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  • 分布式數據服務:事務模型、處理語言、一致性與體繫結構 徐子晨
    該商品所屬分類:計算機/網絡 -> 數據庫
    【市場價】
    392-568
    【優惠價】
    245-355
    【作者】 徐子晨 
    【所屬類別】 圖書  計算機/網絡  數據庫  數據庫理論 
    【出版社】機械工業出版社 
    【ISBN】9787111737377
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    內容介紹



    開本:16開
    紙張:膠版紙
    包裝:平裝-膠訂

    是否套裝:否
    國際標準書號ISBN:9787111737377
    作者:徐子晨

    出版社:機械工業出版社
    出版時間:2024年02月 

        
        
    "

    編輯推薦
    ?本書主要圍繞分布式數據服務進行闡述,對分布式數據服務相關繫統、算法以及體繫結構進行了全面的解讀。

    ?本書加入了大量的實踐實訓環節,引導讀者從零到一構建一種強一致性協議並實現其運行框架。

    ?本書中的硬核技術是互聯網大廠亟需的分布式基礎架構開發技術,為相關從業人員提供了全面而繫統的學習資源。 
    內容簡介
    隨著物聯網、雲計算、大數據與人工智能等技術的蓬勃發展,計算服務逐漸從計算密集型向數據密集型(Data Intensive)轉變。高性能、高通量的數據服務關鍵技術成為智慧城市、智能制造、智慧農業等國家重大需求解決方案的核心基礎。並行與分布式數據處理的概念啟發於上世紀80年代,源自討論在內存及二級存儲極為有限的條件下如何跨越“內存牆”,完成計算任務的優化技術。而今,互聯網與私有網絡數據指數級增長、數據服務的事務性需求復雜多變、跨地域數據同步需求動態不統一、如何應對當前及未來大數據服務及其上的人工智能計算對並行與分布式數據服務提出了新的問題與挑戰。本書從並行與分布式數據服務的基礎理論、事務模型、數據處理語言等基礎內容,並進一步討論分布式數據一致性模型及全觀性的數據處理架構方面的先進及實用的研究及繫統軟件相關知識,,對分布式數據服務的其他研究也進行了概述,並對其未來發展方向進行展望。本書可以作為計算機、數據科學與大數據技術、人工智能等相關專業的高年級本科生與研究生在數據庫理論及分布式繫統等課程上的輔助教材,也可以為物聯網、雲計算、大數據與人工智能等領域的科研人員及從業者提供創新研究與技術應用的參考。
    作者簡介
    徐子晨:
    教授、博士生導師。2016年6月畢業於美國俄亥俄州立大學獲博士學位。現為南昌大學數學與計算機學院副院長,高層次引進人纔,學科方向帶頭人,江西省“雙千計劃”首批入選者。在南昌大學任職期間教授本科生及研究生繫統類課程二十餘門。
    主要從事包括數據密集計算,智能計算,高能效計算及分布式數據存儲等數據庫繫統軟件相關方面的教研工作。以第一作者發表數據庫、分布式繫統體繫結構等方向高水平期刊、會議文章50餘篇。服務於IEEE/ACM TKDE/TC/TPDS/TCC等旗艦期刊,擔任過IEEE ICDE,INFOCOM,BigData,IWQoS,ICDCS等國際旗艦會議的程序委員會副主席及委員等相關工作。是計算機數據庫繫統研究者。

    柳傑:徐子晨:
    教授、博士生導師。2016年6月畢業於美國俄亥俄州立大學獲博士學位。現為南昌大學數學與計算機學院副院長,高層次引進人纔,學科方向帶頭人,江西省“雙千計劃”首批入選者。在南昌大學任職期間教授本科生及研究生繫統類課程二十餘門。
    主要從事包括數據密集計算,智能計算,高能效計算及分布式數據存儲等數據庫繫統軟件相關方面的教研工作。以第一作者發表數據庫、分布式繫統體繫結構等方向高水平期刊、會議文章50餘篇。服務於IEEE/ACM TKDE/TC/TPDS/TCC等旗艦期刊,擔任過IEEE ICDE,INFOCOM,BigData,IWQoS,ICDCS等國際旗艦會議的程序委員會副主席及委員等相關工作。是計算機數據庫繫統研究者。

    柳傑:
    國內互聯網大廠分布式緩存服務高級工程師,前滴滴出行高級軟件開發工程師,曾參與並主導了滴滴出行底層鍵值存儲繫統分布式資源編排繫統的重構方案設計,並負責開發實現,在分布式繫統架構領域有深入研究。是開源項目eraft(https://eraft.cn/)主要代碼貢獻者,該項目被收錄於斯坦福大學Raft協議官方庫,亦是本書的實踐主體。

