发布时间:2023-11-18 15:30
全网第一本深入 SpringCloud 、Nginx 原理的书,Java开发、架构、面试 必备
5G、IOT、多屏合一、万物互联时代来了,SpringCloud+Nginx分布式微服务架构已经成为Java后端应用的主流架构,但是对于SpringCloud RPC底层原理、Nginx底层原理等核心知识,广大的Java开发同学们相对欠缺,而且市面上这方面的书也较少。
目前 SpringCloud + Nginx 架构已经是目前的 Java 主流,但是,无论对 SpringCloud微服务的核心原理,还是对 Nginx 的核心知识,大量的开发同学们还不是了解较少,更多的是处于怎么使用、配置的阶段。
前段时间,笔者在多场 Java 资深工程师、架构师的面试中,问了几个稍微基础一点的问题,大致如下:
问题1 : 请介绍一下 SpringCloud 的 RPC 流程?
答案总结:
大部分候选人的答案,仅仅涉及到 Eureka、Zuul、Hystix 断路器等基本概念和浅层次的知识,大部分的候选人,对于 Feign 内部 RPC 原理,以及 Feign 和 Hystix 之间的内部关系,根本不了解。
问题2 :有关 SpringCloud 性能,有哪些优化点?
答案总结:
大部分候选人,会涉及到 缓冲、加节点等基本的处理,不会涉及到 Feign 连接池、Hystix 线程池等组件的高性能配置,也没有涉及到 HTTP 长连接等更加底层的配置。
问题3: 请介绍一下 Hystix 中的滑动窗口?
答案总结:
有的候选人,竟然为完全的不知道。
问题4: 请说一说对 Nginx 的原理?
答案总结:
大部分候选人,仅仅介绍了一下 Nginx 的简单配置,对于其基础结构和 HTTP 请求处理流程,根本没有接触过,更加不知道如何进行高性能的应用开发。
重点:回答以上问题的候选人,有一位,竟然是有过10多年的开发经验的资深Java工程师。 毫无疑问,这位有着10多年经验的资深 Java 工程师,对 SpringCloud 和Nginx 核心知识如此欠缺,显然不大可能架构出高性能的 Java 应用,当然,也是胜任不了 Java 架构师岗位的。
而实际上,通过笔者的交流了解,对于 SpringCloud 和 Nginx 核心知识的缺乏,不是以上面试候选人的个性问题,笔者周围的很多的熟悉的工程师,都存在这个问题。
总之,对 SpringCloud 和 Nginx 架构的核心知识的缺乏深入的了解和掌握,目前来说是一个涉及面较广的共性问题。
《SpringCloud、Nginx高并发核心编程》的初衷,为大家顺利成长为优秀的 Java 工程师甚至架构师尽一份绵薄之力。
初衷:为大家奉上一本Spring Cloud、Nginx“原理级”“思想级”经典图书,为帮助大家顺利进入互联网大厂、成为Java核心架构师尽一份绵薄之力。
目标非常明确:助力大家进入大厂、进入大厂、进入大厂, 或者助力大家成为架构师、成为架构师、成为架构师
钻研Java近20载、有N年架构经验Java老中医的尼恩(疯狂创客圈发起人),独创了自己的写作方式——“尼恩笔法”,从设计模式和基础知识入手,抽丝剥茧,将高深莫测、复杂难懂的高并发核心知识介绍得娓娓道来、浅显易懂。并使用“尼恩笔法”为大家奉上了两本书:《Netty、Zookeeper、Redis高并发实战》《SpringCloud、Nginx高并发核心编程》。
本书内容主要包括以下三大方面:
- 本书从Java静态代理、动态代理模式入手,抽丝剥茧得解读了Spring Cloud全家桶中RPC核心原理和执行过程,这是高级Java工程师面试必备的基础知识。
- 本书从Reactor反应器模式入手,抽丝剥茧得解读了Nginx核心思想和各配置项的底层知识和原理,这是高级Java工程师、架构师面试必须掌握的基础知识。
- 本书从观察者模式入手,抽丝剥茧得解读了RxJava、Hystrix的核心思想和使用方法,这也是高级Java工程师、架构师面试必须掌握的基础知识。
