Testing of Software and Communicating Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Suzuki, Kenji (EDT)/ Higashino, Teruo (EDT)/ Ulrich, Andreas (EDT)/ Hasegawa, Toru (EDT)

出品人:

页数:303

译者:

出版时间:2008-7-7

价格:USD 109.00

装帧:Paperback

isbn号码:9783540685142

丛书系列:

图书标签:

• 软件测试
• 通信系统
• 测试方法
• 软件质量
• 可靠性
• 通信协议
• 测试工具
• 系统测试
• 集成测试
• 软件工程

软件系统架构与性能优化实践指南 本书聚焦于现代软件系统在设计、开发、部署和运维全生命周期中的核心挑战与前沿解决方案。 深入剖析构建高可用、高性能、可扩展性强的复杂系统的理论基础、工程实践与工具链选择。本书旨在为资深软件工程师、系统架构师以及技术管理者提供一套系统化、可操作的知识体系，以应对当前快速迭代和高并发带来的技术瓶颈。 第一部分：现代软件架构范式与选型 本部分将从宏观视角审视主流的软件架构风格，并探讨在不同业务场景下进行架构选型的决策依据。 第一章：从单体到分布式：架构演进的驱动力与权衡 详细解析单体架构的局限性，特别是在处理大规模并发和团队协作效率上的瓶颈。 深入探讨面向服务的架构（SOA）与微服务架构（MSA）的核心设计原则、边界划分策略（如DDD的应用）以及服务间通信机制（同步/异步）。 重点分析分布式系统引入的复杂性，如分布式事务、数据一致性、服务发现与注册的挑战。提供一套评估现有架构是否需要重构的量化指标体系。 第二章：云原生基础：容器化、编排与服务网格 详述容器技术（如Docker）如何标准化部署环境，并讨论虚拟机与容器在资源利用率和启动速度上的差异。 全面解析Kubernetes（K8s）作为行业事实标准的容器编排平台，涵盖其核心组件（如Pod, Deployment, Service, Ingress）的工作原理。 深入探讨服务网格（Service Mesh，如Istio或Linkerd）在不侵入应用代码的前提下，如何实现流量管理、安全策略（mTLS）和可观测性的集中控制。提供Service Mesh选型和部署的实战步骤。 第三章：数据存储的解耦与多模态策略 探讨关系型数据库（RDBMS）在超大规模下的扩展性限制，并介绍分库分表（Sharding）的设计模式与实现挑战（如全局ID生成）。 全面梳理NoSQL数据库的分类（键值、文档、列式、图数据库）及其适用场景。提供选择特定NoSQL技术栈的决策树。 介绍数据湖（Data Lake）与数据仓库（Data Warehouse）在现代数据平台中的角色，以及Lambda/Kappa架构如何处理批处理与实时流数据。 第二部分：性能工程与系统优化 本部分侧重于如何量化系统性能，识别性能瓶颈，并应用先进的技术手段提升系统的响应速度和吞吐量。 第四章：并发控制与资源调度机制 深入操作系统层面的并发模型，分析线程、进程、协程（Goroutine/Fiber）的上下文切换成本与适用场景。 探讨锁机制（互斥锁、读写锁、自旋锁）的原理及其在多核环境下的性能表现。介绍无锁（Lock-Free）数据结构的工程实现与陷阱。 阐述资源调度策略在微服务集群中的重要性，包括CPU亲和性、内存预留和资源配额管理，以避免“吵闹的邻居”问题。 第五章：高效I/O与网络优化 解析操作系统中I/O模型（如阻塞、非阻塞、Reactor模式）的演进，重点介绍Epoll/Kqueue等异步I/O机制。 针对网络通信，深入分析TCP协议的拥塞控制、慢启动与滑动窗口机制，并讨论如何调优操作系统内核参数（如TCP缓冲区大小）。 讨论现代应用中HTTP/2和HTTP/3（QUIC）协议的性能优势，以及何时应考虑使用gRPC等二进制协议进行内部服务间通信。 第六章：缓存策略的深度应用与一致性维护 区分L1（进程内）、L2（分布式）缓存的适用范围。详述Redis、Memcached等分布式缓存的集群模式（如Sentinel/Cluster）。 深入探讨缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿等常见问题，并提供主动防御策略（如布隆过滤器）。 重点讨论缓存一致性问题，比较“先更新后删除”与“延时双删”等策略的优劣，以及引入本地缓存时如何处理数据同步延迟。 第三部分：韧性设计与可观测性 构建健壮的系统需要设计故障预防机制，并在故障发生时快速定位和恢复的能力。本部分关注系统的弹性设计和监控体系的构建。 第七章：容错设计与故障隔离 详细介绍断路器（Circuit Breaker）、限流器（Rate Limiter）和熔断器（Bulkhead）的设计模式，并结合实际框架（如Hystrix/Resilience4j）进行讲解。 探讨超时与重试策略的艺术：如何设置合理的退避策略（Exponential Backoff）以避免雪崩效应。 分析优雅降级（Graceful Degradation）的实现，确保核心业务在非关键依赖失败时仍能提供基本服务。 第八章：分布式追踪与日志聚合 阐述可观测性（Observability）的三大支柱：Metrics（指标）、Logs（日志）和Traces（追踪）。 深入讲解分布式追踪系统（如Jaeger/Zipkin）如何通过Context Propagation（上下文传播）来可视化请求的完整路径和延迟分布。 介绍日志采集与聚合的最佳实践（ELK/Loki Stack），重点讨论如何设计结构化日志，以提高查询和分析效率。 第九章：性能指标与持续优化循环 定义关键性能指标（KPIs），如延迟的P95/P99、错误率、吞吐量和资源利用率。 讨论如何利用负载测试（Load Testing）和压力测试（Stress Testing）来揭示系统的薄弱环节。 建立DevOps流程中的“持续性能改进”循环，将性能基线纳入CI/CD管道，确保每一次发布都不会引入性能回归。 附录：关键技术选型速查表 包含常用的数据库、消息队列、缓存系统的性能对比表格，以及它们在不同数据模型和一致性需求下的推荐使用场景。

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