本书从动态代理模式、Reactor模式、三大限流策略等知识入手，深入浅出地剖析Spring Cloud+Nginx系统架构的核心原理以及Web高并发开发。全书从基础设计模式和基础原理出发，理论与实战相结合，系统和详尽地介绍Spring Cloud + Nginx高并发核心编程。
本书共10章，前6章剖析Feign高并发RPC的底层原理，解析Hystrix高性能配置的核心选项，阐述Hystrix滑动窗口的核心原理。后4章介绍Nginx的核心原理及其配置，并结合秒杀场景实现Spring Cloud秒杀、Spring Cloud+Nginx Lua秒杀，为广大Java开发者提供一个全面学习高并发开发的实战案例。这些知识为广大的Java工程师解决日常在后台开发中遇到的高并发、高性能问题打下坚实的技术基础。
从设计模式和基础知识入手，抽丝剥茧，
将高深莫测的高并发核心知识讲解得浅显易懂
涵盖解答高并发开发、大厂面试的核心难题
Spring Cloud+Nginx系统架构毫无疑问是当今的主流技术之一。分布式Spring Cloud微服务框架和高性能的Nginx反向代理Web服务的优秀组合，满足了各大产品和项目的可扩展、高可用、高性能架构的需求。然而根据笔者摸查，很多Java开发人员对Spring Cloud微服务、反向代理Nginx核心知识的掌握不够，仅停留在Spring Cloud+Nginx基础配置、API使用的初级使用阶段。
本书从基础设计模式、基础原理出发，理论与实战相结合，对Spring Cloud + Nginx高并发编程的核心原理做了非常系统和详尽的介绍。本书旨在帮助初、中、高级开发工程师弥补在Spring Cloud微服务、Nginx反向代理核心知识方面的短板，为广大开发人员顺利成长为优秀的Java高级工程师、系统架构师提供帮助。
本书内容
本书内容分为10章，分别说明如下：
第1章介绍Spring Cloud+Nginx高并发核心编程的学习准备，包括知识背景、开发和自验证环境的准备。
第2章介绍Spring Cloud入门实战，包括注册中心、配置中心、微服务提供者的入门开发和配置。
第3章介绍Spring Cloud RPC远程调用的核心原理，从设计模式的代理模式开始，抽丝剥茧、层层递进地揭秘Spring Cloud Feign的底层RPC远程调用的核心原理。
第4章介绍RxJava响应式编程框架。在Spring Cloud框架中涉及Ribbon和Hystrix两个重要的组件，它们都用到了RxJava响应式编程框架。作为非常重要的编程基础知识，本书特意设立本章对RxJava的原理和使用进行详细介绍。
第5章介绍Hystrix RPC保护的原理，从RxJava响应式编程框架的应用开始，溯本求源、循序渐进地揭秘Spring Cloud Hystrix的底层 RPC保护的核心原理。
第6章介绍微服务网关与用户身份识别。微服务网关是微服务架构中不可或缺的部分，它统一解决Provider路由、负载均衡、权限控制等问题。
第7章详解Nginx/OpenResty，从高性能传输模式Reactor模型入手，寻踪觅源、由浅入深地揭秘Nginx反向代理Web服务器的核心知识，包括Reactor模型、Nginx的模块化设计、Nginx的请求处理流程等。
第8章介绍Nginx Lua编程。在高并发场景下，Nginx Lua编程是解决性能问题的利器，本章介绍Nginx Lua编程的基础知识。
第9章介绍限流原理与实战。高并发系统用三把利器—缓存、降级和限流来保护系统，本章介绍计数器、令牌桶、漏桶这三大限流策略的原理和实现。
第10章介绍Spring Cloud+Nginx秒杀实战，通过这个综合性的实战案例说明缓存、降级和限流的应用。
读者对象
（1）对Spring Cloud+Nginx系统架构感兴趣的大专院校师生。
（2）需要学习Spring Cloud+Nginx分布式高并发技术和高并发架构的初、中、高级Java工程师。
（3）生产场景中需要用到Spring Cloud+Nginx组合或者其中某个框架的架构师或工程师。
资源下载
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致 谢
首先感谢卞诚君老师在笔者写书过程中给予的指导和帮助。没有他的提议，我不会想到将自己的“疯狂创客圈”社群中高并发方面的博客整理成图书出版。感谢“疯狂创客圈”社群中的小伙伴们，虽然大家在群里抛出的很多技术难题笔者不一定能给出更佳的解决方案，但正是因为一路同行，一直坦诚、纯粹地进行技术交流，才能相互启发技术灵感，进而扩充小伙伴们的技术视野，最终提升编程水平。欢迎大家在“疯狂创客圈”社群提出问题，也欢迎大家多多交流。
写书不仅仅是一种技术活，更是一种工匠活，为了保证书中的知识是全面的、系统化的，笔者需要不断地思考和总结，不断地检查与修正。为了保证书中的每一行程序是正确的，笔者需要反复地编写LLT用例进行验证。尽管如此，还是不能保证书中没有瑕疵，不妥之处希望读者批评指正。
完成一本优质的书需要投入大量的业余时间，这也意味着牺牲了本该陪伴家人的时间，在这里特别感谢我的家人给予的理解、支持和帮助。
本书的读者QQ群为104131248，欢迎读者加群交流。目前，群里已经有不少高质量面试题和开发技术难题的交流。
尼 恩
2020年5月9日
计算机\程序设计
主要内容：
从Java静态代理、动态代理模式入手，解读Spring Cloud全家桶中RPC的核心原理和执行过程，这是高级Java工程师面试必备的基础知识。
从观察者模式入手，解读RxJava、Hystrix的核心思想和使用方法，这也是高级Java工程师、架构师面试必须掌握的基础知识。
从Reactor反应器模式入手，解读Nginx的核心思想以及各配置项的底层知识和原理，这是高级Java工程师、架构师面试必须掌握的基础知识。
本书的初衷是为读者奉上一本Spring Cloud和Nginx的“原理级”“思想级”的优秀图书，帮助读者顺利进入互联网大厂，成为Java核心架构师。
前言
第1章 Spring Cloud+Nginx 高并发核心编程的学习准备 ........................ 1
1.1 Spring Cloud+Nginx架构的主要组件 ......................................... 1
1.2 Spring Cloud和Spring Boot的版本选择 .............................................. 3
1.3 Spring Cloud微服务开发所涉及的中间件..................................... 4
1.4 Spring Cloud微服务开发和自验证环境 .................................................... 6
1.4.1 开发和自验证环境的系统选项和环境变量配置.......................................... 6
1.4.2 使用Fiddler工具抓包和查看报文....................................................... 7
1.5 crazy-springcloud微服务开发脚手........................................................ 9
1.6 以秒杀作为Spring Cloud+Nginx的实战案例 ............................................. 10
第2章 Spring Cloud入门实战 ...................................................... 12
2.1 Eureka服务注册与发现 .................................................... 13
2.1.1 什么是服务注册与发现 ......................................................... 13
2.1.2 Eureka Server注册中心 ......................................................... 14
