~7章主要讲解服务路由以及服务注册中心的原理和实践。第8章主要讲解服务调用。第9章主要讲解服务容器化以及如何部署和发布服务。0~11章主要讲解服务限流、降级、容错以及熔断等技术。2~13章主要讲解如何搭建服务日志和监控体系。5章主要讲解配置中心的原理以及如何搭建配置中心。6章主要讲解分布式数据库、分布式缓存、分布式事务、分布式Session以及服务如何通过Kafka解耦。7章主要讲解微服务如何测试。8章主要讲解目前主流的分布式微服务架构案例。
本书适用于所有Java编程语言开发人员、分布式微服务架构爱好者以及计算机专业的学生等。
主编推荐
"本书是一本关于分布式服务架构的专著，采用Intellij IDEA近期新版本进行概念讲解与代码开发。
分布式服务架构是大型互联网公司采用的架构。本书依托工作实践，结合大量案例多方面剖析了分布式服务框架的设计原则和原理，涵盖服务架构演进、服务注册、服务路由、服务治理、服务限流、服务降级与容错等内容；同时，对基于Docker部署微服务和基于微服务架构开发、部署及运维业务系统进行了详细的论述。
本书注重理论与实战相结合，涵盖分布式服务架构开发中常用的知识点，内容详尽，代码可读性及可操作性强。在概念讲解上尽可能通俗易懂，避免艰深。在内容编排上，力图使各章节有机结合起来，给读者一个完整的分布式服务的架构蓝图。
本书主要面向架构师、设计师、软件开发工程师、测试开发工程师以及对互联网分布式架构感兴趣的相关人士阅读。
"
精彩内容
微服务是一种分布式系统架构，是近年来备受关注的话题。它是大型互联网公司系统架构发展到一定程度的产物。它建议我们将业务切分为更加细粒度的服务，并使每个服务的职责单一且可独立部署，服务内部高内聚，服务之间低耦合，彼此相互隔离。分布式微服务架构在大型互联网公司是一把利剑，但并非适合所有企业，比如传统IT企业。因为分布式微服务架构对技术要求高，需要我们有一个自动化部署系统、分布式微服务日志中心以及完善的服务监控和告警平台，对公司的运维人员要求更高，需要投入更多的人力和物力，只有大公司或者一流的技术团队才能真正玩得起微服务架构。所以，我们不能为了微服务而去微服务，需要根据企业自身的情况选择适合自己公司的系统架构。
本书是一本理论和实践相结合的图书，将非常完善地介绍分布式微服务所涵盖的方方面面的知识，并通过大量生动形象的原理图以及实战案例加深读者对微服务架构的理解，相信读者必会受益匪浅。
让我们开始分布式微服务架构的探险之旅吧！
本书结构
本书共18章，以下是各章节的内容概要。
章主要介绍系统架构的发展历程和架构演变：单体架构、垂直MVC架构、SOA面向服务架构、分布式系统架构、分布式微服务架构。
第2章主要介绍开始学习分布式微服务架构之前的环境准备，包括JDK安装、Intellij IDEA安装、Maven安装、快速搭建Spring Boot项目以及Spring Boot核心功能及生产级特性。
第3章主要介绍微服务之间如何通过RPC相互调用、RPC核心组件、RPC调用过程、RPC框架的性能以及目前流行的RPC框架等。
第4章主要介绍微服务之间调用时，数据如何进行序列化与反序列化，以及目前主流的序列化框架和实战。
第5章主要介绍回顾Java网络通信，包括传统BIO编程、伪异步I/O编程、NIO编程，介绍目前非常流行的通信框架Netty，以及如何通过Netty开发具体实例。最后，介绍分布式服务框架使用的私有协议和公有协议，设计自定义私有协议需要注意的问题。
第6章主要介绍微服务路由、服务信息存放方式、负载均衡的实现以及负载均衡算法。
第7章主要介绍微服务注册中心的概念、ZooKeeper的概念、ZooKeeper的原理、ZooKeeper的安装、ZooKeeper搭建集群环境、命令行客户端ZkClient以及ZooKeeper实现服务注册与发现。
第8章主要介绍服务调用的方式：同步调用、异步调用、并行调用、泛化调用等。
