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《大型网站系统与java中间件实践》读书笔记

分类: 文章 • 2023-12-01 07:45:15

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书籍还算不错，把分布式系统各种可能的问题都细致地分析一遍，并给出几种解决方法和最佳的方案，这一点值得肯定。分布式系统最怕的问题就是一致性问题，很多章节都是围绕这个问题去阐述的，给出各种环节/节点可能出现不一致的原因，并给出解决方法。

第1章 分布式系统介绍

初识分布式系统

  1. 分布式系统的定义：A distributed system is one in which Components located at networked computers communicate and coordinate their actions only by passing messages.
  2. 分布式系统的意义
    分布式系统出现的原因：升级单机处理能力的性价比越来越低；单机处理能力存在瓶颈；处于稳定性和可用性的考虑。

分布式系统的基础知识

  1. 组成计算机的要素：输入，输出，运算器，控制器和存储器；
  2. 线程与进程的执行模式：阿姆达尔定律；互不通信的多线程模式，基于共享容器协同的多线程模式，通过事件协同的多线程模式，多进程模式；
  3. 网络通信基础知识：OSI七层模型，TCP/IP模型；网络IO实现方式，BIO阻塞，NIO，基于事件驱动思想，Reactor模式，AIO异步IO，Proactor模式
  4. 如何把应用从单机扩展到分布式：5要素的变化
  5. 分布式系统的难点

第2章 大型网站及其架构演进过程

什么是大型网站：
海量数据、高并发访问量、本身业务的系统的复杂度；

大型网站的架构演进

  1. 用Java技术和单机来构建的网站
  2. 从一个单机的交易网站说起
  3. 单机负载告警，数据库与应用分离
  4. 应用服务器负载告警，如何让应用服务器走向集群
  5. 数据读压力变大，读写分离吧
  6. 弥补关系型数据库的不足，引入分布式存储系统（分布式文件系统、分布式KV系统和分布式数据库）
  7. 读写分离后，数据库又遇到瓶颈：垂直拆分和水平拆分；读写分离解决读压力大的问题，水平拆分解决数据量大或者更新量大的问题；垂直拆分带来的问题：原来单机中跨业务的事务，解决方法：1. 使用分布式事务，性能下降；2. 去掉事务或者不追求强事务支持；水平拆分带来的问题：SQL路由、主键处理、多个数据库源取数据，分页排序处理；
  8. 数据库问题解决后，应用面对的新挑战
  9. 初识消息中间件

增加应用服务器后需要解决的问题：
终端用户对多个应用服务器访问的选择问题；解决方法：DNS、负载均衡
Session问题；解决方法：Session sticky，Session replication，Session数据集中存储（引入网络操作），cookie based（问题：cookie长度限制、安全性、带宽消耗、性能影响，不推荐）；

读写分离带来的问题：数据复制、应用对数据源的选择问题；
搜索引擎实际上是一个读库，构建搜索用的索引就是一个数据复制的过程。搜索系统构建索引的两个维度：全量/增量；实时/非实时；实时构建索引对数据源服务器有性能影响；
缓存：数据缓存和页面缓存；Apache ESI模块；

第3章 构建Java中间件

Java中间件的定义

构建Java中间件的基础知识

  1. 跨平台的Java运行环境——JVM
  2. 垃圾回收与内存堆布局
  3. Java并发编程的类、接口和方法
  4. 动态代理
  5. 反射
  6. 网络通信实现选择

Java并发编程的类、接口和方法
线程池、synchronized、ReentrantLock（公平锁和非公平锁，公平锁的好处是等待锁的线程不会饿死）、volatile、Atomics、wait/notify/notifyAll（对这个三个方法的调用都必须是在对象的synchronized块中）、CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore、Exchanger、Future/FutureTask、并发容器（copyOnWrite & Concurrent）；

分布式系统中的Java中间件

第4章 服务框架

网站功能持续丰富后的困境与应对

服务框架的设计与实现

  1. 应用从集中式走向分布式所遇到的问题
  2. 透过示例看服务框架原型
  3. 服务调用端的设计与实现
  4. 服务提供端的设计与实现
  5. 服务升级

实战中的优化

为服务化护航的服务治理

服务框架与ESB的对比

总结

第5章 数据访问层

数据库从单机到分布式的挑战和应对

  1. 从应用使用单机数据库开始
  2. 数据库垂直/水平拆分的困难
  3. 单机变为多机后，事务如何处理
  4. 多机的Sequence问题与处理
  5. 应对多机的数据查询

数据访问层的设计与实现

  1. 如何对外提供数据访问层的功能
  2. 按照数据层流程的顺序看数据层设计
  3. 独立部署的数据访问层实现方式
  4. 读写分离的挑战和应对

第6章 消息中间件

消息中间件的价值

  1. 消息中间件的定义
  2. 透过示例看消息中间件对应用的解耦
    通过服务调用让其他系统感知事件发生的方式
    通过引入消息中间件解耦服务调用

互联网时代的消息中间件

  1. 如何解决消息发送一致性
  2. 如何解决消息中间件与使用者的强依赖问题
  3. 消息模型对消息接收的影响
  4. 消息订阅者订阅消息的方式
  5. 保证消息可靠性的做法
  6. 订阅者视角的消息重复的产生和应对
  7. 消息投递的其他属性支持
  8. 保证顺序的消息队列的设计
  9. Push和Pull方式的对比

消息中间件的核心特点功能：应用之间的解耦以及操作的异步，其实是：消息的顺序保证、扩展性、可靠性、业务操作与消息发送一致性，以 及多集群订阅者等；

第7章 软负载中心与集中配置管理

初识软负载中心
两个最基础的职责：聚合地址信息；生命周期感知；

软负载中心的结构
两部分：服务端和客户端；
内部三类重要数据：聚合数据，订阅关系，连接信息；

内容聚合功能的设计
主要工作：保证数据正确性，高效聚合数据；
注意问题：并发下的数据正确性保证；数据更新、删除的顺序保证；大量数据同时插入/更新时的性能保证；

解决服务上下线的感知

软负载中心的数据分发的特点和设计

  1. 数据分发与消息订阅的区别
  2. 提升数据分发性能需要注意的问题

针对服务化的特性支持

  1. 软负载数据分组
  2. 提供自动感知以外的上下线开关
  3. 维护管理路由规则

从单机到集群

  1. 数据统一管理方案
  2. 数据对等管理方案

集中配置管理中心

  1. 客户端实现和容灾策略
  2. 服务端实现和容灾策略
  3. 数据库策略

第8章 构建大型网站的其他要素

  1. 加速静态内容访问速度的CDN
  2. 大型网站的存储支持
  3. 分布式文件系统
  4. NoSQL
  5. 缓存系统
  6. 搜索系统
  7. 爬虫问题
  8. 倒排索引
  9. 查询预处理
  10. 相关度计算
  11. 数据计算支撑
  12. 发布系统
  13. 应用监控系统
  14. 依赖管理系统
  15. 多机房问题分析
  16. 系统容量规划
  17. 内部私有云
    《大型网站系统与java中间件实践》读书笔记
    引入CDN后浏览器访问网站的流程
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