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高性能Java架构：核心原理与案例实战
作者：张方兴 著
出版社：电子工业出版社
出版时间：2021-08-01
ISBN：9787121376221
定价：¥89.00
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内容简介
本书是按照程序设计与架构的顺序编写的，共13章。第1章介绍学习高性能Java应了解的核心知识，为前置内容。第2章和第3章讲解在编写代码之前，如何高效地为MySQL填充亿级数据，并对MySQL进行基准测试，以便在之后编程时有所比较。第4章讲解在编写代码的过程中如何优化代码，使代码更高效。第5章和第6章讲解在写好代码之后如何测试并优化场景响应速度。第7章和第8章讲解在程序上线执行一段时间之后如何对MySQL进行主从复制、分库分表。第9章讲解如何通过Prometheus和Grafana监控MySQL节点。第10章和第11章讲解如何通过堆内缓存、堆外缓存（MapDB）和磁盘缓存解决MySQL数据库性能不佳的问题。第12章讲解如何使用分布式锁Redisson解决实际应用中常见的数据一致性问题。第13章简要介绍Java中的常见架构与工具。本书不仅适合Java初学者、刚入行的编程人员，也适合对高性能、高并发感兴趣的程序员。
作者简介
张方兴，多年从事Java编程工作，参与多个项目研发，曾编著《微服务分布式基础架构与实战――基于Spring Boot+Spring Cloud》一书。
目录
第1 章 高性能Java 核心知识概述 1
1．1 高性能 1
1．2 高并发 2
1．3 高可用 2
1．4 算法、GC 与诊断工具 ． 3
1．4．1 算法 ． 3
1．4．2 GC ． 4
1．4．3 jvmtop 4
1．4．4 jstat 5
1．4．5 Arthas 6
1．5 分离术 8
1．6 基准测试 ． 8
1．6．1 基准测试的概念 ． 8
1．6．2 基准测试的实际用途 ． 9
1．6．3 基准测试与一般性能测试的区别 ． 9
1．7 性能测试 ． 9
1．7．1 性能测试的目的 ． 9
1．7．2 性能测试着重观察的指标 ． 9
1．7．3 性能测试存在的误区 ． 10
1．7．4 性能测试应涵盖的内容 ． 11
1．8 业务测试 ． 12
1．9 单元测试 ． 12
1．9．1 等价类划分 ． 13
1．9．2 边界值分析 ． 14
1．9．3 错误推测法 ． 15
1．10 数据库概述 ． 15
1．10．1 数据库分类 ． 16
1．10．2 数据库测试的具体内容 ． 21
1．11 缓存的核心知识 ． 22
1．11．1 缓存的命中率 ． 23
1．11．2 缓存回收方式 ． 23
1．11．3 缓存回收策略 ． 23
1．11．4 缓存的设计模式 ． 23
1．11．5 缓存测试应涵盖的内容 ． 24
1．11．6 实战：秒杀系统设计方案 24
1．12 总结――业务、性能、编程、架构相辅相成 25
第2 章 为MySQL 填充亿级数据 27
2．1 问题描述 ． 27
2．2 问题分析与解决方案 ． 27
2．3 为MySQL 填充亿级数据实战 28
2．3．1 INSERT INTO SELECT 方案 ． 28
2．3．2 存储过程方案 ． 32
2．3．3 Loadfile 方案 ． 33
2．3．4 第三方解决方案 ． 34
2．4 最终结果 ． 35
第3 章 MySQL 基准测试：sysbench 与mysqlslap 36
3．1 问题描述 ． 36
3．2 问题分析与解决方案 ． 36
3．2．1 解决方案：sysbench ． 37
3．2．2 sysbench 的命令与参数 38
3．2．3 解决方案：mysqlslap ． 40
3．2．4 mysqlslap 的命令与参数 41
3．3 sysbench 实战 42
3．3．1 使用sysbench 压测CPU、内存和磁盘I/O 42
3．3．2 初次使用sysbench 压测MySQL ． 46
3．3．3 深度使用sysbench 压测MySQL ． 49
3．4 mysqlslap 实战 51
3．5 其他基准压测工具 ． 56
第4 章 代码单元的性能测试与优化 57
4．1 问题描述 ． 57
4．2 问题分析与解决方案 ． 57
4．3 JMH 实战 58
4．3．1 测试JMH 基准性能 ． 58
4．3．2 测试i++基准性能 ． 60
4．3．3 用JMH 执行多个函数的结果 62
第5 章 Web 性能测试解决方案：JMeter 67
5．1 问题描述 ． 67
5．2 问题分析与解决方案 ． 67
5．3 JMeter 的特点 ． 68
5．4 深入理解JMeter ． 68
5．4．1 JMeter 中的部分配置元件 ． 68
5．4．2 JMeter 参数化的实现方式 ． 69