第9章主要回顾Docker容器化技术，包括Docker的基本概念、Docker的架构、Docker的安装、Docker常用命令、Docker构建镜像以及如何通过Docker技术将Spring Boot应用容器化。最后，介绍微服务部署的几种方式：蓝绿部署、滚动发布以及灰度发布/金丝雀部署等。
0章主要介绍服务限流定义、服务限流算法、限流设计以及分级限流。
1章主要介绍服务降级原因、服务降级开关、自动降级、读服务降级、写服务降级、服务容错策略、Hystrix降级与熔断、服务优先级设计等。
2章主要介绍服务版本和服务发布的三种方式：注解方式、XML配置化方式、API调用方式。
3章主要介绍分布式日志、日志类型、日志结构、常用的日志框架以及如何搭建ELK日志中心。
4章主要介绍分布式微服务架构监控，包括：监控价值、监控的完整体系、微服务监控的类型、Spring Boot应用监控、Spring Boot Admin监控系统以及如何集成InfluxDB + cAdvisor + Grafana搭建监控系统等。
5章主要介绍配置中心的演化、配置中心的原理以及如何使用Spring Cloud Config搭建配置中心。
6章主要介绍分布式数据库架构与原理、分布式事务理论、分布式缓存架构与原理、分布式Session架构与原理以及微服务之间的解耦。
7章主要介绍微服务测试，包括：Spring Boot单元测试、Mockito/PowerMockito测试框架、H2内存型数据库、REST API测试以及性能测试等。
8章主要介绍微服务架构案例：分布式微服务框架Dubbo、Spring Boot + Spring Cloud解决方案、Spring Boot + Kubernetes + Docker解决方案等，同时介绍Spring Cloud的概念、Spring Cloud生态、Dubbo的原理、Kubernetes的概念、Kubernetes的原理与使用等。
学习本书的预备知识
Java基础
读者需要掌握J2SE基础知识，这是最基本的，也是最重要的。
Java Web开发技术
在项目实战中需要用到Java Web的相关技术，比如：Spring、Spring MVC、Tomcat等技术。
Spring Boot技术
本书的很多内容都是建立在读者了解Spring Boot的基础上展开的，读者需要对微服务脚手架Spring Boot的基础知识和功能特性有一定的了解。
其他技术
读者需要了解目前主流的技术，比如数据库MySQL、缓存Redis、消息中间件Kafka、容器技术Docker等。
本书使用的软件版本
本书项目实战开发环境为：
?操作系统Mac Pro
?开发工具Intellij IDEA 2018.1
?JDK使用1.8版本以上
?Spring Boot最新版2.1.4.RELEASE
?其他主流技术基本使用最新版本
读者对象
?使用Java技术体系的中、不错开发人员
?系统架构师
?系统运维人员
?对分布式微服务架构感兴趣的所有开发人员
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致谢
本书能够顺利出版，首先感谢清华大学出版社的王金柱老师及背后的团队对本书的辛勤付出，这是我第四次和王金柱老师合作，每次合作都能让我感到轻松和快乐，也让我体会到写作是一件快乐的事情，我很享受这个过程。
感谢厦门美图之家科技有限公司，书中很多的知识点和项目实战经验都来源于贵公司，如果没有贵公司提供的实战案例，这本书就不可能问世。感谢主管黄及峰，导师阮龙生和吴超群，同事张汉铮、兰可成、彭阳坤、黄灿槟、王怀宗、许巡枝、吴旭星，项目管理张春宇等在学习和生活上对我的照顾。
感谢笔者的女朋友郭雅苹，感谢她一路不离不弃地陪伴和督促，感谢她对我工作的理解和支持，感谢她对我生活无微不至的照顾，使我没有后顾之忧，全身心投入本书的写作中。
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