[套装书]Service Mesh微服务架构设计+微服务架构设计模式（2册）

作者
刘俊海[美]克里斯·理查森（Chris Richardson）
丛书名
架构师书库
出版社
机械工业出版社
ISBN
9781910141351
简要
简介
内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------Service Mesh微服务架构设计--------------------------- 全书分为3部分：第一部分是基础篇，首先从微服务架构的挑战讲起，接下来剖析service mesh产生的背景，service mesh当前的现状以及主流的一些开源项目。第二部分是实战篇，深入讲解如何从零开始构建一个生产环境可用的service mesh系统，包含技术选型、架构设计和技术难度深入分析等。其中高性能、高可用、高扩展性方面的一些设计和考量都会深入阐述。第三部分是应用篇，实例分析service mesh对服务治理带来的便利和影响。 通过阅读本书，读者不仅能深入了解service mesh对微服务领域的影响，而且还可以了解service mesh架构和设计的全过程，全书也包含高性能、高可用、高扩展性、服务治理等多个重要主题。 ---------------------------微服务架构设计模式--------------------------- 本书共13章，第1章引入了微服务架构模式语言的概述；第2章解释了为什么软件架构很重要，并描述了可用于将应用程序分解为服务的模式；第3章介绍了微服务架构中强大的进程间通信的几种模式；第4章介绍Saga模式；第5章介绍领域驱动设计（DDD）的聚合和领域事件等模式的使用；第6章介绍如何使用事件溯源模式；第7章介绍如何使用 API 组合模式或命令查询责任隔离（CQRS）模式；第8章介绍外部 API 模式；第9章和第10章介绍微服务自动化测试技术；第11章介绍开发生产就绪服务的各个方面；第12章介绍部署模式；第13章介绍绞杀者模式。
目录



---------------------------Service Mesh微服务架构设计---------------------------


前言
第一篇　基　础　篇
第1章　微服务架构 …… 2
1.1　为什么需要微服务 …… 2
1.1.1　传统单体服务的问题 …… 2
1.1.2　微服务的定义 …… 3
1.1.3　微服务与康威定律 …… 3
1.1.4　微服务的收益 …… 4
1.2　微服务架构的挑战 …… 4
1.2.1　服务拆分 …… 4
1.2.2　开发挑战 …… 5
1.2.3　测试挑战 …… 5
1.2.4　运维挑战 …… 6
1.3　微服务化的具体时机 …… 6
1.4　微服务化开展前的准备工作 …… 8
1.4.1　微服务开发框架 …… 8
1.4.2　微服务标准化 …… 15
1.4.3　持续集成与发布 …… 17
1.5　微服务实施 …… 17
1.5.1　微服务拆分 …… 17
1.5.2　微服务通信 …… 19
1.5.3　微服务稳定性保障 …… 20
1.6　本章小结 …… 25
第2章　微服务治理 …… 26
2.1　微服务治理基础 …… 26
2.1.1　服务治理由来 …… 26
2.1.2　服务治理的目标与愿景 …… 27
2.1.3　服务治理的工作范畴 …… 28
2.1.4　服务治理闭环体系 …… 29
2.2　正向服务治理 …… 29
2.2.1　效率治理 …… 30
2.2.2　稳定性治理 …… 31
2.3　效果治理 …… 34
2.4　可见可观测 …… 35
2.4.1　服务可见性 …… 35
2.4.2　变更可见性 …… 36
2.4.3　可观测性 …… 36
2.5　量化分析体系 …… 41
2.5.1　稳定性风险度量 …… 41
2.5.2　基于多维度监控的故障定位 …… 42
2.5.3　风险分析 …… 43
2.6　线上治理 …… 43
2.6.1　线上预案体系 …… 43
2.6.2　基于Metric的预案自动触发 …… 44
2.6.3　治理参数动态调整 …… 44
2.7　线下治理 …… 47
2.7.1　链路稳定性治理 …… 47
2.7.2　架构与资源治理 …… 50
2.8　服务治理演进 …… 50
2.8.1　远程Proxy方式 …… 51
2.8.2　基于智能客户端的服务框架 …… 52
2.8.3　本地Proxy …… 52
2.9　理想的服务治理架构 …… 53
2.10　本章小结 …… 54
第3章　下一代微服务框架Service Mesh概要 …… 55
