从零开始学架构:照着做,你也能成为架构师
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从零开始学架构:照着做,你也能成为架构师

李运华 (作者) 

  • 书  号:978-7-121-34791-7
  • 出版日期:2018-09-21
  • 页  数:324
  • 开  本:16(185*235)
  • 出版状态:上市销售
纸质版 ¥99.00

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本书的内容主要包含以下几部分:
1) 架构设计基础,包括架构设计相关概念、历史、原则、基本方法,让架构设计不再神秘;
2) 架构设计流程,通过一个虚拟的案例,描述了一个通用的架构设计流程,让架构设计不再依赖天才的创作,而是有章可循;
3) 架构设计专题:包括高性能架构设计、高可用架构设计、可扩展架构设计,这些模式可以直接参考和应用;
4) 架构设计实战,包括重构、开源方案引入、架构发展路径、互联网架构模板等
自成一派的架构设计方法论,教你体系化的架构设计技能




“业界A公司的架构是X,B公司的方案是Y,两个差别比较大,该参考哪一个呢?”
“架构设计要考虑高性能、高可用、高扩展……这么多高XX,全部设计完成估计要1个月,但老大只给了1周!怎么办?”
“淘宝的架构是这么做的,我们也要这么做!”
“Docker和Kubernetes现在很流行,我们的架构应该充分应用进来!”

这些对不对?怎样做才是对的?架构师往往挣扎于诸如此类的问题之中,在理性和非理性之间举棋不定、焦虑彷徨。
互联网发展到今天,软件系统早就不是一个万行代码加上一台服务器这样“过家家”的游戏。BAT的服务器规模已经达到甚至超过百万级。传统企业向互联网的靠拢,势不可挡。
优秀的软件系统架构师就像大海航船舵手,指引着软件前进的方向,让企业在激烈的竞争中拔得头筹(而不是拖后腿)的同时,在企业内部尊享荣光。
只有兼具技术的深度和广度,并能克服人性弱点的资深IT从业者,才有机会成为一个优秀的架构师(高薪也是水到渠成的事情)。优秀的架构师是公司的福音,反之就是公司的灾难。如果坏的种子已经埋下,那么“爆雷”是一定的,何时“爆”反而不确定。
架构即人性,不切实际、追求繁杂、好大喜功的非理性的个人诉求,掺杂于甚至暗暗地主宰着整个理性的软件系统架构设计,这将置企业于危险境地!如果成为“人人喊打”的架构师,岂不叹哉!
那么,怎么扎实地成为一名优秀的、人见人爱的架构师?
毫无疑问,本书将给你提供一个有良心的参考答案—如果你也饱受似懂非懂、雾里看花、管中窥豹及盲人摸象之苦。
本书指出,软件架构是指软件系统的顶层结构,而架构设计的目的是为了解决软件复杂度,并给出了架构设计的三原则及实现方法,高性能、高可用、可扩展架构的各种模式及实战案例。
有了架构设计的指导思想—“解决软件复杂度”,很多抓心挠肺的问题立刻迎刃而解。
“业界A公司的架构是X,B公司的方案是Y,两个差别比较大,该参考哪一个呢?”—理解每个架构方案背后所需要解决的复杂点,然后才能对比自己的业务复杂点,参考复杂点相似的方案。
“架构设计要考虑高性能、高可用、高扩展……这么多高XX,全部设计完成估计要1个月,但老大只给了1周时间。”—架构设计并不是要面面俱到,不需要每个架构都具备高性能、高可用、高扩展等特点,而是要识别出复杂点,然后有针对性地解决问题。
“淘宝的架构是这么做的,我们也要这么做!”—淘宝的架构是为了解决淘宝业务的复杂度而设计的,淘宝的业务复杂度并不就是我们的业务复杂度,绝大多数业务的用户量都不可能有淘宝那么大。
“Docker和Kubernetes 现在很流行,我们的架构应该充分应用进来!”—Docker及其编排工具Kubernetes不是万能的,只是为了解决资源重用和动态分配而设计的,如果我们的系统复杂度根本不在这方面,引入Docker没有什么意义。
本书提出了令人耳目一新的架构设计三原则,即合适原则—合适优于业界领先;简单原则—简单优于复杂;演化原则—演化优于一步到位。这些原则让架构的选型及设计,化繁为简,极具指导性和操作性。
架构从来不是一成不变的,架构也没有一劳永逸。Facebook每隔3~5年就会重新设计一次架构,就像凤凰重生。诚如《三体》所传达的思想,与其维护一个旧世界,不如开创一个新世界。
架构即人性,设计一个符合企业当前情况,又可以演进、不好大喜功的架构,善莫大焉。怎么做?请参阅本书。
我和运华兄从2016年认识以来,合作颇多,并且受益良多。特别是2016年下半年开始,在中国信息通信研究院的指导下,云计算开源产业联盟、高效运维社区及DevOps时代社区联合国内各大BAT及传统企业顶级专家,开始编写国内外第一个DevOps标准(研发运营一体化能力成熟度模型),并请运华兄作为其中“应用架构及设计”模块的核心编写专家,运华兄的专业和认真,使得DevOps标准增色很多。
可喜的是,DevOps标准于2018年6月在工信部正式立项成功,并于2018年7月在联合国ITU(世界上最早的国际标准化组织)立项成功,这也成为我国在IT领域首次对外输出国际标准(不再是CMMI、ITIL、IOS系列这样的标准的被动接受方)。军功章里,也有很多运华兄的功劳。
所以,欣闻运华兄集多年功力而成的大作出版,真是非常开心,相信一定能惠及更多IT从业者。
话说回来,不仅研发同学,每个运维同学都应该学一些架构。成长为一名优秀的架构师,或许也是运维人员延续并拓展其职业生涯的一个好机会。毕竟,架构设计的核心是通过高性能、高可用和高扩展,让软件系统更具有可运维性。
运维的架构师之路,可以考虑从本书开始。

