前　言
很多軟件工程師的職業(yè)規(guī)劃是成為架構(gòu)師，但是要成為架構(gòu)師很多時(shí)候要求先有架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，而不做架構(gòu)師又怎么會(huì)有架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)�？那么要如何獲得架構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)�？一方面可以通過(guò)工作來(lái)學(xué)習(xí)，觀察所在團(tuán)隊(duì)的架構(gòu)師是如何工作的，協(xié)助他做一些架構(gòu)設(shè)計(jì)和落地的工作。同時(shí)，思考如果你是架構(gòu)師，你將如何完成工作，哪些地方可以做得更好。
另一方面，也可以通過(guò)閱讀來(lái)學(xué)習(xí)，看看那些典型的、耳熟能詳?shù)膽?yīng)用系統(tǒng)是如何設(shè)計(jì)的。同樣，你也可以在閱讀的過(guò)程中思考：如果你是這個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)師，將如何進(jìn)行設(shè)計(jì)？如何輸出你的設(shè)計(jì)結(jié)果？哪些關(guān)鍵設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步優(yōu)化？
通過(guò)這樣不斷地學(xué)習(xí)和思考，你就會(huì)不斷積累架構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，等你有機(jī)會(huì)成為架構(gòu)師的時(shí)候，就可以從容不迫地利用你學(xué)習(xí)與思考獲得的經(jīng)驗(yàn)和方法，開(kāi)始你的架構(gòu)師職業(yè)生涯。
本書(shū)的所有案例都是基于真實(shí)場(chǎng)景的，甚至有些案例本身就是由真實(shí)設(shè)計(jì)文檔改編的。希望你在閱讀本書(shū)的過(guò)程中，能把自己帶入真實(shí)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)場(chǎng)景中，把文章當(dāng)成真實(shí)的設(shè)計(jì)文檔，把自己想象成文檔作者的同事，也就是說(shuō)，你正在評(píng)審我做的設(shè)計(jì)。
你可以一邊閱讀一邊思考：這個(gè)設(shè)計(jì)哪些地方考慮不周？哪些關(guān)鍵點(diǎn)有缺漏？然后你可以把自己的思考記錄下來(lái)，當(dāng)作你的評(píng)審意見(jiàn)。重要的是，通過(guò)這種方式，你擁有了和我一樣的關(guān)于每一個(gè)軟件設(shè)計(jì)案例的現(xiàn)場(chǎng)感：你不是一個(gè)閱讀書(shū)籍的讀者，而是置身于互聯(lián)網(wǎng)大廠的資深架構(gòu)師，你在評(píng)審?fù)�事的設(shè)計(jì)，也在考慮公司的未來(lái)。
本書(shū)特點(diǎn)
本書(shū)主要針對(duì)高并發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的典型應(yīng)用場(chǎng)景，采用標(biāo)準(zhǔn)的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)文檔格式，描述如何設(shè)計(jì)常見(jiàn)的高并發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)，期望能夠幫助你站在大廠架構(gòu)師的視角，理解高并發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。
為了幫助你獲得這種身臨其境的大廠架構(gòu)師視角，本書(shū)提供了三條途徑。
足夠真實(shí)的高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)場(chǎng)景
高并發(fā)是系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的核心，也是很多大廠的關(guān)注焦點(diǎn)。在應(yīng)聘大廠架構(gòu)師崗位的時(shí)候，如果你對(duì)高并發(fā)架構(gòu)說(shuō)不出什么，恐怕面試就兇多吉少了。但是看過(guò)了不少高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)資料之后，你可能還是會(huì)有這樣的困惑：為什么我還是對(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)完整的高并發(fā)系統(tǒng)沒(méi)有概念？
這主要是因?yàn)槟銓W(xué)習(xí)的是具體的高并發(fā)架構(gòu)知識(shí)，而不是學(xué)習(xí)一個(gè)完整的高并發(fā)系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)，所以也就無(wú)法形成一個(gè)整體的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)思路。
本書(shū)大部分案例都是針對(duì)我們?nèi)粘＝佑|的各種高并發(fā)應(yīng)用的，比如微博、短視頻、網(wǎng)約車(chē)、網(wǎng)盤(pán)、搜索引擎等，具體又分為高并發(fā)系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)處理架構(gòu)、高性能架構(gòu)、高可用架構(gòu)以及安全架構(gòu)。
