本书从架构设计概念、方法、模式、实践案例等4 个方面进行阐述，内容丰富，是一本可以很好指导实践的书籍，更是各位资深专家和架构师的经验总结。本书共分为4 部分：第一部分介绍架构设计的概念、方法论，以及架构师的核心能力；第二部分介绍微服务架构选型、架构模式与实践、数据一致性保证、微服务与DevOps 的关系以及如何设计云微服务架构；第三部分介绍移动电商、消费信贷、支付系统、金融撮合等领域的优秀实践；第四部分介绍优化系统架构性能的方法论、案例、关键技术等。本书适合即将步入架构领域的技术专家，以及致力于提升软件架构设计能力的架构师、设计人员和开发人员阅读，希望本书能够为读者的实际工作和个人成长提供帮助。
中生代技术社区：成立于2015年12月，取名为“中生代”是因为社区内包含了许多承上启下的技术人，这些技术人是技术的中坚力量，知识的中产阶级，社区致力于传播前辈的技术精神，增强中生代的技术实力，最重要的是挖掘新生代的技术潜力。社区聚集了10万多名IT行业人员，包括软件工程师、运维人员、架构师等，其中技术负责人、技术总监、CTO，以及技术公司创始人等5000多名；此外，社区还组织了各种线上、线下技术分享活动，分享的主题涉及云计算、微服务、电子商务、FinTech、研发管理、人工智能、大数据、区块链等。
第1 篇 架构方法论
1 有关架构的概念认知............................................................................................................................... 2
1.1 引言................................................................................................................................................... 2
1.2 认识架构.......................................................................................................................................... 2
1.3 规划、架构与设计........................................................................................................................ 4
1.3.1 三个不同层次的概念.............................................................................................................. 4
1.3.2 规划与架构............................................................................................................................. 4
1.3.3 架构与设计............................................................................................................................. 5
1.4 解耦与服务化................................................................................................................................ 6
1.5 分工与组件化................................................................................................................................ 6
1.6 集中与分布..................................................................................................................................... 7
1.7 规划还是演化................................................................................................................................ 8
1.8 简化也很必要................................................................................................................................ 9
1.9 架构与软件开发（软件过程） ................................................................................................11
1.9.1 敏捷软件开发........................................................................................................................11
1.9.2 敏捷软件开发与微服务架构.................................................................................................12
1.10 探讨传统企业IT 系统架构.....................................................................................................12
1.10.1 从架构角度解决企业应用痛点...........................................................................................13
1.10.2 企业应用系统架构服务化迁移步骤...................................................................................13
1.10.3 企业应用系统架构服务化参考模型...................................................................................14
1.11 总结................................................................................................................................................15
2 以终为始的架构设计...............................................................................................................................16
2.1 缘起..................................................................................................................................................16
2.2 我们的思考方式............................................................................................................................17
2.3 为什么要做架构设计...................................................................................................................18
2.3.1 由模型到实施........................................................................................................................18
2.3.2 业务规模发展带来的复杂度.................................................................................................19
2.3.3 从沟通视角看软件架构.........................................................................................................20
2.4 如何做架构设计............................................................................................................................20
2.4.1 以终为始，不忘初心.............................................................................................................21
2.4.2 PMC 框架...............................................................................................................................21
2.4.3 从多视角、多层次看架构.....................................................................................................23
2.4.4 满足利益相关者的需要.........................................................................................................25
2.4.5 聚焦SLA...............................................................................................................................26
2.4.6 抽象、协作、扩展、复用.....................................................................................................28
2.4.7 分析全息视图........................................................................................................................29
2.5 架构是什么....................................................................................................................................29
2.5.1 架构兼具组成和决策的特点.................................................................................................30
2.5.2 架构是演进来的.....................................................................................................................30
2.5.3 无纯粹的非功能特性.............................................................................................................31
2.6 总结..................................................................................................................................................32
3 闭环架构方法............................................................................................................................................34
3.1 系统提升的一般性方法和反馈环............................................................................................34
3.2 产品创新闭环...............................................................................................................................36
3.3 组织闭环.........................................................................................................................................37
3.4 研发流程闭环...............................................................................................................................39
3.5 系统架构闭环...............................................................................................................................40
3.6 一个反馈闭环实例.......................................................................................................................41
3.7 总结..................................................................................................................................................44
4 复杂与架构演进的关系..........................................................................................................................46
4.1 什么是复杂....................................................................................................................................46
4.1.1 规模.......................................................................................................................................47
4.1.2 结构.......................................................................................................................................51
4.1.3 变化.......................................................................................................................................58
4.2 用架构思维控制复杂...................................................................................................................67
4.2.1 分而治之，控制规模.............................................................................................................67
4.2.2 保持架构的清晰与一致.........................................................................................................67
4.2.3 拥抱变化...............................................................................................................................70