3.1　Service Mesh基础 …… 55
3.1.1　什么是Service Mesh …… 55
3.1.2　Service Mesh的基本模式 …… 56
3.2　Service Mesh的发展历程 …… 58
3.3　Service Mesh项目Linkerd …… 60
3.3.1　Linkerd演进 …… 60
3.3.2　Linkerd路由机制 …… 62
3.3.3　Linkerd 2.0核心架构 …… 63
3.4　Service Mesh项目Istio …… 64
3.4.1　Envoy …… 64
3.4.2　Istio …… 66
3.5　Service Mesh其他解决方案 …… 67
3.5.1　国外其他Service Mesh项目 …… 67
3.5.2　Service Mesh在中国的发展 …… 68
3.6　Service Mesh云上产品 …… 69
3.6.1　AWS App Mesh …… 69
3.6.2　Azure Service Fabric Mesh …… 69
3.6.3　Google Cloud Service Mesh …… 70
3.6.4　SuperGloo …… 70
3.7　Service Mesh标准化 …… 71
3.8　本章小结 …… 71
第二篇　架　构　篇
第4章　Envoy架构剖析 …… 74
4.1　Envoy整体架构 …… 74
4.1.1　关键设计约束 …… 74
4.1.2　设计原则 …… 75
4.1.3　整体架构 …… 76
4.2　Envoy网络模型 …… 78
4.2.1　Envoy事件调度模型 …… 78
4.2.2　Envoy线程模型 …… 81
4.2.3　线程本地存储机制 …… 81
4.3　Envoy扩展模型 …… 84
4.3.1　插件扩展机制 …… 84
4.3.2　网络相关插件 …… 86
4.3.3　其他扩展插件 …… 88
4.4　Envoy数据平面API …… 88
4.4.1　XDS协议语义 …… 88
4.4.2　XDS协议通信 …… 90
4.5　Envoy启动管理 …… 91
4.5.1　正常启动 …… 92
4.5.2　热重启 …… 94
4.6　Envoy与Nginx架构层面的对比 …… 95
4.6.1　功能与定位 …… 96
4.6.2　网络模型 …… 96
4.6.3　连接处理 …… 97
4.6.4　插件机制 …… 98
4.6.5　配置管理 …… 99
4.6.6　内存管理 …… 99
4.6.7　部署与运维 …… 100
4.6.8　观测与诊断 …… 100
4.7　本章小结 …… 100
第5章　Istio架构剖析 …… 101
5.1　Istio整体架构 …… 101
5.1.1　数据平面组件 …… 102
5.1.2　控制平面组件 …… 103
5.2　Istio的Kubernetes基础 …… 104
5.2.1　Kubernetes综述 …… 104
5.2.2　Kubernetes网络访问模型 …… 107
5.2.3　Kubernetes API管理 …… 110
5.2.4　Istio与Kubernetes的相互关系 …… 111
5.3　Istio流量控制模型 …… 112
5.3.1　流量管理API …… 112
5.3.2　Istio Mesh模型 …… 116
5.4　Mixer模型 …… 118
5.4.1　Mixer基本概念 …… 119
5.4.2　Mixer通用配置模型 …… 119
5.4.3　Mixer架构演进以及对性能的影响 …… 121
5.5　Istio安全 …… 122
5.5.1　Istio安全基础 …… 122
5.5.2　Istio认证架构 …… 123
5.6　Istio配置处理框架 …… 124
5.6.1　配置验证 …… 125
5.6.2　配置变更处理和分发 …… 125
5.7　本章小结 …… 125
第6章　Istio控制流设计 …… 126
6.1　Envoy生命周期管理 …… 126
6.1.1　Envoy注入 …… 126
6.1.2　Envoy启动管理 …… 128
6.1.3　Envoy配置和运行状态监控 …… 131
6.2　Istio配置变更管理 …… 133
6.2.1　通用模型和机制 …… 133
6.2.2　Kubernetes具体实现 …… 137
6.3　控制平面和数据平面的XDS交互 …… 138
6.3.1　控制平面的gRPC Server启动 …… 139
6.3.2　Envoy的XDS请求 …… 140
