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《深入理解分布式共識算法》結(jié)合理論知識、算法模擬和源碼解析，從多個維度詳細(xì)剖析分布式共識算法的基本原理和應(yīng)用實踐，涵蓋分布式共識算法的方方面面。同時《深入理解分布式共識算法》對共識算法開發(fā)中的重點和難點問題進(jìn)行了重點講解，并提供精心準(zhǔn)備的練習(xí)題供讀者鞏固和提高所學(xué)的知識。另外，作者針對重點內(nèi)容錄制了教學(xué)視頻，以幫助讀者高效、直觀地學(xué)習(xí)。

《深入理解分布式共識算法》共10章，分為4篇。第1篇分布式相關(guān)概念與定理，主要介紹集群、狀態(tài)機(jī)和共識等相關(guān)概念，以及BASE和CAP理論等相關(guān)知識；第2篇常見分布式共識算法原理與實戰(zhàn)，主要介紹二階段提交（2PC）協(xié)議、三階段提交（3PC）協(xié)議、Paxos、ZAB和Raft等相關(guān)知識；第3篇Paxos變種算法集合，主要介紹Paxos變種算法的發(fā)展歷程，以及Fast Paxos和EPaxos等變種算法的相關(guān)知識；第4篇番外——FLP 定理，簡要介紹FLP定理的相關(guān)知識?！渡钊肜斫夥植际焦沧R算法》按照“背景知識→運行過程→算法模擬→證明脈絡(luò)”的過程層層推進(jìn)，介紹算法知識，并為每種算法提供經(jīng)典類庫源碼解析。

《深入理解分布式共識算法》內(nèi)容豐富，講解由淺入深，尤其適合剛開始接觸分布式開發(fā)的人員全面學(xué)習(xí)共識算法，也適合資深架構(gòu)人員借鑒設(shè)計思路，還適合中間件開發(fā)人員、系統(tǒng)運維工程師、相關(guān)培訓(xùn)學(xué)員和高校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生閱讀。

作者簡介

釋慧利 Java高級工程師，技術(shù)負(fù)責(zé)人?；ヂ?lián)網(wǎng)金融行業(yè)從業(yè)多年，騰訊云開發(fā)者社區(qū)超人氣作者，有豐富的中臺和中間件項目開發(fā)經(jīng)驗。

前言/序言

前 言

　　隨著分布式技術(shù)的興起，分布式共識算法逐漸被很多程序員所熟知。分布式共識算法不僅應(yīng)用于區(qū)塊鏈領(lǐng)域，還應(yīng)用于后端開發(fā)中，常見的中間件開發(fā)也能看到它的身影。作為中間件使用人員，學(xué)習(xí)分布式共識算法可以進(jìn)行中間件調(diào)優(yōu)并快速定位問題。例如，當(dāng)ZooKeeper的讀性能不足時，可以適當(dāng)?shù)卦黾覱bserver成員；當(dāng)ZooKeeper處理不了寫請求時，可以先排除ZooKeeper是否正在進(jìn)行Leader選舉。因此，無論是中間件使用人員和開發(fā)人員，還是區(qū)塊鏈開發(fā)人員，都有必要學(xué)習(xí)分布式共識算法。

　　分布式共識算法的學(xué)習(xí)資料比較稀缺，大部分論文是由國外學(xué)者發(fā)表的，讀者能找到的資料少之又少，這給學(xué)習(xí)相關(guān)知識帶來了較大的困難。國內(nèi)圖書市場上雖然有幾本介紹分布式算法的書籍，但是這些書基本上都只針對某個算法進(jìn)行介紹。而在實際開發(fā)中，開發(fā)人員往往需要了解更多的分布式共識算法，知道它們的優(yōu)缺點，只有這樣才能設(shè)計出更加適合自己業(yè)務(wù)場景的系統(tǒng)架構(gòu)。

　　為了幫助開發(fā)人員全面、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握分布式共識算法，筆者耗費兩年多的時間編寫本書，從理論知識到算法模擬，再到源碼解析，多維度深入剖析分布式共識算法的基本原理和實際應(yīng)用。

　　本書源自筆者學(xué)習(xí)分布式共識算法時整理的學(xué)習(xí)筆記，意圖為相關(guān)學(xué)習(xí)人員尤其是初學(xué)者給出一個學(xué)習(xí)分布式共識算法的路線圖。本書介紹大部分常見的分布式共識算法，并對各種算法進(jìn)行總結(jié)與對比，分析它們的優(yōu)缺點，結(jié)合當(dāng)前流行的一些經(jīng)典類庫和中間件的源碼，逐步印證算法的實現(xiàn)過程。希望本書能為國內(nèi)分布式開發(fā)和應(yīng)用添磚加瓦，能為讀者學(xué)習(xí)分布式共識算法提供一些幫助。

本書特色

　　1．內(nèi)容全面

　　本書涵蓋當(dāng)前流行的絕大多數(shù)分布式共識算法，如Paxos、ZAB、Raft，以及Fast Paxos和EPaxos等變種算法，為讀者提供一個完整和系統(tǒng)的學(xué)習(xí)路線圖。另外，本書在介紹完每種算法后會將其和其他算法進(jìn)行對比，并給出有針對性的習(xí)題供讀者鞏固和提高。

　　2．講解詳細(xì)

