框架工程師理解分布式系統(tǒng)與微服務(wù)架構(gòu)目錄01分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)02微服務(wù)架構(gòu)原理03現(xiàn)代架構(gòu)模式實踐04框架工程師的技能提升01分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)020103多個組件分布在網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點上組件之間通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)同工作沒有全局時鐘，只能依賴局部時鐘進行同步定義與特征分布式系統(tǒng)概念客戶端-服務(wù)器架構(gòu)對等網(wǎng)絡(luò)與分布式哈希表事件驅(qū)動與發(fā)布-訂閱模型數(shù)據(jù)復(fù)制與分區(qū)策略客戶端發(fā)起請求，服務(wù)器處理請求并返回結(jié)果適用于中心化的服務(wù)架構(gòu)可擴展性好，但單點故障風險高對等網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點功能對等，無客戶端和服務(wù)器之分分布式哈希表用于在分布式系統(tǒng)中存儲和檢索數(shù)據(jù)容錯性強，但可擴展性相對較差事件驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)事件來觸發(fā)相應(yīng)的處理邏輯發(fā)布-

訂閱模型中，消息的發(fā)送者（發(fā)布者）發(fā)布消息，而無需知道誰會接收（訂閱者）解耦性強，適用于異步通信場景數(shù)據(jù)復(fù)制確保數(shù)據(jù)的可靠性和可用性數(shù)據(jù)分區(qū)將數(shù)據(jù)分布在不同的節(jié)點上以提高處理效率需要權(quán)衡數(shù)據(jù)一致性、可用性和擴展性常見分布式系統(tǒng)模式一致性協(xié)議（如Raft、Paxos）Raft和Paxos是解決分布式系統(tǒng)一致性問題的算法它們通過選舉領(lǐng)導者（Leader）來協(xié)調(diào)節(jié)點之間的操作確保分布式系統(tǒng)中的多個節(jié)點即使在面臨網(wǎng)絡(luò)分區(qū)、消息丟失等不確定性的情況下也能達成一致性分布式鎖與事務(wù)處理分布式鎖確保分布式環(huán)境下的線程安全分布式事務(wù)處理保證跨多個服務(wù)或數(shù)據(jù)庫的事務(wù)一致性需要解決死鎖、冪等性等復(fù)雜問題負載均衡算法負載均衡算法根據(jù)不同策略將請求分發(fā)到多個服務(wù)器目的是提高系統(tǒng)的處理能力，避免單點過載常見的負載均衡算法包括輪詢、最小連接數(shù)等故障檢測與恢復(fù)機制故障檢測用于監(jiān)控分布式系統(tǒng)中的組件健康狀態(tài)恢復(fù)機制在檢測到故障時觸發(fā)，包括重啟服務(wù)、重新部署等確保系統(tǒng)的高可用性和容錯性分布式算法與協(xié)議02微服務(wù)架構(gòu)原理01微服務(wù)概念微服務(wù)是一種將應(yīng)用程序作為一套小服務(wù)的集合來開發(fā)的架構(gòu)風格。每個服務(wù)運行在其獨立的進程中，服務(wù)之間通過輕量級的通信機制（通常是HTTP資源API）進行互聯(lián)。微服務(wù)允許團隊獨立地開發(fā)、部署、擴展和維護服務(wù)。02微服務(wù)與傳統(tǒng)架構(gòu)對比傳統(tǒng)架構(gòu)通常以單體應(yīng)用的形式存在，所有功能和組件打包在一起。微服務(wù)架構(gòu)則是將傳統(tǒng)單體應(yīng)用拆分成多個小服務(wù)，每個服務(wù)負責應(yīng)用的一部分功能。微服務(wù)提供更好的可擴展性、容錯性以及持續(xù)集成和持續(xù)部署的支持。03微服務(wù)的優(yōu)勢與劣勢優(yōu)勢：促進組織敏捷性，支持技術(shù)多樣性，易于持續(xù)交付，便于橫向擴展。劣勢：增加系統(tǒng)復(fù)雜度，服務(wù)間通信成本，需要更精細的資源管理。微服務(wù)架構(gòu)定義01服務(wù)應(yīng)具有明確的職責界限，粒度足夠小以便于獨立部署和升級。服務(wù)之間應(yīng)該有清晰的接口，最小化不必要的依賴。服務(wù)粒度與邊界定義02服務(wù)應(yīng)當能夠獨立部署、升級、擴展和容錯。服務(wù)應(yīng)保持技術(shù)棧和數(shù)據(jù)存儲的獨立性。服務(wù)獨立性原則03每個服務(wù)應(yīng)具備完整的業(yè)務(wù)功能，能夠獨立運行。鼓勵使用組件化思維，重用通用服務(wù)和庫。服務(wù)自治與組件化04服務(wù)發(fā)現(xiàn)機制允許服務(wù)在運行時查找和連接其他服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)透明性確保服務(wù)間的通信不依賴于服務(wù)所在的具體物理位置。服務(wù)發(fā)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)透明性微服務(wù)設(shè)計原則服務(wù)治理與協(xié)調(diào)需要有效的治理策略來管理和協(xié)調(diào)眾多獨立運行的服務(wù)。服務(wù)間相互依賴關(guān)系的動態(tài)性給治理帶來了挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)一致性問題在微服務(wù)架構(gòu)中保持數(shù)據(jù)一致性需要精心設(shè)計分布式事務(wù)和數(shù)據(jù)同步機制。服務(wù)間的數(shù)據(jù)一致性往往需要權(quán)衡性能和可靠性。微服務(wù)部署與監(jiān)控部署需要自動化部署流程支持，以確保服務(wù)的快速和可靠部署。監(jiān)控變得復(fù)雜，需要跨服務(wù)監(jiān)控性能和健康狀況。服務(wù)間通信安全服務(wù)間的通信需要加密和安全策略，保護數(shù)據(jù)傳輸不被截聽和篡改。需要實現(xiàn)細粒度的訪問控制，確保服務(wù)調(diào)用的安全性。微服務(wù)架構(gòu)挑戰(zhàn)PART01PART02服務(wù)框架（如Spring