    婁俊升:
    2021級南昌大學軟件工程碩士,研究方向為分布式繫統一致性算法優化。曾參與多個國家級、省級項目研發,從中學習與總結了許多分布式繫統領域相關的理論和實踐經驗,對分布式一致性算法性能優化有深入研究。
    目錄

    前言
    第一部分分布式繫統基礎與理論
    第1章分布式繫統基礎2
    1.1概述2
    1.2分布式設計目標4
    1.2.1一致性4
    1.2.2可用性6
    1.2.3分區容錯性8
    1.2.4可擴展性9
    1.3數據模型10
    1.3.1關繫模型10
    1.3.2文檔模型12
    1.3.3圖狀數據模型14
    前言
    第一部分分布式繫統基礎與理論
    第1章分布式繫統基礎2
    1.1概述2
    1.2分布式設計目標4
    1.2.1一致性4
    1.2.2可用性6
    1.2.3分區容錯性8
    1.2.4可擴展性9
    1.3數據模型10
    1.3.1關繫模型10
    1.3.2文檔模型12
    1.3.3圖狀數據模型14
    1.4數據存儲15
    1.4.1數據庫內部的數據結構17
    1.4.2列式存儲20
    1.5數據冗餘與副本25
    1.6本章小結27
    第2章分布式數據處理語言29
    2.1SQL29
    2.1.1SQL基礎30
    2.1.2SQL的查詢語句33
    2.1.3SQL表的連接42
    2.1.4SQL的其他語句48
    2.2NoSQL52
    2.2.1鍵值數據庫處理語言53
    2.2.2文檔數據庫處理語言56
    2.2.3列族數據庫處理語言61
    2.2.4圖數據庫處理語言65
    2.3本章小結72
    第3章分布式查詢過程73
    3.1分布式連接問題74
    3.1.1直接連接算法77
    3.1.2半連接算法78
    3.1.3布隆連接算法80
    3.2多關繫連接83
    3.2.1分布式查詢優化的目標83
    3.2.2分布式查詢優化的基本方法84
    3.2.3局部處理優化85
    3.2.4基於直接連接的多連接查詢優化87
    3.2.5基於半連接的多連接查詢優化90
    3.3關繫連接算法91
    3.3.1嵌套循環連接算法92
    3.3.2哈希連接算法93
    3.3.3排序歸並連接算法95
    3.4本章小結97
    第4章分布式環境下的事務處理99
    4.1深入理解事務100
    4.1.1本地事務100
    4.1.2全局事務111
    4.1.3分布式事務112
    4.2原子提交協議和分布式事務
    解決方案113
    4.2.12PC協議113
    4.2.23PC協議118
    4.2.3Best Efforts 1 PC事務120
    4.2.4TCC事務121
    4.2.5SAGA事務123
    4.3並發控制協議125
    4.3.1悲觀並發控制協議126
    4.3.2樂觀並發控制協議134
    4.3.3多版本並發控制協議136
    4.4本章小結138
    第5章分布式數據服務一致性139
    5.1數據同步方法139
    5.1.1主從復制139
    5.1.2多主復制141
    5.1.3無主復制143
    5.2分布式數據一致性級別144
    5.2.1線性一致性145
    5.2.2順序一致性和PRAM一致性147
    5.2.3因果一致性149
    5.2.4最終一致性和弱一致性152
    5.3分布式數據一致性/共識算法154
    5.3.1ViewStamped Replication算法157
    5.3.2Paxos算法161
    5.3.3Practical Byzantine Fault Tolerance算法167
    5.3.4Raft算法171
    5.4本章小結177
    第二部分分布式繫統經典案例學習與實戰
    第6章分布式繫統案例分析——GFS180
    6.1GFS的設計目標180
    6.2GFS的master節點181
    6.3GFS讀文件182
    6.4GFS寫文件182
    6.5GFS的一致性183
    6.6本章小結185
    第7章面向分布式繫統設計的Go語言基礎知識186
    7.1Go 語言的優勢186
    7.2切片189
    7.2.1Go語言中的數組189
    7.2.2切片的聲明190
    7.2.3切片的追加190
    7.2.4切片的截取192
    7.2.5修素193