萧田国 DevOps国际标准发起人 高效运维社区发起人




前言


为什么写这本书
每个程序员心中都有一个成为架构师的梦想,梦想是美好的,但道路是曲折的。
我在2006年开始参与架构设计,原本以为学习架构设计就像学习一门编程语言一样,先学习基本的语法,再研究细节和原理,然后实践一下就能够快速掌握。但真正实践后才发现,架构设计的难度和复杂度要高很多。从最早开始接触架构设计,到自我感觉初步完整掌握架构设计,至少花费了6年时间。等到自我感觉彻底掌握架构设计的精髓,至少花费了8年时间(当然,在这个过程中我不是一直在做架构设计)。
我曾经以为是自己天资愚笨才会这样,后来我带了团队,看到几乎每个程序员在尝试架构设计的时候,都面临着我遇到过的各种困惑和瓶颈。特别是我作为职业等级晋升评委的时候,发现很多同学技术能力很强,业务也不错,但却卡在了架构设计这部分。我意识到这应该不是个人天资的问题,而是架构设计本身的一些特性导致的。
我总结了几个架构设计相关的特性。
1. 架构设计的思维和程序设计的思维差异很大。
架构设计的关键思维是判断和取舍,程序设计的关键思维是逻辑和实现。很多程序员在转变为架构师后,很难一开始就意识到这个差异,还是按照写代码的方式去思考架构,这样会导致很多困惑。
2. 架构设计没有体系化的培训和训练机制。
大学的课程几乎没有架构设计相关的课程,架构设计的书籍更多也只是关注某个架构设计点,没有体系化的架构设计书籍,导致程序员在学习上没有明确的指导,只能自己慢慢摸索,效率低,容易踩坑。
3. 程序员对架构设计的理解存在很多误区。
例如,要成为架构师必须要有很强的技术天分;架构师必须有很强的创造力;架构设计必须要高大上才能体现架构师能力;架构一定要具备高可用、高性能……这些似是而非的误区让很多技术人员望而生畏,还没尝试就已经放弃了。
得益于移动互联网技术的快速发展,我有很多机会直接参与架构设计,这些架构背后的业务形形色色,包括社交、电商、游戏、中间件、内部运营系统;用到的技术栈差异也比较大,包括PHP、Java、C++等。虽然每次架构设计对我来说都是一个新的挑战,但正好也提供了非常好的机会,让我亲身体验不同的架构设计。在这个过程中,我不断学习、思考、实践、总结、改进、交流,逐步形成了自己的一套架构设计方法论。
有了这套方法论后,首先,我在做架构设计的时候游刃有余,不管什么样的业务,不管什么样的技术,按照这套方法论都能够设计出优秀的架构,在职业等级面评的时候,就算我之前从来没有接触过对方的业务,也能快速理解对方描述的架构和发现其中做得好或不好的地方;其次,在指导其他同事的时候思路很清晰,容易理解,效果明显。原来对架构设计比较迷茫的同学,通过几次结合案例进行方法论培训,都能够很快地掌握这套方法论并在实践中应用。甚至有很多其他业务线的同学,遇到架构设计的困惑,也来找我交流和指导,按照这套架构设计方法论的指导,能够较快地理清架构设计的思路。
本书的主要出发点就是将这套架构设计方法论分享给更多热爱技术、有架构师梦想的技术人员,降低架构学习的成本,减少架构学习过程中走的弯路,助力大家更快地实现自己的架构师梦想。
本书内容已经在“极客时间”App上开设了“从0开始学架构”的专栏,订阅人数已经超过25000人,成为“极客时间”最受欢迎的专栏,能够得到这么多技术朋友的信任,相信书中的内容一定会让你有所收获。
本书的主要内容
本书涵盖了我的整套架构设计方法论和架构实践,主要包括以下内容。
? 架构基础:先介绍架构设计的本质、历史背景和目的,然后从复杂度来源,以及架构设计的原则和流程来详细介绍架构基础。
? 高性能架构模式:从存储高性能、计算高性能方面介绍几种设计方案的典型特征和应用场景。
? 高可用架构模式:介绍CAP原理、FMEA分析方法,分析常见的高可用存储架构和高可用计算架构,并给出一些设计方法和技巧。
? 可扩展架构模式:介绍可扩展模式及其基本思想,分析一些常见架构模式。
? 架构实战:将理论和案例结合,落地前面提到的架构原则、架构流程和架构模式。
本书适合的对象
? 有一定的编程基础的软件开发工程师。
? 对架构设计有兴趣的技术人员。例如,测试、运维等岗位的人员。
? 有初步的架构设计经验,但需要继续提升的技术人员。
勘误与支持
因个人水平有限,且架构设计整体涵盖的技术范围很广,技术深度很深,书中难免有不足之处,还望读者批评指正。如果你对本书有比较好的建议或对书中内容有所疑惑,可与我联系。
Email:yunhua_lee@163.com
致谢
首先感谢王行云、胡晏秋、陈俊良、张怡炘等同事对本书的勘误和审核,帮助完善了本书的很多细节和内容。
其次感谢家人的支持,在写书的过程中父母、妻子承担了家庭的重任,让我能够安心写作。
特别感谢陈晓猛编辑,本书在他不断督促下才最终写完初稿,后期他耐心地指导、审稿、修改,最终才有了本书的诞生。
特别感谢极客时间架构专栏团队郭蕾、何潇、周君凤等负责人,打造了一个非常成功的架构专栏,他们的高要求也让整体内容更加完善、更加优质。
特别感谢高效运维创始人萧田国、特赞科技CTO黄勇、腾讯云高级总监熊普江、贝壳金服 2B2C CTO史海峰、资深技术专家于君泽(右军)、21CTO社区创始人杜江(洛逸)几位专家对本书的推荐。