下面的读者评价来自于{疯狂创客圈}社群小伙伴,基于“尼恩笔法”编写的第一本书《Netty、Zookeeper·、Redis高并发实战》有还不错的评价,部分如下:
社群小伙伴 @感觉
关于Netty的书我买了4本,只有这本看了4遍以上,其他的书没怎么翻过。要是当初没有入手这本书,估计我的项目就蹦了。现在市面上的书,很少有作者这么良心了。
社群小伙伴 @我朝你看
书的内容很详细,很容易理解。老师通知我们每一个人人手一本。是学分布式和并发的必备书籍。
社群小伙伴 @empty
书的内容非常好,对现在不懂的领域有了很详细的人生,豁然开朗的感觉
社群小伙伴 @夜月魂
买了多本Netty方面的书,这本书比其他的书讲得更清楚。
社群小伙伴 @老孟无敌
读了你的Netty的书,感觉好爽啊,期待你的新书哦。
社群小伙伴 @only_one
书的内容非常好,很实用,帮助理清楚了很多的思路。
社群小伙伴 @堕落小子
书的内容还是非常好的,比较系统,比较全面,知识点也比较细,我是极力给小伙伴推荐的。
社群小伙伴 @蒲公英
第一次真的明白阻塞IO、同步IO是怎么回事,很感谢这本书
尼恩编写的系列图书《SpringCloud、Nginx高并发核心编程》《Netty、Zookeeper·、Redis高并发实战》的交流方式:
高并发研习社群——疯狂创客圈社群 QQ群:104131248
第1章 Spring Cloud+Nginx 高并发核心编程的学习准备 … 1
1.1 Spring Cloud+Nginx架构的主要组件 … 1
1.2 Spring Cloud和Spring Boot的版本选择 … 3
1.3 Spring Cloud微服务开发所涉及的中间件… 4
1.4 Spring Cloud微服务开发和自验证环境 … 6
1.4.1 开发和自验证环境的系统选项和环境变量配置… 6
1.4.2 使用Fiddler工具抓包和查看报文… 7
1.5 crazy-springcloud微服务开发脚手… 9
1.6 以秒杀作为Spring Cloud+Nginx的实战案例 … 10
第2章 Spring Cloud入门实战 … 12
2.1 Eureka服务注册与发现 … 13
2.1.1 什么是服务注册与发现 … 13
2.1.2 Eureka Server注册中心 … 14
2.1.3 服务提供者的创建和配置 … 19
2.1.4 服务提供者的续约(心跳) … 22
2.1.5 服务提供者的健康状态 … 24
2.1.6 Eureka自我保护模式与失效Provider的快速剔除 … 28
2.2 Config配置中心 … 32
2.2.1 config-server服务端组件 … 32
2.2.2 config-client客户端组件 … 35
2.3 微服务的RPC远程调用 … 36
2.3.1 RESTful风格简介 … 36
2.3.2 RestTemplate远程调用 … 37
2.3.3 Feign远程调用 … 38
2.4 Feign+Ribbon实现客户端负载均衡 … 40
2.4.1 Spring Cloud Ribbon基础 … 41
2.4.2 Spring Cloud Ribbon的负载均衡策略 … 43
2.4.3 Spring Cloud Ribbon的常用配置 … 45
2.5 Feign+Hystrix实现RPC调用保护 … 50
2.5.1 Spring Cloud Hystrix失败回退 … 51
2.5.2 分布式系统面临的雪崩难题 … 55
2.5.3 Spring Cloud Hystrix熔断器 … 56
第3章 Spring Cloud RPC远程调用核心原理 … 61
3.1 代理模式与RPC客户端实现类 … 61
3.1.1 客户端RPC远程调用实现类的职责 … 61
3.1.2 简单的RPC客户端实现类 … 63
3.1.3 从基础原理讲起:代理模式与RPC客户端实现类 … 67
3.1.4 使用动态代理模式实现RPC客户端类 … 70
3.1.5 JDK动态代理机制的原理 … 74
3.2 模拟Feign RPC动态代理的实现 … 77
3.2.1 模拟Feign的方法处理器MethodHandler … 78