4.3 总结..................................................................................................................................................71
5 架构师的核心能力...................................................................................................................................72
5.1 架构师承担的职责.......................................................................................................................72
5.2 架构师的核心能力.......................................................................................................................73
5.2.1 经验.......................................................................................................................................73
5.2.2 沟通.......................................................................................................................................74
5.2.3 快速学习...............................................................................................................................74
5.2.4 解决问题的能力.....................................................................................................................76
5.3 架构能力的修炼............................................................................................................................76
5.4 总结..................................................................................................................................................77
第2 篇 面向架构的架构（微服务）
6 快速继承微服务实践...............................................................................................................................80
6.1 概述..................................................................................................................................................80
6.2 我们希望的微服务是什么样子的............................................................................................81
6.3 实现微服务....................................................................................................................................82
6.4 实现的考量及调研.......................................................................................................................83
6.4.1 gRPC 有什么问题..................................................................................................................83
6.4.2 如何提高易用性.....................................................................................................................83
6.5 让微服务快速落地.......................................................................................................................87
6.6 总结..................................................................................................................................................89
7 微服务架构下的事务处理......................................................................................................................90
7.1 概述..................................................................................................................................................90
7.2 使用传统的本地事务和分布式事务保证一致性................................................................90
7.3 在微服务架构中应满足数据最终一致性原则.....................................................................92
7.4 微服务架构实现最终一致性的三种模式..............................................................................92
7.4.1 可靠事件模式........................................................................................................................93
7.4.2 业务补偿模式......................................................................................................................101
7.4.3 TCC（Try-Confirm-Cancel）模式......................................................................................106
7.5 总结................................................................................................................................................109
8 微服务架构模式与实践........................................................................................................................110
8.1 微服务的主要架构模式............................................................................................................110
8.1.1 一体化模式..........................................................................................................................110
8.1.2 聚合模式..............................................................................................................................110
8.1.3 代理模式..............................................................................................................................111
8.1.4 资源共享模式......................................................................................................................112
8.1.5 异步消息模式......................................................................................................................112
8.2 大量微服务带来的挑战............................................................................................................112
8.3 微服务在好雨的解决方案.......................................................................................................113
8.3.1 服务发现和注册...................................................................................................................113
8.3.2 弹性伸缩与负载均衡...........................................................................................................115
8.3.3 容错处理（断路器与限流）...............................................................................................116
8.3.4 监控与报警..........................................................................................................................116
8.3.5 数据存储与共享...................................................................................................................116
8.3.6 日志分析..............................................................................................................................117
8.4 总结................................................................................................................................................118
9 微服务与DevOps 架构实践...............................................................................................................119
9.1 概述................................................................................................................................................119
9.2 某金融创业公司的微服务架构选型.....................................................................................122
9.3 设计思想.......................................................................................................................................124
9.4 总体架构.......................................................................................................................................125
9.4.1 总体架构的特性...................................................................................................................125
9.4.2 具体实现..............................................................................................................................126
9.5 对微服务的支撑..........................................................................................................................128
9.6 DevOps 平台总体架构..............................................................................................................130
9.7 面向微服务的研发团队介绍...................................................................................................131
9.8 总结................................................................................................................................................133
10 基于云的微服务架构..........................................................................................................................134
10.1 概述..............................................................................................................................................134
10.2 德比软件数据对接平台的架构............................................................................................134
10.3 德比软件微服务架构基础设施............................................................................................135
10.4 API 网关.....................................................................................................................................136
10.5 服务框架....................................................................................................................................136
10.5.1 高可用RPC........................................................................................................................137