6.3.3　Istio XDS配置下发 …… 140
6.3.4　Envoy的XDS消息接收 …… 143
6.4　XDS配置生成 …… 143
6.4.1　可见性 …… 143
6.4.2　配置生成机制 …… 145
6.4.3　XDS配置生成实现 …… 147
6.5　XDS配置的Envoy处理 …… 149
6.5.1　XDS配置变更的判断 …… 149
6.5.2　CDS配置的延迟处理 …… 150
6.5.3　集群和节点配置处理 …… 152
6.5.4　路由配置处理 …… 153
6.5.5　监听器配置处理 …… 153
6.6　本章小结 …… 155
第7章　Istio数据流设计 …… 156
7.1　Iptables …… 156
7.1.1　Iptables的基本原理 …… 156
7.1.2　Iptables在Istio中的使用 …… 158
7.2　监听管理 …… 158
7.2.1　监听器建立 …… 158
7.2.2　监听器和工作线程绑定 …… 159
7.3　连接管理 …… 160
7.3.1　监听器匹配 …… 160
7.3.2　协议过滤器匹配 …… 161
7.3.3　创建新连接 …… 161
7.4　网络I/O和缓冲区管理 …… 162
7.4.1　传输层数据读取 …… 162
7.4.2　插件处理 …… 163
7.5　Thrift协议处理 …… 164
7.5.1　Thrift插件的整体架构 …… 164
7.5.2　协议解析 …… 165
7.5.3　协议相关的插件机制 …… 166
7.6　HTTP请求处理 …… 168
7.6.1　HTTP请求处理流程 …… 168
7.6.2　协议解析 …… 169
7.6.3　路由管理 …… 171
7.6.4　HTTP过滤链处理 …… 174
7.6.5　负载均衡 …… 176
7.6.6　连接池实现 …… 179
7.7　本章小结 …… 182
第8章　Istio微服务治理 …… 183
8.1　链路稳定性治理 …… 183
8.1.1　超时机制 …… 183
8.1.2　重试机制和重试策略 …… 185
8.1.3　节点熔断和健康检查机制 …… 188
8.1.4　资源限制机制 …… 189
8.1.5　全局限流机制 …… 190
8.2　链路可观测性 …… 190
8.2.1　Envoy分布式跟踪支持 …… 190
8.2.2　Envoy Metric支持 …… 194
8.2.3　Envoy Log支持 …… 198
8.3　本章小结 …… 200
第9章　Service Mesh架构的工程化设计 …… 201
9.1　复用和解耦 …… 201
9.2　架构扩展机制 …… 203
9.2.1　服务注册中心插件机制 …… 203
9.2.2　Envoy Filter插件机制 …… 203
9.3　性能设计 …… 204
9.3.1　基于TLS的无锁设计 …… 204
9.3.2　多级缓存机制 …… 205
9.3.3　批量更新机制 …… 205
9.4　架构设计的权衡 …… 206
9.5　API和SDK设计 …… 207
9.5.1　声明式API设计 …… 207
9.5.2　代码自动生成机制 …… 207
9.6　配置管理 …… 208
9.6.1　基于Protobuf 3的配置Scheme描述 …… 208
9.6.2　配置动态加载机制 …… 210
9.7　本章小结 …… 210
第10章　Service Mesh与云原生架构 …… 211
10.1　Service Mesh和Serverless …… 211
10.1.1　Serverless基础 …… 211
10.1.2　Knative …… 213
10.2　东西向和南北向通信的统一 …… 215
10.3　云原生时代的Service Mesh …… 216
10.4　Service Mesh现状和展望 …… 217
10.5　本章小结 …… 218
附录　Service Mesh迁移的要点与原则 …… 219



---------------------------微服务架构设计模式---------------------------


写给中文版读者的话
译者序
中文版序一
中文版序二
前言
引言
第1章　逃离单体地狱 / 1
1.1　迈向单体地狱的漫长旅程 / 2
1.1.1　FTGO应用程序的架构 / 3
1.1.2　单体架构的好处 / 4
1.1.3　什么是单体地狱 / 4
1.2　为什么本书与你有关 / 7
1.3　你会在本书中学到什么 / 8