3.2.2 模拟Feign的调用处理器InvocationHandler … 80
3.2.3 模拟Feign的动态代理RPC的执行流程 … 83
3.2.4 模拟动态代理RPC远程调用的测试 … 83
3.2.5 Feign弹性RPC客户端实现类 … 85
3.3 Feign弹性RPC客户端的重要组件 … 86
3.3.1 演示用例说明 … 86
3.3.2 Feign的动态代理RPC客户端实例 … 88
3.3.3 Feign的调用处理器InvocationHandler … 89
3.3.4 Feign的方法处理器MethodHandler … 91
3.3.5 Feign的客户端组件 … 94
3.4 Feign的RPC动态代理实例的创建流程 … 97
3.4.1 Feign的整体运作流程 … 98
3.4.2 RPC动态代理容器实例的FactoryBean工厂类 … 99
3.4.3 Feign.Builder建造者容器实例 … 102
3.4.4 默认的RPC动态代理实例的创建流程 … 105
3.4.5 Contract远程调用协议规则类 … 108
3.5 Feign远程调用的执行流程 … 110
3.5.1 与FeignInvocationHandler相关的远程调用执行流程 … 110
3.5.2 与HystrixInvocationHandler相关的远程调用执行流程 … 111
3.5.3 Feign远程调用的完整流程及其特性 … 114
3.6 HystrixFeign动态代理实例的创建流程 … 115
3.6.1 HystrixFeign.Builder建造者容器实例 … 115
3.6.2 配置HystrixFeign.Builder建造者容器实例 … 116
3.7 feign.Client客户端容器实例 … 117
3.7.1 装配LoadBalancerFeignClient负载均衡容器实例 … 117
3.7.2 装配ApacheHttpClient负载均衡容器实例 … 119
3.7.3 装配OkHttpClient负载均衡容器实例 … 121
3.7.4 装配Client.Default负载均衡容器实例 … 122
第4章 RxJava响应式编程框架 … 124
4.1 从基础原理讲起:观察者模式 … 124
4.1.1 观察者模式的基础原理 … 124
4.1.2 观察者模式的经典实现 … 125
4.1.3 RxJava中的观察者模式 … 127
4.1.4 RxJava的不完整回调… 130
4.1.5 RxJava的函数式编程… 132
4.1.6 RxJava的操作符… 134
4.2 创建型操作符 … 134
4.2.1 just操作符 … 135
4.2.2 from操作符 … 135
4.2.3 range操作符 … 136
4.2.4 interval操作符 … 137
4.2.5 defer操作符 … 138
4.3 过滤型操作符 … 139
4.3.1 filter操作符 … 139
4.3.2 distinct操作符 … 140
4.4 转换型操作符 … 141
4.4.1 map操作符 … 141
4.4.2 flatMap操作符 … 142
4.4.3 scan操作符 … 144
4.5 聚合操作符 …146
4.5.1 count操作符 … 146
4.5.2 reduce操作符 … 147
4.6 其他操作符 … 149
4.6.1 take操作符 … 149
4.6.2 window操作符 … 150
4.7 RxJava的Scheduler调度器… 153
4.8 背压 … 155
4.8.1 什么是背压问题 … 155
4.8.2 背压问题的几种应对模式 … 158
第5章 Hystrix RPC保护的原理 … 162
5.1 RPC保护的目标 … 162
5.2 HystrixCommand简介 … 162
5.2.1 HystrixCommand的使用 … 163
5.2.2 HystrixCommand的配置内容和方式 … 166