10.5.2 服务依赖管理....................................................................................................................138
10.6 基础服务....................................................................................................................................140
10.6.1 配置中心............................................................................................................................140
10.6.2 安全数据服务....................................................................................................................141
10.6.3 数据存储服务....................................................................................................................141
10.6.4 订单服务............................................................................................................................142
10.7 服务降级....................................................................................................................................142
10.8 自动化.........................................................................................................................................142
10.9 日志处理....................................................................................................................................143
10.10 调用链追踪..............................................................................................................................144
10.11 服务健康状态..........................................................................................................................144
10.11.1 报警.................................................................................................................................144
10.11.2 监控.................................................................................................................................145
10.12 发布管理..................................................................................................................................146
10.13 总结...........................................................................................................................................147
11 Service Fabric：平台架构解析.......................................................................................................148
11.1 Service Fabric 概述...................................................................................................................148
11.1.1 Service Fabric 的特点.........................................................................................................148
11.1.2 Service Fabric 的适用场景.................................................................................................149
11.2 Service Fabric 编程模式..........................................................................................................150
11.3 Service Fabric 服务通信..........................................................................................................152
11.3.1 Service Fabric 的微服务开发工具.....................................................................................153
11.3.2 对Service Fabric 的微服务进行监控和诊断....................................................................153
11.4 Service Fabric 可靠服务概述................................................................................................154
11.4.1 Service Fabric 可靠服务——有状态服务的体系结构......................................................154
11.4.2 Service Fabric 可靠服务——无状态服务的体系结构......................................................156
11.4.3 Service Fabric 可靠服务——备份.....................................................................................157
11.5 Service Fabric 可靠执行组件................................................................................................157
11.6 Service Fabric 容器应用程序................................................................................................159
11.7 总结..............................................................................................................................................160
第3 篇 面向业务的架构
12 如何搭建高可伸缩的移动电商架构...............................................................................................162
12.1 概述微服务的主要架构模式.................................................................................................162
12.2 移动端的混合架构...................................................................................................................162
12.3 服务器端的SOA 架构............................................................................................................164
12.4 PC 端和移动端的开发协作管理..........................................................................................166
12.5 基于容器的虚拟化...................................................................................................................166
12.6 关于电商的私有云建设..........................................................................................................167
12.7 如何应用弹性云来应对电商大促.......................................................................................169
12.8 应对电商大促峰值的“独孤九剑”...................................................................................170
13 消费信贷系统“白付美”是如何持续优化的............................................................................172
13.1 “白付美”介绍..........................................................................................................................172
13.2 “白付美”从0 到1..................................................................................................................172
13.3 大促期间的性能保证..............................................................................................................174
13.4 大促期间的稳定性保证..........................................................................................................177
13.5 为服务多平台所做的优化.....................................................................................................178
13.6 未来的优化方向........................................................................................................................179
13.7 总结..............................................................................................................................................180
14 美丽联合集团支付系统架构演进...................................................................................................182
14.1 概述..............................................................................................................................................182
14.2 支付系统1.0 ..............................................................................................................................182
14.2.1 业务问题............................................................................................................................183
14.2.2 系统问题............................................................................................................................184
14.2.3 资金问题............................................................................................................................185
14.3 支付系统2.0 ..............................................................................................................................185
14.3.1 拆分系统边界....................................................................................................................185
14.3.2 支付系统2.0 系统详解.....................................................................................................187
14.3.3 统一平台业务上下文.........................................................................................................192
14.3.4 直面数据一致性挑战.........................................................................................................192
14.4 性能提升....................................................................................................................................194
14.5 稳定性提升................................................................................................................................201
14.5.1 监控先行............................................................................................................................201
14.5.2 分离核心链路....................................................................................................................201
14.5.3 服务依赖梳理....................................................................................................................203