    7.3Goroutine和通道194
    7.3.1Goroutine簡介195
    7.3.2Goroutine 的使用196
    7.3.3通道簡介200
    7.3.4通道實現同步202
    7.4調度器203
    7.4.1調度器的設計決策203
    7.4.2Go語言調度器模型204
    7.5本章小結213
    第8章構建強一致性算法庫214
    8.1核心數據結構設計214
    8.2協程模型215
    8.3RPC定義217
    8.3.1日志條目:Entry217
    8.3.2投票請求:Request-Vote217
    8.3.3追加日志:Append-Entries218
    8.4Leader 選舉實現分析219
    8.5日志復制實現分析224
    8.6Raft快照實現分析228
    8.7本章小結230
    第9章基於強一致性算法庫構建分布式鍵值存儲繫統231
    9.1eraftkv架構及運行流程231
    9.2eraftkv環境配置232
    9.3讓繫統運行起來233
    9.4對外接口定義234
    9.5服務端核心實現分析235
    9.6本章小結239
    第10章強一致性算法Raft的優化設計與實現:Multi-Raft240
    10.1設計思考240
    10.2配置服務器實現分析241
    10.3分片服務器實現分析242
    10.4客戶端實現分析246
    10.5本章小結248
    參考文獻249
    前言
    寫作是一件痛苦的事情,這不僅僅是自己思考的模態轉換,更是對自身學術認知的重新梳理。大概在12年前,我還是一個學生,在某次學術會議上遇到了Leslie Lamport博士。那時他已經70歲高齡,臉上溝壑縱橫,但眼神仍然犀利,對探討的話題反饋依舊敏銳。當時是我第一次聽到Paxos Island的故事,並從此進入了分布式一致性協議優化的“深淵巨口”。時間如白駒過隙,十多年過去了,我們在分布式一致性協議上做了各種工作,有些是對數學模型的探討,有些是對具體實現的優化,還有一些是人生哲學上的引申。我們想留下這些心得體會,並分享給更多人。寫作是一件痛苦的事情,這不僅僅是自己思考的模態轉換,更是對自身學術認知的重新梳理。大概在12年前,我還是一個學生,在某次學術會議上遇到了Leslie Lamport博士。那時他已經70歲高齡,臉上溝壑縱橫,但眼神仍然犀利,對探討的話題反饋依舊敏銳。當時是我第一次聽到Paxos Island的故事,並從此進入了分布式一致性協議優化的“深淵巨口”。時間如白駒過隙,十多年過去了,我們在分布式一致性協議上做了各種工作,有些是對數學模型的探討,有些是對具體實現的優化,還有一些是人生哲學上的引申。我們想留下這些心得體會,並分享給更多人。
    本書主要圍繞Raft和Paxos兩個協議進行闡述。與其他相關圖書不同的是,書中加入了大量的實踐實訓環節,引導讀者從零到一構建一種強一致性協議並實現其運行框架。這種技術是硬核的,是很多互聯網企業急需的,是值得學習的。這與我們成書的起源相關。2017年,我回國開始創辦泛在數據處理與優化實驗室,開始隻有幾個本科生跟著我做一些超出他們學習範圍的工作。其中就有本書的另一作者——柳傑。年輕人對未知知識是如此渴望,但是對復雜數學模型又是如此畏懼。在共同協作下,我們復現了Raft(Paxos協議的一種變形)、Paxos,甚至提出了更加泛化、更簡單好用的eRaft一致性協議及其實現,並且eRaft被收錄於斯坦福大學的一致性協議公開庫中。整體工作共用了大概5年時間。在此基礎上,我們可以對分布式數據庫,特別是分布式數據庫函數級服務,實現更好更寬泛的支持。希望本書可以幫助更多學生,實現復雜的一致性協議,同時對學生學習分布式繫統、分布式數據庫等高階知識起到幫助作用。
    較早的時候,機械工業出版社的編輯找到我,希望我寫一本關於數據庫先進技術的書。我答應了,決定把這本書寫出來。在編寫本書的過程中,崔傲、譚國龍、姜文靜、向紫芊、肖欣雨等同學幫忙搜集資料,黃嘉誠、劉必勇、吳偉正等同學幫忙構建繫統,吳偉正、曾燾、舒磊明、許可、李江波、李冰雁、孫珍齡等同學幫忙完成協調、編纂、校對、驗證代碼等一繫列煩瑣的工作。在成書的過程中,得到了中國人民大學杜小勇老師,上海交通大學過敏意老師、陳全老師、李超老師、陳海波老師、王肇國老師,中國科學技術大學李誠老師,國防科技大學董德尊老師,北京理工大學王國仁老師、袁野老師,北京航空航天大學馬帥老師等各位師長的建議和指導,在此一並感謝。
    表文雲,“麗文幽質,唯道可度,歡同隕世,大道不稱”。共勉之。

    徐子晨
    2023年4月20日


     
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