Cloud、Dubbo）這些框架提供了服務(wù)開發(fā)的基架，如服務(wù)注冊、配置管理和服務(wù)調(diào)用機制。它們支持服務(wù)間通信，負載均衡，斷路器模式等功能。配置管理工具（如Spring

Cloud

Config）配置管理工具使得配置集中化，便于管理和更新。它們支持外部化和動態(tài)配置刷新。服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)（如Eureka、Consul）服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)工具幫助服務(wù)實例在網(wǎng)絡(luò)中被發(fā)現(xiàn)和連接。它們提供健康檢查和故障移除機制。服務(wù)監(jiān)控與鏈路追蹤（如Zipkin、Prometheus）監(jiān)控工具提供對服務(wù)性能和可用性的監(jiān)控。鏈路追蹤幫助追蹤請求在服務(wù)間的流動，用于診斷性能問題。微服務(wù)架構(gòu)工具與框架03現(xiàn)代架構(gòu)模式實踐Docker通過容器化技術(shù)實現(xiàn)了輕量級的應(yīng)用部署。它通過namespace和cgroups提供了隔離性，確保應(yīng)用在不同環(huán)境中的一致性。Docker鏡像允許開發(fā)者預(yù)先構(gòu)建應(yīng)用環(huán)境，簡化部署流程。Docker容器化技術(shù)容器鏡像管理工具如Docker

Hub、Harbor，支持容器鏡像的存儲、分享和自動化構(gòu)建。這些工具提供了鏡像的安全性檢查和合規(guī)性管理。容器鏡像管理Kubernetes是一個開源的容器編排平臺，用于自動化應(yīng)用部署、擴展和管理。使用Kubernetes可以實現(xiàn)自動化容錯和自愈，提高應(yīng)用的可用性。Kubernetes通過Pod概念實現(xiàn)了容器之間的緊密協(xié)作。Kubernetes集群編排容器網(wǎng)絡(luò)提供容器之間的通信機制，如Calico、Flannel等。容器存儲解決方案如Volume和PersistentVolume，提供了持久化和數(shù)據(jù)共享的能力。容器網(wǎng)絡(luò)與存儲容器化與編排技術(shù)02030401服務(wù)網(wǎng)格概念與組件服務(wù)網(wǎng)格負責管理服務(wù)間通信，如Istio、Linkerd等。它包括控制平面和數(shù)據(jù)平面，確保服務(wù)之間通信的安全性和高效性。Istio與LinkerdIstio和Linkerd都是流行的服務(wù)網(wǎng)格解決方案，提供負載均衡、服務(wù)到服務(wù)的認證等功能。Istio更加強調(diào)控制平面管理，而Linkerd則注重性能和輕量級。服務(wù)網(wǎng)格的優(yōu)點與挑戰(zhàn)服務(wù)網(wǎng)格提供了微服務(wù)架構(gòu)下服務(wù)間通信的可靠性保證。但服務(wù)網(wǎng)格也帶來了額外的復(fù)雜性和對性能的影響。服務(wù)網(wǎng)格與微服務(wù)的關(guān)系服務(wù)網(wǎng)格是微服務(wù)架構(gòu)中的一個重要組成部分，用于處理微服務(wù)之間的通信問題。服務(wù)網(wǎng)格技術(shù)FaaS的優(yōu)勢與適用場景函數(shù)編排與觸發(fā)機制AWS

