高并发系统：设计原理与实践

1. 全面拆解高并发系统设计的难点、基本原则和实践技巧
2. 详解提升高并发系统可用性的3种方法：系统容错、冗余和分片
3. 详解提升高并发系统性能的2种方法：并发和异步
4. 多个高并发系统实际运维案例的解析

　　本书主要探讨高并发场景下系统设计的原理和实践案例，帮助读者系统、快速地理解高并发系统的设计原理与相关实践，以及掌握解决高并发场景下可能遇到的各种问题的方法。
　　本书共6章。第1章介绍高并发系统的发展历史、设计难点和基本设计原则，以及度量指标；第2～4章介绍有助于提升高并发系统可用性的3种方法—系统容错、冗余和分片；第5章从提升高并发系统性能的角度讲解并发与异步的原理和实践技巧；第6章从系统运维和团队流程管理两个角度讲解如何提升团队对高并发系统的把控性，进而提升系统的可用性。
　　本书既适合软件开发人员阅读，也适合对高并发系统设计感兴趣的科研人员和计算机相关专业的学生阅读，还可用作中小型企业的内训教材。

唐扬，互联网资深技术专家，拥有超过 15 年的开发和架构经验。曾在美图、网易、新浪等大型互联网公司负责过多个大型产品的开发与维护工作，带领不同团队支撑过多个日均活跃用户数超千万的 App。在“极客时间”开设的“高并发系统设计 40 问”专栏，凭借专业且实用的内容，吸引了超 5 万名学习者参与，在业内引发广泛关注与学习热潮。

第 1章　高并发系统概述　1
1.1　高并发系统的发展历史　3
1.2　高并发系统的设计难点　3
1.2.1　系统的高可用　4
1.2.2　访问的高性能　6
1.3　高并发系统的基本设计原则　8
1.3.1　面向失败编程　9
1.3.2　可扩展　11
1.3.3　缓存　12
1.3.4　并发　15
1.4　高并发系统的度量指标　17
1.4.1　可用性的度量　17
1.4.2　性能的度量　19
1.5　小结　20
第 2章　系统容错　21
2.1　重试　23
2.1.1　重试策略　25
2.1.2　重试风暴的应对方式　28
2.1.3　幂等性的保证方法　30
2.2　熔断　32
2.2.1　熔断的作用　34
2.2.2　断路器模式与应用　35
2.2.3　弹性熔断算法　39
2.2.4　Sentinel的熔断机制实现　42
2.3　降级　47
2.3.1　降级的典型应用场景和处理方式　48
2.3.2　配置中心的实现　49
2.3.3　降级预案　51
2.4　超时　52
2.4.1　超时的重要性　52
2.4.2　设置任务的超时时间　53
2.5　限流　55
2.5.1　限流的4种算法　55
2.5.2　自适应限流算法　59
2.6　隔离　62
2.6.1　动静隔离　63
2.6.2　物理隔离　68
2.6.3　线程隔离　69
2.6.4　快慢隔离　70
2.6.5　热点数据隔离　71
2.7　小结　71
第3章　冗余　73
3.1　什么是冗余　75
3.2　存储冗余　75
3.2.1　MySQL冗余的实现方式　77
3.2.2　Kafka冗余的实现方式　79
3.3　缓存冗余　81
3.3.1　Memcached冗余的实现方式　82
3.3.2　极端读流量下缓存冗余的实现方式　84
3.3.3　极端写流量下缓存冗余的应对方法　87
3.3.4　缓存数据一致性保证　89
3.3.5　缓存不命中的应对方式　95
3.4　CDN冗余　98
3.4.1　上传系统之殇　99
3.4.2　CDN冗余和调度　101
3.4.3　视频防盗链的实现方式　105
3.5　服务器冗余　107
3.5.1　常见的负载均衡算法　108
3.5.2　故障节点的探测　112
3.5.3　流量爬坡　114
3.6　机房冗余　115
3.6.1　机房冗余的实现方式　115
3.6.2　同城双活　117
3.6.3　两地三中心　119
3.6.4　异地多活　119
3.7　小结　121
第4章　分片　123
4.1　数据库分片　125
4.1.1　常见的数据库分片方式　125
4.1.2　多字段查询　128
4.1.3　数据迁移　129
4.1.4　ID的生成方式　130
4.1.5　分布式系统的数据一致性　134
4.2　缓存分片　139
4.2.1　缓存的分片方式　139
4.2.2　无底洞效应　140
4.3　小结　142
第5章　并发与异步　143
5.1　并发与异步的区别　145
5.2　并发编程的实现方式：池化技术　145
5.2.1　线程池的原理与使用技巧　146
5.2.2　数据库连接池的原理　150
5.3　并发编程的安全性与性能　152
5.3.1　并发编程的安全性　152
5.3.2　并发编程的性能　155
5.4　消息队列　156
5.4.1　消息队列的作用　157
5.4.2　保证消息不丢失　157
5.4.3　保证消息不重复　158
5.4.4　消息延迟的危害　159
5.4.5　消息延迟的优化　160
5.5　小结　162
第6章　高并发系统的运维　163
6.1　全链路监控　165
6.1.1　全链路监控的技术体系　165
6.1.2　分布式追踪系统的构建　168
6.1.3　用户监控系统　171
6.2　报警系统　173
6.2.1　报警的原则　174
6.2.2　常见的报警收敛方法　175
6.3　全链路压测　175
6.3.1　全链路压测的常见误区　176
6.3.2　流量染色　177
6.3.3　流量处理方式　178
6.3.4　影子库表　178
6.3.5　全链路压测系统的架构　179
6.4　故障演练　180
6.4.1　故障演练的原则　181
6.4.2　故障演练的标准执行流程　181
6.4.3　故障演练工具　182
6.5　稳定性保障流程　183
6.5.1　控制变更流程　183
6.5.2　整理SOP文档　185
6.5.3　重视故障复盘机制　185
6.5.4　做好日常系统梳理　186
6.6　小结　187