1.4　拯救之道：微服务架构 / 8
1.4.1　扩展立方体和服务 / 9
1.4.2　微服务架构作为模块化的一种形式 / 11
1.4.3　每个服务都拥有自己的数据库 / 12
1.4.4　FTGO的微服务架构 / 12
1.4.5　微服务架构与SOA的异同 / 14
1.5　微服务架构的好处和弊端 / 15
1.5.1　微服务架构的好处 / 15
1.5.2　微服务架构的弊端 / 17
1.6　微服务架构的模式语言 / 19
1.6.1　微服务架构并不是“银弹” / 20
1.6.2　模式和模式语言 / 21
1.6.3　微服务架构的模式语言概述 / 24
1.7　微服务之上：流程和组织 / 29
1.7.1　进行软件开发和交付的组织 / 30
1.7.2　进行软件开发和交付的流程 / 31
1.7.3　采用微服务架构时的人为因素 / 32
第2章　服务的拆分策略 / 34
2.1　微服务架构到底是什么 / 35
2.1.1　软件架构是什么，为什么它如此重要 / 35
2.1.2　什么是架构的风格 / 37
2.1.3　微服务架构是一种架构风格 / 40
2.2　为应用程序定义微服务架构 / 43
2.2.1　识别系统操作 / 45
2.2.2　根据业务能力进行服务拆分 / 50
2.2.3　根据子域进行服务拆分 / 53
2.2.4　拆分的指导原则 / 54
2.2.5　拆分单体应用为服务的难点 / 56
2.2.6　定义服务API / 59
第3章　微服务架构中的进程间通信 / 63
3.1　微服务架构中的进程间通信概述 / 64
3.1.1　交互方式 / 64
3.1.2　在微服务架构中定义API / 66
3.1.3　API的演化 / 67
3.1.4　消息的格式 / 69
3.2　基于同步远程过程调用模式的通信 / 70
3.2.1　使用REST / 71
3.2.2　使用gRPC / 74
3.2.3　使用断路器模式处理局部故障 / 75
3.2.4　使用服务发现 / 78
3.3　基于异步消息模式的通信 / 82
3.3.1　什么是消息传递 / 83
3.3.2　使用消息机制实现交互方式 / 84
3.3.3　为基于消息机制的服务API创建API规范 / 86
3.3.4　使用消息代理 / 87
3.3.5　处理并发和消息顺序 / 91
3.3.6　处理重复消息 / 92
3.3.7　事务性消息 / 93
3.3.8　消息相关的类库和框架 / 97
3.4　使用异步消息提高可用性 / 99
3.4.1　同步消息会降低可用性 / 99
3.4.2　消除同步交互 / 101
第4章　使用Saga管理事务　 / 106
4.1　微服务架构下的事务管理 / 107
4.1.1　微服务架构对分布式事务的需求 / 108
4.1.2　分布式事务的挑战 / 109
4.1.3　使用Saga模式维护数据一致性 / 109
4.2　Saga的协调模式 / 113
4.2.1　协同式Saga / 113
4.2.2　编排式Saga / 117
4.3　解决隔离问题 / 121
4.3.1　缺乏隔离导致的问题 / 122
4.3.2　Saga模式下实现隔离的对策 / 123
4.4　Order Service和Create Order Saga的设计 / 127
4.4.1　OrderService类 / 128
4.4.2　Create Order Saga的实现 / 129
4.4.3　OrderCommandHandlers类 / 136
4.4.4　OrderServiceConfiguration类 / 138
第5章　微服务架构中的业务逻辑设计 / 141
5.1　业务逻辑组织模式 / 142
5.1.1　使用事务脚本模式设计业务逻辑 / 143
5.1.2　使用领域模型模式设计业务逻辑 / 144
5.1.3　关于领域驱动设计 / 146
5.2　使用聚合模式设计领域模型 / 146
5.2.1　模糊边界所带来的问题 / 147
5.2.2　聚合拥有明确的边界 / 149
5.2.3　聚合的规则 / 150
5.2.4　聚合的颗粒度 / 152
5.2.5　使用聚合设计业务逻辑 / 153
5.3　发布领域事件 / 154
5.3.1　为什么需要发布变更事件 / 154
5.3.2　什么是领域事件 / 155
5.3.3　事件增强 / 155
5.3.4　识别领域事件 / 156
5.3.5　生成和发布领域事件 / 157
5.3.6　消费领域事件 / 161
5.4　Kitchen Service的业务逻辑 / 162