5．4．3 JMeter 函数 ． 70
5．4．4 通过JMeter 读取外部文件 72
5．4．5 通过JMeter 提取上一个接口返回值 ． 73
5．5 JMeter 实战 ． 74
5．5．1 初次使用JMeter 测试REST 接口 ． 74
5．5．2 录制性能测试脚本 ． 80
第6 章 SQL 优化与索引优化 83
6．1 问题描述 ． 83
6．2 问题分析与解决方案 ． 83
6．3 SQL 执行计划 ． 84
6．4 SQL 优化与索引优化实战 ． 91
6．4．1 SQL 索引优化 ． 91
6．4．2 分页查询优化 ． 95
6．4．3 慢SQL 日志分析工具mysqldumpslow ． 96
第7 章 MySQL 主从复制 101
7．1 问题描述 ． 101
7．2 问题分析与解决方案 ． 101
7．3 MySQL 主从复制原理 ． 101
7．4 深入理解MySQL 中的二进制日志． 103
7．4．1 查看MySQL 二进制日志状态 103
7．4．2 log_bin 和sql_log_bin 的区别 104
7．4．3 开启二进制日志 ． 104
7．4．4 查看二进制日志文件的名称、大小和状态 108
7．4．5 删除某个日志之前的所有二进制日志文件 109
7．4．6 删除某个时间点以前的二进制日志文件 110
7．4．7 删除所有的二进制日志文件 ． 111
7．4．8 查看二进制日志文件内容 ． 111
7．4．9 通过二进制日志文件恢复MySQL ． 116
7．5 MySQL 主从复制实战 ． 117
7．5．1 构建MySQL 主从复制架构 117
7．5．2 使用Spring Boot 整合MySQL 主从复制架构 ． 126
第8 章 MySQL 分库分表：MyCAT ． 129
8．1 问题描述 ． 129
8．2 问题分析与解决方案 ． 129
8．3 MyCAT 实战 ． 130
8．3．1 构建MyCAT 一主多从架构 130
8．3．2 构建MyCAT 双主多从环境 140
8．3．3 MyCAT 分库――垂直拆分 142
8．3．4 MyCAT 分表――水平拆分 144
8．3．5 构建HAProxy + MyCAT + MySQL 高可用架构 146
第9 章 MySQL 性能监控解决方案：Prometheus+Grafana 152
9．1 问题描述 ． 152
9．2 问题分析与解决方案 ． 152
9．3 Prometheus 概述与适用场景 152
9．4 时序数据库概述与适用场景 ． 153
9．5 Grafana 概述与适用场景 154
9．6 构建Prometheus + Grafana 监控实战 154
第10 章 堆内缓存解决方案：Java 堆内缓存与Guava Cache 171
10．1 问题描述 ． 171
10．2 问题分析与解决方案 ． 171
10．3 Java 堆内缓存 ． 172
10．3．1 Java 堆内缓存原理 ． 172
10．3．2 Java 堆内缓存中的常见算法及实战 173
10．4 Guava Cache 实战 ． 190
10．4．1 创建Google 的容器工厂 190
10．4．2 屏蔽NULL 值 ． 191
10．4．3 管理字符串 ． 192
10．4．4 操作Google 的Multiset 容器 ． 192
10．4．5 操作Google 的Multimap 容器 193
10．4．6 操作Google 的BiMap 容器 ． 194
10．4．7 操作Google 的Table 容器 ． 194
10．4．8 操作Google 的classToInstanceMap 容器 196
10．4．9 操作Google 的RangeSet 容器 ． 196
10．4．10 操作Google 的RangeMap 容器． 198
10．4．11 操作Google 的Guava Cache 198
第11 章 堆外缓存与磁盘缓存解决方案：MapDB 203
11．1 问题描述 ． 203
11．2 问题分析与解决方案 ． 203
11．2．1 堆外缓存 ． 203
11．2．2 MapDB 204
11．2．3 实战：初次使用MapDB 205
11．3 MapDB 的构造原理 206
11．4 MapDB 的使用方法 208
11．5 MapDB 实战 210
11．5．1 MapDB 的序列化 210
11．5．2 MapDB 的事务 211
11．5．3 MapDB 的监听器与多级缓存 212
第12 章 基于Redis 的分布式锁解决方案：Redisson ． 214
12．1 分布式锁与Redisson 原理 ． 214
12．2 单机版超买或超卖问题描述及解决方案 216
12．3 分布式版超买或超卖问题描述及解决方案 218
12．4 多线程死锁问题描述及解决方案 ． 219
12．5 Redisson 实战 223