　　本書結(jié)合理論知識、算法模擬和源碼解析，從多個維度詳細(xì)剖析分布式共識算法的基本原理和應(yīng)用實踐，并繪制大量的原理圖直觀地展示每種算法運行和交互的過程，還對容易混淆的問題進(jìn)行重點說明，幫助讀者答疑解惑。

　　3．由淺入深

　　本書遵循由淺入深的原則，按照“背景知識→運行過程→算法模擬→證明脈絡(luò)”的過程介紹相關(guān)算法，即便是剛接觸分布式共識算法的初學(xué)者，也可以通過閱讀本書對相關(guān)算法有一個完整和系統(tǒng)的認(rèn)識。

　　4．源碼詳解

　　本書介紹每種算法時都會提供經(jīng)典類庫源碼解析，從而加深讀者對分布式共識算法的理解。讀者對照源碼進(jìn)行學(xué)習(xí)，更加貼近實際開發(fā)，學(xué)習(xí)效果更好。

　　5．視頻講解

　　筆者對書中的重點和難點內(nèi)容有針對性地錄制了教學(xué)視頻，以幫助讀者更加高效、直觀地進(jìn)行學(xué)習(xí)。但需要注意的是，視頻只是輔助手段，主要起引導(dǎo)作用，讀者還是要把主要精力放在對圖書內(nèi)容的系統(tǒng)閱讀上。

本書內(nèi)容

　　第1篇 分布式相關(guān)概念與定理

　　本篇涵蓋第1、2章，詳細(xì)介紹分布式領(lǐng)域的各種定理，包括CAP和BASE定理等。本篇內(nèi)容是分布式技術(shù)學(xué)習(xí)的指路明燈，可以幫助讀者更好地理解算法的設(shè)計理念。

　　第2篇 常見分布式共識算法原理與實戰(zhàn)

　　本篇涵蓋第3～6章，首先從二階段提交（2PC）協(xié)議和三階段提交（3PC）協(xié)議開始講起，然后引入Paxos、ZAB和Raft算法，最后對分布式事務(wù)（Seata）、狀態(tài)機(jī)（PhxPaxos）和注冊中心（ZooKeeper）進(jìn)行詳細(xì)介紹。本篇內(nèi)容對相關(guān)人員的開發(fā)實踐會有很大的幫助。

　　第3篇 Paxos變種算法集合

　　本篇涵蓋第7～9章，對共識算法進(jìn)行拓展，涵蓋Paxos變種算法的主要發(fā)展歷程，并著重對Fast Paxos和EPaxos算法進(jìn)行詳細(xì)介紹。Paxos變種算法的設(shè)計思路可以有效幫助開發(fā)人員針對自己的分布式場景進(jìn)行優(yōu)化。

　　第4篇 番外——FLP定理

　　本篇涵蓋第10章，簡要介紹FLP定理的相關(guān)內(nèi)容。FLP定理是異步網(wǎng)絡(luò)中的一座很難翻越的大山，它警示開發(fā)人員，在異步網(wǎng)絡(luò)中不要試圖設(shè)計出一個完全正確的共識算法。

讀者對象

* 想全面學(xué)習(xí)分布式共識算法的人員；

* 基于分布式場景進(jìn)行開發(fā)的人員；

* 中間件開發(fā)人員；

* 系統(tǒng)運維工程師；

* 相關(guān)培訓(xùn)學(xué)員；

* 高校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生。

配套資料獲取

　　本書涉及的源碼和配套教學(xué)視頻需要讀者自行下載。讀者可以在清華大學(xué)出版社的網(wǎng)站（www.tup.com.cn）上搜索到本書頁面，并在該頁面找到“資源下載”欄目，然后單擊“網(wǎng)絡(luò)資源”按鈕進(jìn)行下載，也可以通過“售后支持”給出的微信公眾號進(jìn)行下載。

售后支持

　　很慚愧，筆者的學(xué)問不深，能提供給讀者的也只有一些學(xué)習(xí)筆記和心得體會。筆者的文筆可能不夠優(yōu)美，甚至?xí)锌赡苓€存在謬誤，希望各位讀者海涵，如果把閱讀的注意放在筆者的語言疏漏上，就等同于“責(zé)明于垢鑒矣”。

　　讀者在閱讀本書時如果發(fā)現(xiàn)錯漏，或者有其他疑問，可以在筆者的微信公眾號“并發(fā)筆記”的后臺發(fā)私信或者留言，筆者將不定期進(jìn)行確認(rèn)和答復(fù)這些問題，并給出勘誤表。筆者也希望能通過微信公眾號這個小天地和讀者朋友們一起學(xué)習(xí)與探討分布式開發(fā)的相關(guān)話題。另外，本書還提供售后服務(wù)郵箱（bookservice2008@163.com），讀者也可以通過該郵箱反饋書中存在的問題或者提出自己在學(xué)習(xí)時存在的疑問。

“并發(fā)筆記”微信公眾號入口

致謝

　　感謝所有在互聯(lián)網(wǎng)上貢獻(xiàn)研究成果的學(xué)者們！

　　感謝所有參與本書審讀和查漏補(bǔ)缺的前輩們！

　　感謝為本書糾錯和提供幫助的各位網(wǎng)友們！

　　感謝為本書出版付出努力的馬翠翠老師和歐振旭編輯！

　　感謝清華大學(xué)出版社參與本書出版的所有人員，沒有你們的精益求精，就沒有本書的高質(zhì)量出版！

　　最后祝讀者學(xué)習(xí)快樂！

　　釋慧利

深入理解分布式共識算法

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