5.5　Order Service的业务逻辑 / 167
5.5.1　Order聚合 / 169
5.5.2　 OrderService类 / 173
第6章　使用事件溯源开发业务逻辑 / 176
6.1　使用事件溯源开发业务逻辑概述 / 177
6.1.1　传统持久化技术的问题 / 177
6.1.2　什么是事件溯源 / 179
6.1.3　使用乐观锁处理并发更新 / 186
6.1.4　事件溯源和发布事件 / 186
6.1.5　使用快照提升性能 / 188
6.1.6　幂等方式的消息处理 / 189
6.1.7　领域事件的演化 / 190
6.1.8　事件溯源的好处 / 192
6.1.9　事件溯源的弊端 / 193
6.2　实现事件存储库 / 194
6.2.1　Eventuate Local事件存储库的工作原理 / 195
6.2.2　Eventuate的Java客户端框架 / 198
6.3　同时使用Saga和事件溯源 / 201
6.3.1　使用事件溯源实现协同式Saga / 203
6.3.2　创建编排式Saga / 203
6.3.3　实现基于事件溯源的Saga参与方 / 205
6.3.4　实现基于事件溯源的Saga编排器 / 208
第7章　在微服务架构中实现查询 / 212
7.1　使用API组合模式进行查询 / 213
7.1.1　findOrder()查询操作 / 213
7.1.2　什么是API组合模式 / 214
7.1.3　使用API组合模式实现findOrder()查询操作 / 215
7.1.4　API组合模式的设计缺陷 / 216
7.1.5　API组合模式的好处和弊端 / 219
7.2　使用CQRS模式 / 220
7.2.1　为什么要使用CQRS / 220
7.2.2　什么是CQRS / 223
7.2.3　CQRS的好处 / 226
7.2.4　CQRS的弊端 / 227
7.3　设计CQRS视图 / 228
7.3.1　选择视图存储库 / 229
7.3.2　设计数据访问模块 / 230
7.3.3　添加和更新CQRS视图 / 232
7.4　实现基于AWS DynamoDB的CQRS视图 / 233
7.4.1　OrderHistoryEventHandlers模块 / 234
7.4.2　DynamoDB中的数据建模和查询设计 / 235
7.4.3　OrderHistoryDaoDynamoDb类 / 239
第8章　外部API模式 / 244
8.1　外部API的设计难题 / 245
8.1.1　FTGO移动客户端API的设计难题 / 246
8.1.2　其他类型客户端API的设计难题 / 248
8.2　API Gateway模式 / 250
8.2.1　什么是API Gateway模式 / 250
8.2.2　API Gateway模式的好处和弊端 / 256
8.2.3　以Netflix为例的API Gateway / 257
8.2.4　API Gateway的设计难题 / 258
8.3　实现一个API Gateway / 260
8.3.1　使用现成的API Gateway产品或服务 / 261
8.3.2　开发自己的API Gateway / 262
8.3.3　使用GraphQL实现API Gateway / 269
第9章　微服务架构中的测试策略（上） / 282
9.1　微服务架构中的测试策略概述 / 284
9.1.1　什么是测试 / 284
9.1.2　微服务架构中的测试挑战 / 289
9.1.3　部署流水线 / 295
9.2　为服务编写单元测试 / 296
9.2.1　为实体编写单元测试 / 298
9.2.2　为值对象编写单元测试 / 299
9.2.3　为Saga编写单元测试 / 300
9.2.4　为领域服务编写单元测试 / 302
9.2.5　为控制器编写单元测试 / 303
9.2.6　为事件和消息处理程序编写单元测试 / 305
第10章　微服务架构中的测试策略（下） / 308
10.1　编写集成测试 / 308
10.1.1　针对持久化层的集成测试 / 311
10.1.2　针对基于REST的请求/响应式交互的集成测试 / 312
10.1.3　针对发布/订阅式交互的集成测试 / 316
10.1.4　针对异步请求/响应式交互的集成契约测试 / 320
10.2　编写组件测试 / 324
10.2.1　定义验收测试 / 325
10.2.2　使用Gherkin编写验收测试 / 326
10.2.3　设计组件测试 / 328
10.2.4　为FTGO的Order Service编写组件测试 / 330
