Contents目錄
譯者序
前言
關於作者
關於審校者
第1章軟件架構簡介1
1.1設計軟件繫統的架構1
1.2劃分為較3
1.3康威定律：對軟件架構的影響5
1.4應用示例：概述6
1.5軟件架構安全8
1.6小結9
第一部分設計
第2章API設計13
2.1抽像14
2.1.1使用合適的抽像15
2.1.2抽像失效16
2.1.3資源與操作抽像17
2.2RESTful接口18
2.2.1實用性定義19
2.2.2HTTP頭部及狀態21
2.2.3資源設計24
2.2.4資源與參數25
2.2.5分頁26
2.2.6RESTful API流程設計27
2.2.7使用Open API規範29
2.3認證32
2.3.1HTML接口認證33
2.3.2RESTful接口認證34
2.4API版本管理38
2.4.1為何需要版本管理38
2.4.2內部版本與外部版本38
2.4.3語義化版本管理39
2.4.4簡單的版本管理40
2.5前端與後端41
2.6HTML接口43
2.6.1傳統HTML接口43
2.6.2動態頁面44
2.6.3單頁應用程序45
2.6.4混合模式46
2.7API設計示例47
2.7.1端點48
2.7.2設計及實現審查55
2.8小結55
第3章數據建模56
3.1數據庫的類型56
3.1.1關繫數據庫57
3.1.2非關繫數據庫59
3.1.3小型數據庫62
3.2數據庫事務63
3.3分布式關繫數據庫65
3.3.1主庫/副本65
3.3.2分片67
3.3.3分片的優勢和劣勢71
3.4數據庫模式設計72
3.4.1模式規範化75
3.4.2去規範化77
3.5數據索引78
3.6小結81
第4章數據層82
4.1模型層82
4.1.1DDD83
4.1.2使用ORM84
4.1.3模式及數據封裝90
4.1.4CQRS使用不同的讀寫
模型93
4.2數據庫遷移96
4.2.1向後兼容性96
4.2.2關繫數據庫遷移97
4.2.3非關繫數據庫遷移101
4.3處理遺留數據庫102
4.3.1檢測數據庫模式103
4.3.2同步現有模式至ORM104
4.4小結105
第二部分架構模式
第5章十二要素App方法論109
5.1十二要素App簡介109
5.2CI110
5.3可擴展性111
5.4配置113
5.5十二要素115
5.5.1一次構建，多次運行115
5.5.2依賴項和配置117
5.5.3可擴展性120
5.5.4監控和管理122
5.6容器化的十二要素App125
5.7小結126
第6章Web服務器架構127
6.1請求–響應架構127
6.2Web架構129
6.3Web服務器130
6.3.1由外部提供靜態內容131
6.3.2反向代理133
6.3.3日志135
6.3.4高級用法136
6.4uWSGI136
6.4.1WSGI應用程序137
6.4.2與Web服務器交互138
6.4.3進程139
6.4.4進程生命周期140
6.5Python Worker143
6.5.1Django MVT架構143
6.5.2將請求路由到視圖144
6.5.3視圖146
6.5.4中間件150
6.5.5Django REST框架152
6.6外部層158
6.7小結158
第7章事件驅動架構160
7.1發送事件160
7.2異步任務161
7.3任務細分164
7.4計劃任務165
7.5隊列機制166
7.5.1統一Worker代碼169
7.5.2雲隊列和Worker169
7.6Celery171
7.6.1配置Celery172
7.6.2Celery Worker172
7.6.3觸發任務175
7.6.4聯調175
7.6.5計劃任務178
7.6.6Celery Flower182
7.6.7Flower的HTTP API184
7.7小結185
第8章高級事件驅動架構187
8.1流式事件187
8.2管道190
8.2.1準備191
8.2.2基礎任務192
8.2.3圖像任務193
8.2.4視頻任務195
8.2.5連接任務196
8.2.6運行任務198
8.3定義總線200
8.4更復雜的繫統201
8.5測試事件驅動繫統204
8.6小結205
第9章微服務與單體207
9.1單體架構207
9.2微服務架構208
9.3架構選擇209
9.4關鍵因素：團隊溝通213
9.5從單體遷移到微服務216
9.5.1遷移面臨的挑戰216
9.5.2四步遷移218
9.6服務容器化224
9.6.1構建並運行鏡像226
9.6.2構建並運行Web服務228
9.7容器編排與Kubernetes236
9.8小結237
第三部分實現
第10章測試與TDD241
10.1代碼測試2

