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《微服务架构设计模式》

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微服务架构的先驱、Java 开发者社区的意见领袖 Chris Richardson亲笔撰写，微服务实用落地指南。

涵盖44个架构设计模式，系统解决服务拆分、事务管理、查询和跨服务通信等难题。

易宝支付CTO陈斌、PolarisTech 联合创始人蔡书、才云科技CEO张鑫等多位专家鼎力推荐。

编辑推荐

适读人群 ：本书的重点是架构和开发，适合负责开发和交付软件的任何人（例如开发人员、架构师、 CTO等）阅读。

本书由微服务架构的先驱、Java开发者社区的意见领袖 Chris Richardson亲笔撰写，旨在帮助架构师和程序员学会使用微服务架构成功开发应用程序。书中描述了如何解决我们将面临的众多架构设计挑战，包括如何管理分布式数据，还介绍了如何将单体应用程序重构为微服务架构，涵盖44个架构设计模式，系统解决服务拆分、事务管理、查询和跨服务通信等难题。本书并不是鼓吹微服务架构的宣言，作者既介绍了微服务的原理、原则，又详细讲解了实际落地中的架构设计模式，将使你理解微服务架构、它的好处和弊端，以及应该何时使用微服务架构。本书将帮助你建立微服务的全局视野，并学会在纷繁复杂的情况下做出正确的架构选择和取舍。

内容简介

成功地开发基于微服务架构的应用软件，需要掌握一系列全新的架构思想和实践。在这本独特的书籍中，微服务架构的先驱、Java 开发者社区的意见领袖 Chris Richardson 收集、分类并解释了 44 个架构设计模式，这些模式用来解决诸如服务拆分、事务管理、查询和跨服务通信等难题。

本书将教会你如何开发和部署生产级别的微服务架构应用。这套宝贵的架构设计模式建立在数十年的分布式系统经验之上，Chris 还为开发服务添加了新的模式，并将它们组合成可在真实条件下可靠地扩展和执行的系统。本书不仅仅是一个模式目录，还提供了经验驱动的建议，以帮助你设计、实现、测试和部署基于微服务的应用程序。

 本书包含：

•  如何（以及为什么）使用微服务架构

•  服务拆分的策略

•  事务管理和查询相关的模式

•  高效的测试策略

•  包括容器和 Serverless 在内的部署模式

本书专为熟悉标准企业应用程序架构的开发人员编写，使用 Java 编写所有示例代码。

作译者简介

克里斯•理查森（Chris Richardson） 

世界著名的软件大师，《POJOS in Action》等技术名著的作者，也是著名开源项目 Cloud Foundry 和 Eventuate 的创始人。他的研究领域包括微服务架构设计、分布式数据管理、事件驱动的应用架构、领域驱动设计、持续交付、Spring 框架、Scala、NoSQL 数据库等。

喻勇

在技术圈驰骋多年，曾担任过微软技术布道师，VMware Cloud Foundry 生态建设负责人，并有幸引领了国内容器技术的创业浪潮。目前定居加拿大，关注微服务架构、云原生应用等领域。

Chris 与喻勇曾在 VMware 全球开发者关系团队共事多年，现在他们合作为国内企业客户提供微服务相关的咨询和培训服务，他们的中文网站是：www.chrisrichardson.cn 

目录

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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