10.3　端到端测试 / 334
10.3.1　设计端到端测试 / 335
10.3.2　编写端到端测试 / 335
10.3.3　运行端到端测试 / 336
第11章　开发面向生产环境的微服务应用 / 338
11.1　开发安全的服务 / 339
11.1.1　传统单体应用程序的安全性 / 340
11.1.2　在微服务架构中实现安全性 / 343
11.2　设计可配置的服务 / 349
11.2.1　使用基于推送的外部化配置 / 350
11.2.2　使用基于拉取的外部化配置 / 352
11.3　设计可观测的服务 / 353
11.3.1　使用健康检查API模式 / 355
11.3.2　使用日志聚合模式 / 357
11.3.3　使用分布式追踪模式 / 358
11.3.4　使用应用程序指标模式 / 361
11.3.5　使用异常追踪模式 / 364
11.3.6　使用审计日志模式 / 365
11.4　使用微服务基底模式开发服务 / 367
11.4.1　使用微服务基底 / 368
11.4.2　从微服务基底到服务网格 / 368
第12章　部署微服务应用 / 371
12.1　部署模式：编程语言特定的发布包格式 / 374
12.1.1　使用编程语言特定的发布包格式进行部署的好处 / 376
12.1.2　使用编程语言特定的发布包格式进行部署的弊端 / 377
12.2　部署模式：将服务部署为虚拟机 / 378
12.2.1　将服务部署为虚拟机的好处 / 380
12.2.2　将服务部署为虚拟机的弊端 / 380
12.3　部署模式：将服务部署为容器 / 381
12.3.1　使用Docker部署服务 / 383
12.3.2　将服务部署为容器的好处 / 385
12.3.3　将服务部署为容器的弊端 / 386
12.4　使用Kubernetes部署FTGO应用程序 / 386
12.4.1　什么是Kubernetes / 386
12.4.2　在Kubernetes上部署Restaurant Service / 389
12.4.3　部署API Gateway / 392
12.4.4　零停机部署 / 393
12.4.5　使用服务网格分隔部署与发布流程 / 394
12.5　部署模式：Serverless部署 / 402
12.5.1　使用AWS Lambda进行Serverless部署 / 403
12.5.2　开发Lambda函数 / 404
12.5.3　调用Lambda函数 / 404
12.5.4　使用Lambda函数的好处 / 405
12.5.5　使用Lambda函数的弊端 / 406
12.6　使用AWS Lambda和AWS Gateway部署RESTful服务 / 406
12.6.1　AWS Lambda版本的Restaurant Service / 407
12.6.2　把服务打包为ZIP文件 / 411
12.6.3　使用Serverless框架部署Lambda函数 / 412
第13章　微服务架构的重构策略 / 415
13.1　重构到微服务需要考虑的问题 / 416
13.1.1　为什么要重构单体应用 / 416
13.1.2　绞杀单体应用 / 417
13.2　将单体应用重构为微服务架构的若干策略 / 420
13.2.1　将新功能实现为服务 / 420
13.2.2　隔离表现层与后端 / 422
13.2.3　提取业务能力到服务中 / 423
13.3　设计服务与单体的协作方式 / 429
13.3.1　设计集成胶水 / 430
13.3.2　在服务和单体之间维持数据一致性 / 434
13.3.3　处理身份验证和访问授权 / 438
13.4　将新功能实现为服务：处理错误配送订单 / 440
13.4.1　Delayed Delivery Service的设计 / 441
13.4.2　为Delayed Delivery Service设计集成胶水 / 442
13.5　从单体中提取送餐管理功能 / 444
13.5.1　现有的送餐管理功能 / 444
13.5.2　Delivery Service概览 / 446
13.5.3　设计Delivery Service的领域模型 / 447
13.5.4　Delivery Service集成胶水的设计 / 450
13.5.5　修改FTGO单体使其能够与Delivery Service交互 / 451




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