Preface前言
軟件的發展意味著隨著時間的推移繫統會變得越來越復雜，需要越來越多的開發人員協同工作。隨著軟件繫統規模的增長，一個總體的架構也隨之產生。如果沒有對繫統架構進行很好的規劃，軟件繫統將會變得非常混亂且難以維護。
軟件架構所要解決的問題就是規劃和設計軟件繫統的架構。一個設計良好的架構可以讓不同的團隊相互交流，同時對各自的責任和目標有清晰的認識。
繫統的架構應當被設計成可以在最小的阻礙下進行日常軟件開發，而且允許增加功能，以及對繫統進行擴展。一個處於運行狀態的繫統，其架構總是在變化，還可以對其進行功能調整和擴充，從而以一種審慎而平滑的方式重塑不同的。
在本書中，我們將學習軟件架構繫統的各方面內容，從頂層設計到用於支持高層功能的低層細節。本書內容分為四個部分，涵蓋軟件開發生命周期中的各個階段：
編寫代碼之前首先進行設計；
采用經驗證的架構模式；
用代碼實現設計；
持續運維以適應變化，並確保繫統按預期狀態運行。
本書內容將包含上述所有相關內容的不同技術實現。
目標讀者
本書是為那些想要擴充其軟件架構知識的開發人員準備的，無論是經驗豐富的開發人員，還是想提高自身能力的軟件開發新手，都可以通過學習本書內容，用更寬廣的視野來應對更大規模的軟件繫統開發。
本書使用Python編寫的代碼作為示例。雖然不要求讀者是Python開發專家，但需要具備一定的Python基礎知識。
本書內容
第1章介紹什麼是軟件架構以及為什麼它很有用，同時還提供一個設計示例。
第一部分涵蓋編寫軟件代碼之前的設計階段的相關內容：
第2章展示設計可用API的基礎知識，這些API可以方便地抽像出各種操作。
第3章講述存儲繫統的特殊性以及如何為應用程序設計合適的數據表示。
第4章討論處理存儲數據的代碼，以及如何使其滿足需求。
第二部分包含各種不同的架構模式，這些模式重用了已被驗證的軟件架構：
第5章展示“十二要素App”方法論在有效處理Web服務時的良好實踐，並將其應用於不同場景。
第6章闡述Web服務器以及在實施和軟件設計過程中需要考慮的相關要素。
第7章描述另一種類型的異步繫統，它接收信息時不立即返回響應。
第8章闡述更多異步繫統的高級用法，以及一些不同的可創建的模式。
第9章介紹兩種針對復雜繫統的架構，並闡述它們之間的區別。
第三部分是本書的代碼實現部分，介紹如何編寫代碼：
第10章闡述測試的基本原理以及如何在編碼過程中使用TDD（Test Driven Development，測試驅動開發）。
第11章討論創建可重復使用的代碼的過程，以及如何對其進行分發。
第四部分是關於持續運維的內容，即繫統正在運行，並且需要在調整和修改的同時對其進行監控：
第12章闡述如何記錄運行中的繫統正在做什麼。
第13章討論如何多方彙集數據以查看整個繫統的狀況。
第14章闡述如何了解代碼的執行情況以提高其性能。
第15章涵蓋深入挖掘代碼執行的過程以發現並修復其中的錯誤。
第16章描述如何在運行的繫統中有效地進行架構調整。
充分利用本書
本書的示例代碼使用Python語言，並假定讀者能夠自如地閱讀，但不需要專家級別的水平。
如果之前接觸過包含多種服務的復雜繫統，將有利於理解軟件架構所帶來的各種挑戰。這對於有幾年或更多經驗的開發人員來說應該很簡單。
熟悉Web服務和REST接口有助於更好地理解某些原理。
下載示例代碼文件
本書的代碼包托管在GitHub上，地址是https://github.com/PacktPublishing/Python-Architecture-Patterns。
下載彩色圖片
我們還提供了一個PDF文件，其中包含本書所用到的屏幕截圖、圖表的彩色圖片文件。可
以從https://static.packt-cdn.com/downloads/9781801819992_ColorImages.pdf下載。
排版約定
本書中使用了以下排版約定。
CodeInText（代碼體）：表示文本中的程序代碼、對像名、模塊名、文件夾名、文件名、文件擴展名、路徑名、虛擬URL和用戶輸入等。下面是一個例子：“對於這個方法，我們需要導入requests（請求）模塊”。
示例代碼塊如下：

請注意，為簡潔起見，書中列出的代碼可能被編輯過。必要時可參考GitHub上的完整代碼。
本書中所有在命令行輸入或輸出的內容均為如下形式（注意$符號）：

本書中所有在Python解釋器中輸入的內容均為如下形式（注意>>>符號）。預期的程序輸出信息將出現在沒有>>>符號的地方：

要進入Python解釋器，需運行不帶參數的python3命令：

本書中所有在命令行輸入或輸出的內容均為如下形式：

黑體字：表示一個新術語、一個重要的詞或在界面上看到的詞，比如，菜單或對話框中的詞。例如：“在Administration（管理）面板上選擇System info（繫統信息）菜單”。
表示警告或重要說明。
表示提示或技巧。