12．5．1 Redisson 的可重入锁 223
12．5．2 Redisson 的公平锁 223
12．5．3 Redisson 的联锁 225
12．5．4 Redisson 的红锁 226
12．5．5 Redisson 的读写锁 227
12．5．6 Redisson 的信号量 229
12．5．7 Redisson 的分布式闭锁 230
第13 章 Java 中的常见架构与工具 ． 233
13．1 自动化测试架构 ． 233
13．2 自动化持续集成部署架构 ． 233
13．3 高并发架构 ． 234
13．4 响应式编程架构 ． 236
13．5 负载均衡架构 ． 238
13．6 监控工具与监控架构 ． 239
13．7 其他工具与架构 ． 241
1．1 高性能 1
1．2 高并发 2
1．3 高可用 2
1．4 算法、GC 与诊断工具 ． 3
1．4．1 算法 ． 3
1．4．2 GC ． 4
1．4．3 jvmtop 4
1．4．4 jstat 5
1．4．5 Arthas 6
1．5 分离术 8
1．6 基准测试 ． 8
1．6．1 基准测试的概念 ． 8
1．6．2 基准测试的实际用途 ． 9
1．6．3 基准测试与一般性能测试的区别 ． 9
1．7 性能测试 ． 9
1．7．1 性能测试的目的 ． 9
1．7．2 性能测试着重观察的指标 ． 9
1．7．3 性能测试存在的误区 ． 10
1．7．4 性能测试应涵盖的内容 ． 11
1．8 业务测试 ． 12
1．9 单元测试 ． 12
1．9．1 等价类划分 ． 13
1．9．2 边界值分析 ． 14
1．9．3 错误推测法 ． 15
1．10 数据库概述 ． 15
1．10．1 数据库分类 ． 16
1．10．2 数据库测试的具体内容 ． 21
1．11 缓存的核心知识 ． 22
1．11．1 缓存的命中率 ． 23
1．11．2 缓存回收方式 ． 23
1．11．3 缓存回收策略 ． 23
1．11．4 缓存的设计模式 ． 23
1．11．5 缓存测试应涵盖的内容 ． 24
1．11．6 实战：秒杀系统设计方案 24
1．12 总结――业务、性能、编程、架构相辅相成 25
第2 章 为MySQL 填充亿级数据 27
2．1 问题描述 ． 27
2．2 问题分析与解决方案 ． 27
2．3 为MySQL 填充亿级数据实战 28
2．3．1 INSERT INTO SELECT 方案 ． 28
2．3．2 存储过程方案 ． 32
2．3．3 Loadfile 方案 ． 33
2．3．4 第三方解决方案 ． 34
2．4 最终结果 ． 35
第3 章 MySQL 基准测试：sysbench 与mysqlslap 36
3．1 问题描述 ． 36
3．2 问题分析与解决方案 ． 36
3．2．1 解决方案：sysbench ． 37
3．2．2 sysbench 的命令与参数 38
3．2．3 解决方案：mysqlslap ． 40
3．2．4 mysqlslap 的命令与参数 41
3．3 sysbench 实战 42
3．3．1 使用sysbench 压测CPU、内存和磁盘I/O 42
3．3．2 初次使用sysbench 压测MySQL ． 46
3．3．3 深度使用sysbench 压测MySQL ． 49
3．4 mysqlslap 实战 51
3．5 其他基准压测工具 ． 56
第4 章 代码单元的性能测试与优化 57
4．1 问题描述 ． 57
4．2 问题分析与解决方案 ． 57
4．3 JMH 实战 58
4．3．1 测试JMH 基准性能 ． 58
4．3．2 测试i++基准性能 ． 60
4．3．3 用JMH 执行多个函数的结果 62
第5 章 Web 性能测试解决方案：JMeter 67
5．1 问题描述 ． 67
5．2 问题分析与解决方案 ． 67
5．3 JMeter 的特点 ． 68
5．4 深入理解JMeter ． 68
5．4．1 JMeter 中的部分配置元件 ． 68
5．4．2 JMeter 参数化的实现方式 ． 69
5．4．3 JMeter 函数 ． 70
5．4．4 通过JMeter 读取外部文件 72
5．4．5 通过JMeter 提取上一个接口返回值 ． 73
5．5 JMeter 实战 ． 74
5．5．1 初次使用JMeter 测试REST 接口 ． 74
5．5．2 录制性能测试脚本 ． 80
第6 章 SQL 优化与索引优化 83
6．1 问题描述 ． 83
6．2 问题分析与解决方案 ． 83
6．3 SQL 执行计划 ． 84
6．4 SQL 优化与索引优化实战 ． 91
6．4．1 SQL 索引优化 ． 91
6．4．2 分页查询优化 ． 95
6．4．3 慢SQL 日志分析工具mysqldumpslow ． 96
第7 章 MySQL 主从复制 101
7．1 问题描述 ． 101
7．2 问题分析与解决方案 ． 101
7．3 MySQL 主从复制原理 ． 101