在學(xué)習(xí)這些系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)案例的時(shí)候，一方面可以學(xué)習(xí)各種應(yīng)用系統(tǒng)如何進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，另一方面也可以學(xué)習(xí)高并發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的模式和技巧，兩者結(jié)合起來(lái)，就是一個(gè)完整的高并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的知識(shí)體系。
貼合工作場(chǎng)景的設(shè)計(jì)文檔形式
你可能會(huì)覺(jué)得設(shè)計(jì)文檔和自己關(guān)系不大：一是平時(shí)不怎么寫(xiě)，也不愿意寫(xiě)，覺(jué)得寫(xiě)文檔價(jià)值不大；二是自己不擅長(zhǎng)寫(xiě)文檔，覺(jué)得寫(xiě)也寫(xiě)不好，甚至不太知道設(shè)計(jì)文檔該怎么寫(xiě)。
但工作了這么多年，我發(fā)現(xiàn)寫(xiě)東西可以幫助人更好地思考。技術(shù)人員如果不寫(xiě)設(shè)計(jì)文檔，就會(huì)缺少對(duì)技術(shù)的深刻思考，缺乏對(duì)技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，也就不知道如何找到更好的技術(shù)和更合理的方案。很顯然，這會(huì)阻礙技術(shù)人員的職業(yè)發(fā)展。
不僅如此，如果不寫(xiě)設(shè)計(jì)文檔，缺乏對(duì)技術(shù)的深度思考，那么開(kāi)發(fā)出來(lái)的軟件就缺乏創(chuàng)新，產(chǎn)品在市場(chǎng)上就缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。
可以粗暴一點(diǎn)地說(shuō)：沒(méi)有設(shè)計(jì)文檔就沒(méi)有設(shè)計(jì)，沒(méi)有設(shè)計(jì)就沒(méi)有技術(shù)的進(jìn)步。
所以，本書(shū)將以軟件設(shè)計(jì)文檔的形式去展現(xiàn)一系列軟件的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)文檔的風(fēng)格是相對(duì)統(tǒng)一的。我希望你可以在這些“重復(fù)”的設(shè)計(jì)文檔所展現(xiàn)的組織方式、軟件建模與架構(gòu)方式中，掌握一般的軟件設(shè)計(jì)方法和軟件設(shè)計(jì)文檔的寫(xiě)作方法。
求同存異的典型系統(tǒng)架構(gòu)案例
我精挑細(xì)選了18個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)案例，這些案例大多是目前大家比較關(guān)注的高并發(fā)、高性能、高可用系統(tǒng)。它們是高并發(fā)架構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)秀“課代表”，它們的技術(shù)可以解決現(xiàn)有的80%以上的高并發(fā)共性問(wèn)題。所以在閱讀文檔的過(guò)程中，你可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與借鑒這些典型的分布式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，構(gòu)建起自己的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法論，以指導(dǎo)自己的工作實(shí)踐。
為了避免每篇文檔中都出現(xiàn)大量重復(fù)、雷同的設(shè)計(jì)，我在內(nèi)容方面進(jìn)行了取舍，精簡(jiǎn)了一些常規(guī)的、技術(shù)含量較低的內(nèi)容，而盡量介紹那些有獨(dú)特設(shè)計(jì)思想的技術(shù)點(diǎn)，盡可能做到在遵循設(shè)計(jì)文檔規(guī)范的同時(shí)，又突出每個(gè)系統(tǒng)自己的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。
此外，本書(shū)中還有一部分設(shè)計(jì)是針對(duì)大型應(yīng)用系統(tǒng)的，比如限流器、防火墻、加解密服務(wù)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)等。
但需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，本書(shū)會(huì)針對(duì)這些知名的大廠應(yīng)用重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不是分析現(xiàn)有應(yīng)用是如何設(shè)計(jì)的。一方面，重新設(shè)計(jì)完全可以按自己的意愿來(lái)，不管是設(shè)計(jì)方案還是需求分析、性能指標(biāo)估算，都是一件很有意思的事；另一方面，因?yàn)楝F(xiàn)有應(yīng)用中的某些關(guān)鍵設(shè)計(jì)并沒(méi)有公開(kāi)，我們要想討論清楚這些高并發(fā)應(yīng)用的架構(gòu)設(shè)計(jì)，沒(méi)有現(xiàn)成的資料，還是需