目录

目录
第1部分 概念和基础
第1章 架构基础
1.1 “架构”到底指什么
1.1.1 系统与子系统
1.1.2 模块与组件
1.1.3 框架与架构
1.1.4 重新定义架构
1.2 架构设计的目的
1.2.1 架构设计的误区
1.2.2 以史为鉴
1.2.3 架构设计的真正目的
1.3 复杂度来源
1.3.1 高性能
1.3.2 高可用
1.3.3 可扩展性
1.3.4 低成本
1.3.5 安全
1.3.6 规模
1.4 本章小结
第2章 架构设计原则
2.1 合适原则
2.2 简单原则
2.3 演化原则
2.4 本章小结
第3章 架构设计流程
3.1 有的放矢—识别复杂度
3.2 按图索骥—设计备选方案
3.3 深思熟虑—评估和选择备选方案
3.3.1 业务背景
3.3.2 备选方案设计
3.3.3 备选方案360度环评
3.4 精雕细琢—详细方案设计
3.5 本章小结
第2部分 高性能架构模式
第4章 存储高性能
4.1 关系数据库
4.1.1 读写分离
4.1.2 分库分表
4.1.3 实现方法
4.2 NoSQL
4.2.1 K-V存储
4.2.2 文档数据库
4.2.3 列式数据库
4.2.4 全文搜索引擎
4.3 缓存
4.3.1 缓存穿透
4.3.2 缓存雪崩
4.3.3 缓存热点
4.4 本章小结
第5章 计算高性能
5.1 单服务器高性能
5.1.1 PPC
5.1.2 prefork
5.1.3 TPC
5.1.4 prethread
5.1.5 Reactor
5.1.6 Proactor
5.2 集群高性能
5.2.1 负载均衡分类
5.2.2 负载均衡架构
5.2.3 负载均衡的算法
5.3 本章小结
第3部分 高可用架构模式
第6章 CAP
6.1 CAP理论
6.1.1 一致性(Consistency)
6.1.2 可用性
6.1.3 分区容忍性(Partition Tolerance)
6.2 CAP应用
6.2.1 CP—Consistency/Partition Tolerance
6.2.2 AP—Availability/Partition Tolerance
6.3 CAP细节
6.4 ACID、BASE
6.4.1 ACID
6.4.2 BASE
6.5 本章小结
第7章 FMEA
7.1 FMEA介绍
7.2 FMEA方法
7.3 FMEA实战
7.4 本章小结
第8章 存储高可用
8.1 主备复制
8.1.1 基本实现
8.1.2 优缺点分析
8.2 主从复制
8.2.1 基本实现
8.2.2 优缺点分析
8.3 主备倒换与主从倒换
8.3.1 设计关键
8.3.2 常见架构
8.4 主主复制
8.5 数据集群
8.5.1 数据集中集群
8.5.2 数据分散集群
8.5.3 分布式事务算法
8.5.4 分布式一致性算法
8.6 数据分区
8.6.1 数据量
8.6.2 分区规则
8.6.3 复制规则
8.7 本章小结
第9章 计算高可用
9.1 主备
9.2 主从
9.3 对称集群
9.4 非对称集群
9.5 本章小结
第10章 业务高可用
10.1 异地多活
10.1.1 异地多活架构
10.1.2 异地多活设计技巧