7．4 深入理解MySQL 中的二进制日志． 103
7．4．1 查看MySQL 二进制日志状态 103
7．4．2 log_bin 和sql_log_bin 的区别 104
7．4．3 开启二进制日志 ． 104
7．4．4 查看二进制日志文件的名称、大小和状态 108
7．4．5 删除某个日志之前的所有二进制日志文件 109
7．4．6 删除某个时间点以前的二进制日志文件 110
7．4．7 删除所有的二进制日志文件 ． 111
7．4．8 查看二进制日志文件内容 ． 111
7．4．9 通过二进制日志文件恢复MySQL ． 116
7．5 MySQL 主从复制实战 ． 117
7．5．1 构建MySQL 主从复制架构 117
7．5．2 使用Spring Boot 整合MySQL 主从复制架构 ． 126
第8 章 MySQL 分库分表：MyCAT ． 129
8．1 问题描述 ． 129
8．2 问题分析与解决方案 ． 129
8．3 MyCAT 实战 ． 130
8．3．1 构建MyCAT 一主多从架构 130
8．3．2 构建MyCAT 双主多从环境 140
8．3．3 MyCAT 分库――垂直拆分 142
8．3．4 MyCAT 分表――水平拆分 144
8．3．5 构建HAProxy + MyCAT + MySQL 高可用架构 146
第9 章 MySQL 性能监控解决方案：Prometheus+Grafana 152
9．1 问题描述 ． 152
9．2 问题分析与解决方案 ． 152
9．3 Prometheus 概述与适用场景 152
9．4 时序数据库概述与适用场景 ． 153
9．5 Grafana 概述与适用场景 154
9．6 构建Prometheus + Grafana 监控实战 154
第10 章 堆内缓存解决方案：Java 堆内缓存与Guava Cache 171
10．1 问题描述 ． 171
10．2 问题分析与解决方案 ． 171
10．3 Java 堆内缓存 ． 172
10．3．1 Java 堆内缓存原理 ． 172
10．3．2 Java 堆内缓存中的常见算法及实战 173
10．4 Guava Cache 实战 ． 190
10．4．1 创建Google 的容器工厂 190
10．4．2 屏蔽NULL 值 ． 191
10．4．3 管理字符串 ． 192
10．4．4 操作Google 的Multiset 容器 ． 192
10．4．5 操作Google 的Multimap 容器 193
10．4．6 操作Google 的BiMap 容器 ． 194
10．4．7 操作Google 的Table 容器 ． 194
10．4．8 操作Google 的classToInstanceMap 容器 196
10．4．9 操作Google 的RangeSet 容器 ． 196
10．4．10 操作Google 的RangeMap 容器． 198
10．4．11 操作Google 的Guava Cache 198
第11 章 堆外缓存与磁盘缓存解决方案：MapDB 203
11．1 问题描述 ． 203
11．2 问题分析与解决方案 ． 203
11．2．1 堆外缓存 ． 203
11．2．2 MapDB 204
11．2．3 实战：初次使用MapDB 205
11．3 MapDB 的构造原理 206
11．4 MapDB 的使用方法 208
11．5 MapDB 实战 210
11．5．1 MapDB 的序列化 210
11．5．2 MapDB 的事务 211
11．5．3 MapDB 的监听器与多级缓存 212
第12 章 基于Redis 的分布式锁解决方案：Redisson ． 214
12．1 分布式锁与Redisson 原理 ． 214
12．2 单机版超买或超卖问题描述及解决方案 216
12．3 分布式版超买或超卖问题描述及解决方案 218
12．4 多线程死锁问题描述及解决方案 ． 219
12．5 Redisson 实战 223
12．5．1 Redisson 的可重入锁 223
12．5．2 Redisson 的公平锁 223
12．5．3 Redisson 的联锁 225
12．5．4 Redisson 的红锁 226
12．5．5 Redisson 的读写锁 227
12．5．6 Redisson 的信号量 229
12．5．7 Redisson 的分布式闭锁 230
第13 章 Java 中的常见架构与工具 ． 233
13．1 自动化测试架构 ． 233
13．2 自动化持续集成部署架构 ． 233
13．3 高并发架构 ． 234
13．4 响应式编程架构 ． 236
13．5 负载均衡架构 ． 238
13．6 监控工具与监控架构 ． 239
13．7 其他工具与架构 ． 241
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