Principles of Distributed Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Higashino, Teruo

出品人:

页数:458

译者:

出版时间:2005-9

价格:678.00元

装帧:

isbn号码:9783540273240

丛书系列:

图书标签:

• 分布式系统
• 并发
• 容错
• 一致性
• CAP理论
• 云计算
• 微服务
• 消息队列
• 数据库
• 操作系统

系统构建之道：可靠、可伸缩与一致性的内在逻辑 在信息爆炸与互联互通日益深入的今天，我们构建的系统早已超越了单机时代的束缚，走向了更加复杂、庞大且动态的分布式形态。从支撑全球社交网络的海量用户到驱动金融交易的实时处理，从云端计算的弹性扩展到物联网设备的泛在连接，分布式系统的身影无处不在。然而，支撑这些壮丽图景的背后，是一系列深刻的技术挑战和精巧的设计思想。本书旨在揭示分布式系统设计的核心原则，深入剖析其内在逻辑，帮助读者理解如何构建出既能应对海量请求，又能保障服务可靠性，并能在不断变化的环境中保持一致性的强大系统。 本书并非对某个特定分布式技术的堆砌，而是聚焦于那些贯穿于所有分布式系统之中的普适性原理与范式。我们将首先回溯计算的基石，理解为什么分布式系统成为必然，以及其带来的 fundamental 挑战：通信延迟、节点故障、并发与协调。这些看似简单的挑战，却构成了分布式系统设计中最根本的难题。想象一下，当两个计算节点相隔千山万水，它们之间传递信息需要时间，而且任何一个节点都可能随时“离线”，此时如何确保它们协同工作，完成一项共同的任务？这正是分布式系统需要解决的核心问题。 在充分认识到问题的本质后，我们将进入分布式系统设计的核心议题：一致性模型。一致性是分布式系统中最具挑战性和争议性的概念之一。在多个副本之间，如何保证数据视图的统一？本书将细致阐述从强一致性到最终一致性等一系列模型，并通过具体场景分析，揭示不同一致性模型之间的权衡与取舍。例如，在银行转账场景中，我们期望看到的永远是账户余额的最新状态，这需要极强的一致性保障；而在社交媒体的点赞计数器中，即使稍有延迟，用户也能接受，这时对一致性的要求就可以相对宽松。理解这些模型，以及它们在CAP定理（一致性、可用性、分区容忍性）框架下的限制，是构建可靠分布式系统的关键。我们将深入探讨 Paxos、Raft 等经典的共识算法，它们是实现强一致性的基石，理解其工作原理，就如同掌握了分布式系统中“达成一致”的密钥。 除了数据的一致性，可用性也是分布式系统不可或缺的属性。系统需要能够持续地提供服务，即使部分节点出现故障。本书将深入探讨故障检测、容错机制以及冗余策略。我们不回避现实世界中节点崩溃、网络中断的常态，而是学习如何设计能够优雅地处理这些异常情况的系统。这包括对“活锁”、“死锁”等并发问题的深入分析，以及如何通过超时、重试、幂等性设计等手段来增强系统的鲁棒性。我们将探讨服务发现、负载均衡等关键技术，它们是实现高可用性和弹性扩展的利器，让系统能够根据负载的变化自动调整资源，保证服务的流畅运行。 可伸缩性是分布式系统应对海量数据和用户增长的必然要求。本书将深入研究水平扩展与垂直扩展的差异，以及如何通过数据分片、分布式缓存、消息队列等技术手段，将庞大的计算和存储任务分解到多个节点上，从而实现理论上的无限扩展。我们将分析不同分片策略（如哈希分片、范围分片）的优劣，以及它们如何影响系统的性能和可用性。同时，我们将探讨分布式事务的复杂性，以及 ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）原则在分布式环境下的实现挑战，并介绍 Saga、两阶段提交（2PC）等分布式事务解决方案。 在深入探讨了数据和计算层面的挑战之后，本书还将触及分布式系统的监控与管理。一个庞大复杂的分布式系统，如同一个精密的城市，需要有效的“交通管制”和“城市管理”。我们将讨论如何设计有效的日志系统、分布式追踪系统，以及度量指标收集系统，以便能够全面了解系统的运行状态，及时发现并诊断潜在问题。对性能瓶颈的识别、故障的根源追溯，都离不开强大的监控能力。 此外，本书还关注分布式系统的安全问题。随着系统规模的扩大和网络连接的增加，安全漏洞的风险也随之增加。我们将探讨分布式身份验证、授权、数据加密以及如何防范常见的网络攻击，确保用户数据和系统本身的安全性。 本书的叙述方式将注重逻辑的严谨性和思想的深度。我们不会停留在“是什么”的层面，而是深入“为什么”和“如何做”，通过大量的概念阐释、场景分析和算法剖析，引导读者逐步建立起对分布式系统设计的系统性认知。篇幅允许的情况下，我们会穿插一些经典的分布式系统设计案例，通过对这些真实世界中成功（或失败）的设计进行剖析，来加深读者对理论知识的理解和应用。 本书的读者群包括但不限于：希望深入理解现代软件架构的软件工程师、架构师、技术领导者，以及对分布式系统原理感兴趣的计算机科学专业学生。无论您是初次接触分布式系统，还是已有相关经验，本书都将为您提供一套清晰、深刻的学习路径，帮助您掌握构建可靠、可伸缩、一致性强的分布式系统的核心能力，从而在日新月异的技术浪潮中，自信地设计和实现面向未来的复杂系统。最终，本书旨在成为您探索分布式系统世界的一份有力向导，助您驾驭其复杂性，释放其强大潜能。

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