5.3 HystrixCommand命令的执行方法 … 168
5.3.1 execute()方法 … 168
5.3.2 queue()方法 … 170
5.3.3 observe()方法 … 172
5.3.4 toObservable()方法 … 173
5.3.5 HystrixCommand的执行方法之间的关系 … 175
5.4 RPC保护之舱壁模式 … 176
5.4.1 什么是舱壁模式 … 176
5.4.2 Hystrix线程池隔离 … 178
5.4.3 Hystrix线程池隔离配置 … 182
5.4.4 Hystrix信号量隔离 … 184
5.5 RPC保护之熔断器模式 … 188
5.5.1 熔断器状态变化的演示实例 … 189
5.5.2 熔断器和滑动窗口的配置属性 … 193
5.5.3 Hystrix命令的执行流程 … 198
5.6 RPC监控之滑动窗口的实现原理 … 199
5.6.1 Hystrix健康统计滑动窗口的模拟实现… 200
5.6.2 Hystrix滑动窗口的核心实现原理 … 205
第6章 微服务网关与用户身份识别 … 210
6.1 Zuul的基础使用 … 211
6.2 创建Zuul网关服务 … 211
6.2.1 Zuul路由规则配置 … 212
6.2.2 过滤敏感请求头部 … 214
6.2.3 路径前缀的处理 … 215
6.3 Zuul过滤器 … 216
6.3.1 Zuul网关的过滤器类型 … 216
6.3.2 实战:用户的黑名单过滤 … 217
6.4 Spring Security原理和实战 … 221
6.4.1 Spring Security核心组件 … 221
6.4.2 Spring Security的请求认证处理流程 … 224
6.4.3 基于数据源的认证流程 … 231
6.5 JWT+Spring Security进行网关安全认证 … 237
6.5.1 JWT安全令牌规范详解 … 238
6.5.2 JWT+Spring Security认证处理流程 … 243
6.5.3 Zuul网关与UAA微服务的配合 … 250
6.5.4 使用Zuul过滤器添加代理请求的用户标识 … 254
6.6 服务提供者之间的会话共享关系 … 256
6.6.1 分布式Session的起源和实现方案 … 257
6.6.2 Spring Session的核心组件和存储细节 … 258
6.6.3 Spring Session的使用和定制… 259
6.6.4 通过用户身份标识查找Session ID … 261
6.6.5 查找或创建分布式Session … 263
6.6.6 加载高速访问数据到分布式Session … 265
第7章 Nginx/OpenResty详解 … 268
7.1 Nginx简介 … 268
7.1.1 正向代理与反向代理 … 269
7.1.2 Nginx的启动与停止 … 270
7.1.3 Nginx的启动命令和参数详解 … 271
7.1.4 Linux下OpenResty的启动、停止脚本 … 271
7.1.5 Windows下OpenResty的启动、停止脚本 … 273
7.2 Nginx的核心原理 … 274
7.2.1 Reactor模型 … 274
7.2.2 Nginx的两类进程 … 275
7.2.3 Nginx的模块化设计 … 276
7.2.4 Nginx配置文件上下文结构 … 278
7.2.5 Nginx的请求处理流程 … 280
7.2.6 HTTP请求处理的11个阶段 … 281
7.3 Nginx的基础配置 … 286
7.3.1 events事件驱动配置 … 286
7.3.2 虚拟主机配置 … 287
7.3.3 错误页面配置 … 289
7.3.4 长连接相关配置 … 290
7.3.5 访问日志配置 … 290
7.3.6 Nginx核心模块内置变量 … 291
7.4 location路由规则配置详解 … 293
7.4.1 location语法详解 … 293
7.4.2 常用的location路由配置 … 296