Lambda與Azure

FunctionsFaaS平臺與模型FaaS提供了低成本、易于部署和維護的計算模型。它適用于處理間歇性或周期性的任務(wù)，如數(shù)據(jù)處理、日志分析等。函數(shù)編排涉及將多個函數(shù)組合在一起以構(gòu)建復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程。觸發(fā)機制如API

Gateway、定時器等，負責調(diào)用函數(shù)并傳遞數(shù)據(jù)。AWS

Lambda是市場領(lǐng)先的無服務(wù)器計算服務(wù)，提供易于使用和高度可擴展的函數(shù)運行環(huán)境。Azure

Functions提供了與Lambda相似的功能，并強調(diào)了跨平臺的兼容性。FaaS允許開發(fā)者在云平臺上執(zhí)行函數(shù)，如AWS

Lambda、Azure

Functions等。它提供了一個事件驅(qū)動的執(zhí)行環(huán)境，無需管理服務(wù)器即可運行代碼。函數(shù)即服務(wù)（FaaS）04030102邊緣計算將數(shù)據(jù)處理和存儲從云端轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)邊緣。它有助于減少延遲，提高響應(yīng)速度，并減少帶寬使用。邊緣計算概述云原生應(yīng)用設(shè)計為在云環(huán)境中高效運行，強調(diào)可移植性、可擴展性和可靠性。它使用容器、服務(wù)網(wǎng)格和微服務(wù)等技術(shù)棧。云原生應(yīng)用與架構(gòu)隨著5G和物聯(lián)網(wǎng)的興起，邊緣計算將更加關(guān)鍵于現(xiàn)代應(yīng)用的性能和效率。未來將看到邊緣計算與云計算更加緊密的整合。邊緣計算的未來趨勢Kubernetes不僅用于云端，也可用于邊緣環(huán)境，以管理邊緣計算資源。它通過邊緣Kubernetes平臺如K3s，提供了在邊緣環(huán)境中運行容器化應(yīng)用的能力。Kubernetes在邊緣計算中的應(yīng)用邊緣計算與云原生04框架工程師的技能提升《設(shè)計模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》《大型分布式系統(tǒng)設(shè)計》《分布式系統(tǒng)原理與范型》系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)書籍與文獻分布式系統(tǒng)理論知識麻省理工學院分布式系統(tǒng)課程01斯坦福大學計算機科學公開課02清華大學分布式系統(tǒng)原理與實踐03分布式系統(tǒng)相關(guān)課程與講座01谷歌分布式文件系統(tǒng)GFS02亞馬遜分布式服務(wù)架構(gòu)03螞蟻金服分布式數(shù)據(jù)庫實踐分布式系統(tǒng)案例分析服務(wù)網(wǎng)格技術(shù)區(qū)塊鏈分布式存儲邊緣計算應(yīng)用分布式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢微服務(wù)網(wǎng)關(guān)設(shè)計服務(wù)發(fā)現(xiàn)與配置管理微服務(wù)設(shè)計模式與實踐領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計與實踐01Spring

Cloud微服務(wù)框架02Kubernetes容器編排03Service

Mesh技術(shù)微服務(wù)框架選型與集成微服務(wù)架構(gòu)下的訂單服務(wù)01用戶中心微服務(wù)設(shè)計與實現(xiàn)02微服務(wù)架構(gòu)下的支付系統(tǒng)03微服務(wù)項目實戰(zhàn)經(jīng)驗微服務(wù)架構(gòu)下的團隊協(xié)作微服務(wù)性能優(yōu)化微服務(wù)安全策略微服務(wù)架構(gòu)最佳實踐Docker容器化技術(shù)Kubernetes集群編排Docker

Swarm對比Kubernetes容器化與編排工具使用云原生應(yīng)用的定義與特點Kubernetes中的云原生應(yīng)用部署云原生架構(gòu)下的服務(wù)監(jiān)控云原生架構(gòu)實踐Istio服務(wù)網(wǎng)格Linkerd服務(wù)網(wǎng)格Service

Mesh在微服務(wù)架構(gòu)中的應(yīng)用服務(wù)網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用AWS

Lambda使用入門Azure

Functions開發(fā)實踐Google

Cloud

Funct