14.5.4 限流降级............................................................................................................................203
14.6 压测..............................................................................................................................................204
14.7 成效..............................................................................................................................................204
14.7.1 业务支撑能力....................................................................................................................204
14.7.2 系统服务能力....................................................................................................................205
14.8 总结..............................................................................................................................................206
15 金融撮合架构.......................................................................................................................................207
15.1 概述..............................................................................................................................................207
15.2 系统总体设计............................................................................................................................208
15.2.1 系统核心模块....................................................................................................................208
15.2.2 撮合算法设计....................................................................................................................209
15.2.3 基于内存撮合....................................................................................................................212
15.2.4 灾备的多机设计.................................................................................................................212
15.2.5 状态机复制........................................................................................................................213
15.2.6 系统架构............................................................................................................................215
15.3 总结..............................................................................................................................................218
第4 篇 面向性能的架构
16 一线架构师带你玩性能优化.............................................................................................................220
16.1 什么是系统优化........................................................................................................................220
16.2 系统优化的方法论、思路和原则.......................................................................................220
16.2.1 常用方法论........................................................................................................................221
16.2.2 优化思路............................................................................................................................221
16.2.3 优化原则............................................................................................................................222
16.3 性能优化....................................................................................................................................222
16.3.1 常见的性能问题.................................................................................................................222
16.3.2 性能优化的具体工作.........................................................................................................223
16.3.3 JVM 优化...........................................................................................................................230
16.3.4 数据库优化........................................................................................................................233
16.3.5 负载均衡优化....................................................................................................................235
16.4 总结..............................................................................................................................................237
17 性能优化的常见模式及趋势.............................................................................................................238
17.1 性能优化的优缺点...................................................................................................................238
17.2 性能优化的两种模式..............................................................................................................239
17.3 单应用优化................................................................................................................................239
17.3.1 优化的基本思路.................................................................................................................239
17.3.2 确定性能瓶颈/热点的常见方法........................................................................................240
17.3.3 压测时通常观察的内容及其所使用的工具.....................................................................240
17.3.4 常见的优化手段及模式.....................................................................................................240
17.4 结构型优化................................................................................................................................241
17.5 两个结构型优化的案例..........................................................................................................245
17.5.1 处理单点/网络瓶颈的可行方式........................................................................................245
17.5.2 处理数据库连接池瓶颈的可行手段.................................................................................245
17.6 总结..............................................................................................................................................247
18 性能优化之几种常见的压测模型及其优缺点............................................................................248
18.1 压测模型抽象............................................................................................................................248
18.1.1 压测环境准备....................................................................................................................249
18.1.2 压测任务准备....................................................................................................................249
18.1.3 压测执行闭环....................................................................................................................249
18.2 线下压测模型............................................................................................................................250
18.3 线上引流压测模型...................................................................................................................251
18.4 线上全链路压测模型..............................................................................................................252
18.5 总结..............................................................................................................................................253
19 缓存为王——无线缓存架构优化....................................................................................................254
19.1 无线缓存的定义、限制条件及影响...................................................................................254
19.2 无线缓存要从全局考虑..........................................................................................................254
19.2.1 服务器端架构对无线缓存的影响.....................................................................................254
19.2.2 无线缓存对服务器端架构的影响.....................................................................................255
19.2.3 大流量下无线缓存作用的劣化.........................................................................................256
19.2.4 无线缓存与本机移动端组件的关系.................................................................................256
19.2.5 无线缓存存储介质的选择.................................................................................................257
19.3 数据、资源缓存及失效策略.................................................................................................257
19.3.1 架构详论............................................................................................................................257
19.3.2 实现失效策略....................................................................................................................259
19.4 总结..............................................................................................................................................263
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