7.5 Nginx的rewrite模块指令 … 297
7.5.1 set指令 … 298
7.5.2 rewrite指令 … 298
7.5.3 if条件指令 … 301
7.5.4 add_header指令 … 303
7.5.5 指令的执行顺序 … 304
7.6 反向代理与负载均衡配置 … 305
7.6.1 演示环境说明 … 305
7.6.2 proxy_pass反向代理指令 … 306
7.6.3 proxy_set_header请求头设置指令 … 308
7.6.4 upstream上游服务器组 … 309
7.6.5 upstream的上游服务器配置 … 311
7.6.6 upstream的负载分配方式 … 313
第8章 Nginx Lua编程 … 315
8.1 Nginx Lua编程的主要应用场景 … 315
8.2 Nginx Lua编程简介 … 315
8.2.1 ngx_lua简介 … 315
8.2.2 Nginx Lua项目的创建 … 316
8.2.3 Lua项目的工程结构 … 317
8.2.4 Lua项目的启动 … 318
8.3 Lua开发基础 … 319
8.3.1 Lua模块的定义和使用 … 319
8.3.2 Lua模块的使用 … 320
8.3.3 Lua的数据类型 … 322
8.3.4 Lua的字符串 … 325
8.3.5 Lua的数组容器 … 326
8.3.6 Lua的控制结构 … 328
8.3.7 Lua的函数定义 … 331
8.3.8 Lua的面向对象编程 … 332
8.4 Nginx Lua编程基础 … 333
8.4.1 Nginx Lua的执行原理 … 334
8.4.2 Nginx Lua的配置指令 … 335
8.4.3 Nginx Lua的内置常量和变量 … 339
8.5 Nginx Lua编程实例 … 341
8.5.1 Lua脚本获取URL中的参数 … 341
8.5.2 Nginx Lua的内置方法 … 342
8.5.3 通过ngx.header设置HTTP响应头 … 344
8.5.4 Lua访问Nginx变量 … 347
8.5.5 Lua访问请求上下文变量 … 349
8.6 重定向与内部子请求 … 350
8.6.1 Nginx Lua内部重定向 … 350
8.6.2 Nginx Lua外部重定向 … 352
8.6.3 ngx.location.capture子请求 … 355
8.6.4 ngx.location.capture_multi并发子请求 …359
8.7 Nginx Lua操作Redis … 361
8.7.1 Redis的CRUD基本操作 … 361
8.7.2 实战:封装一个操作Redis的基础类 … 364
8.7.3 在Lua中使用Redis连接池 … 367
8.8 Nginx Lua编程实战案例 … 369
8.8.1 Nginx+Redis进行分布式访问统计 … 369
8.8.2 Nginx+Redis+Java容器实现高并发访问 … 370
8.8.3 Nginx+Redis实现黑名单拦截 … 375
8.8.4 使用Nginx Lua共享内存 … 378
第9章 限流原理与实战 … 380
9.1 限流策略原理与参考实现 … 380
9.1.1 3种限流策略:计数器、漏桶和令牌桶 … 380
9.1.2 计数器限流原理和Java参考实现 … 381
9.1.3 漏桶限流原理和Java参考实现 … 384
9.1.4 令牌桶限流原理和Java参考实现 … 386
9.2 分布式计数器限流 … 390
9.2.1 实战:Nginx Lua分布式计数器限流 … 390
9.2.2 实战:Redis Lua分布式计数器限流 … 394
9.3 Nginx漏桶限流详解 … 397
9.4 实战:分布式令牌桶限流 … 399
9.4.1 分布式令牌桶限流Lua脚本 … 399
9.4.2 Java分布式令牌桶限流 … 402
9.4.3 Java分布式令牌桶限流的自验证 … 406
第10章 Spring Cloud+Nginx秒杀实战 … 409