10.1.3 异地多活设计步骤
10.2 接口级的故障应对方案
10.2.1 降级
10.2.2 熔断
10.2.3 限流
10.2.4 排队
10.3 本章小结
第4部分 可扩展架构模式
第11章 可扩展模式
11.1 可扩展概述
11.2 可扩展的基本思想
11.3 可扩展方式
11.4 本章小结
第12章 分层架构
12.1 分层架构类型
12.2 分层架构详解
12.3 本章小结
第13章 SOA架构
13.1 SOA历史
13.2 SOA详解
13.3 本章小结
第14章 微服务
14.1 微服务历史
14.2 微服务与SOA的关系
14.3 微服务的陷阱
14.4 微服务最佳实践
14.4.1 服务粒度
14.4.2 拆分方法
14.4.3 基础设施
14.5 本章小结
第15章 微内核架构
15.1 基本概念
15.2 设计关键点
15.3 OSGi架构简析
15.4 规则引擎架构简析
15.5 本章小结
第5部分 架构实战
第16章 消息队列设计实战
16.1 需求
16.2 设计流程
16.2.1 识别复杂度
16.2.2 设计备选方案
16.2.3 评估和选择备选方案
16.2.4 细化方案
16.3 本章小结
第17章 互联网架构演进
17.1 技术演进
17.1.1 技术演进的动力
17.1.2 淘宝
17.1.3 手机QQ
17.1.4 微信
17.2 技术演进的模式
17.3 互联网业务发展
17.3.1 业务复杂性
17.3.2 用户规模
17.3.3 量变到质变
17.4 本章小结
第18章 互联网架构模板
18.1 总体结构
18.2 存储层技术
18.2.1 SQL
18.2.2 NoSQL
18.2.3 小文件存储
18.2.4 大文件存储
18.3 开发层技术
18.3.1 开发框架
18.3.2 Web服务器
18.3.3 容器
18.4 服务层技术
18.4.1 配置中心
18.4.2 服务中心
18.4.3 消息队列
18.5 网络层技术
18.5.1 负载均衡
18.5.2 CDN
18.5.3 多机房
18.5.4 多中心
18.6 用户层技术
18.6.1 用户管理
18.6.2 消息推送
18.6.3 存储云与图片云
18.7 业务层技术
18.8 平台技术
18.8.1 运维平台
18.8.2 测试平台
18.8.3 数据平台
18.8.4 管理平台
18.9 本章小结
第19章 架构重构
19.1 有的放矢
19.2 合纵连横
19.2.1 合纵
19.2.2 连横
19.3 运筹帷幄
19.4 文武双全—项目管理+技术能力
19.5 本章小结
第20章 开源系统
20.1 选:如何选择一个开源项目
20.1.1 聚焦是否满足业务
20.1.2 聚焦是否成熟
20.1.3 聚焦运维能力
20.2 用:如何使用开源方案
20.2.1 深入研究,仔细测试
20.2.2 小心应用,灰度发布
20.2.3 做好应急,以防万一
20.3 改:如何基于开源项目做二次开发
20.3.1 保持纯洁,加以包装
20.3.2 发明你要的轮子
20.4 本章小结

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