10.1 秒杀系统的业务功能和技术难点 … 409
10.1.1 秒杀系统的业务功能 … 409
10.1.2 秒杀系统面临的技术难题 … 410
10.2 秒杀系统的系统架构 … 411
10.2.1 秒杀的分层架构 … 411
10.2.2 秒杀的限流架构 … 413
10.2.3 秒杀的分布式锁架构 … 414
10.2.4 秒杀的削峰架构 … 415
10.3 秒杀业务的参考实现 … 416
10.3.1 秒杀的功能模块和接口设计 … 416
10.3.2 数据表和PO实体类设计 … 420
10.3.3 使用分布式ID生成器 … 423
10.3.4 秒杀的控制层设计 … 424
10.3.5 service层逻辑:获取秒杀令牌 … 426
10.3.6 service层逻辑:执行秒杀下单 … 429
10.3.7 秒杀的Lua脚本设计 … 434
10.3.8 BusinessException定义 … 436
10.4 Zuul内部网关实现秒杀限流 … 439
10.5 Nginx高性能秒杀和限流 … 444
10.5.1 Lua脚本:获取秒杀令牌 … 445
10.5.2 Lua脚本:执行令牌桶限流 … 448
前言
Spring Cloud+Nginx系统架构毫无疑问是当今的主流技术之一。分布式Spring Cloud微服务框架和高性能的Nginx反向代理Web服务的优秀组合,满足了各大产品和项目的可扩展、高可用、高性能架构的需求。然而根据笔者摸查,很多Java开发人员对Spring Cloud微服务、反向代理Nginx核心知识的掌握不够,仅停留在Spring Cloud+Nginx基础配置、API使用的初级使用阶段。
本书从基础设计模式、基础原理出发,理论与实战相结合,对Spring Cloud + Nginx高并发编程的核心原理做了非常系统和详尽的介绍。本书旨在帮助初、中、高级开发工程师弥补在Spring Cloud微服务、Nginx反向代理核心知识方面的短板,为广大开发人员顺利成长为优秀的Java高级工程师、系统架构师提供帮助。
本书内容
本书内容分为10章,分别说明如下:
第1章介绍Spring Cloud+Nginx高并发核心编程的学习准备,包括知识背景、开发和自验证环境的准备。
第2章介绍Spring Cloud入门实战,包括注册中心、配置中心、微服务提供者的入门开发和配置。
第3章介绍Spring Cloud RPC远程调用的核心原理,从设计模式的代理模式开始,抽丝剥茧、层层递进地揭秘Spring Cloud Feign的底层RPC远程调用的核心原理。
第4章介绍RxJava响应式编程框架。在Spring Cloud框架中涉及Ribbon和Hystrix两个重要的组件,它们都用到了RxJava响应式编程框架。作为非常重要的编程基础知识,本书特意设立本章对RxJava的原理和使用进行详细介绍。
第5章介绍Hystrix RPC保护的原理,从RxJava响应式编程框架的应用开始,溯本求源、循序渐进地揭秘Spring Cloud Hystrix的底层 RPC保护的核心原理。
第6章介绍微服务网关与用户身份识别。微服务网关是微服务架构中不可或缺的部分,它统一解决Provider路由、负载均衡、权限控制等问题。
第7章详解Nginx/OpenResty,从高性能传输模式Reactor模型入手,寻踪觅源、由浅入深地揭秘Nginx反向代理Web服务器的核心知识,包括Reactor模型、Nginx的模块化设计、Nginx的请求处理流程等。
第8章介绍Nginx Lua编程。在高并发场景下,Nginx Lua编程是解决性能问题的利器,本章介绍Nginx Lua编程的基础知识。
第9章介绍限流原理与实战。高并发系统用三把利器—缓存、降级和限流来保护系统,本章介绍计数器、令牌桶、漏桶这三大限流策略的原理和实现。
第10章介绍Spring Cloud+Nginx秒杀实战,通过这个综合性的实战案例说明缓存、降级和限流的应用。
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