2.1.3 服务提供者的创建和配置 ......................................................... 19
2.1.4 服务提供者的续约（心跳） ....................................................... 22
2.1.5 服务提供者的健康状态 ............................................................ 24
2.1.6 Eureka自我保护模式与失效Provider的快速剔除 .................................... 28
2.2 Config配置中心 ............................................................... 32
2.2.1 config-server服务端组件 .......................................................... 32
2.2.2 config-client客户端组件 .......................................................... 35
2.3 微服务的RPC远程调用 ................................................................ 36
2.3.1 RESTful风格简介 ....................................................... 36
2.3.2 RestTemplate远程调用 ............................................................ 37
2.3.3 Feign远程调用 ................................................................... 38
2.4 Feign+Ribbon实现客户端负载均衡 .................................................... 40
2.4.1 Spring Cloud Ribbon基础 ......................................................... 41
2.4.2 Spring Cloud Ribbon的负载均衡策略 ............................................... 43
2.4.3 Spring Cloud Ribbon的常用配置 ................................................... 45
2.5 Feign+Hystrix实现RPC调用保护 ...................................................... 50
2.5.1 Spring Cloud Hystrix失败回退 ..................................................... 51
2.5.2 分布式系统面临的雪崩难题 ........................................................ 55
2.5.3 Spring Cloud Hystrix熔断器 ...................................................... 56
第3章 Spring Cloud RPC远程调用核心原理 .................................................. 61
3.1 代理模式与RPC客户端实现类 ............................................................ 61
3.1.1 客户端RPC远程调用实现类的职责 ................................................. 61
3.1.2 简单的RPC客户端实现类 ........................................................ 63
3.1.3 从基础原理讲起：代理模式与RPC客户端实现类 ......................................... 67
3.1.4 使用动态代理模式实现RPC客户端类 ............................................. 70
3.1.5 JDK动态代理机制的原理 ........................................ 74
3.2 模拟Feign RPC动态代理的实现 ....................................................... 77
3.2.1 模拟Feign的方法处理器MethodHandler ................................................. 78
3.2.2 模拟Feign的调用处理器InvocationHandler ...................................... 80
3.2.3 模拟Feign的动态代理RPC的执行流程 ................................................. 83
3.2.4 模拟动态代理RPC远程调用的测试 .................................................. 83
3.2.5 Feign弹性RPC客户端实现类 ....................................................... 85
3.3 Feign弹性RPC客户端的重要组件 ................................................... 86
3.3.1 演示用例说明 ................................................................. 86
3.3.2 Feign的动态代理RPC客户端实例 .................................................... 88
3.3.3 Feign的调用处理器InvocationHandler .......................................... 89
3.3.4 Feign的方法处理器MethodHandler ............................................... 91
3.3.5 Feign的客户端组件 ........................................................... 94
3.4 Feign的RPC动态代理实例的创建流程 ........................................ 97
3.4.1 Feign的整体运作流程 ............................................................. 98
3.4.2 RPC动态代理容器实例的FactoryBean工厂类 .......................................... 99
3.4.3 Feign.Builder建造者容器实例 ...................................................... 102
3.4.4 默认的RPC动态代理实例的创建流程 ................................................. 105
3.4.5 Contract远程调用协议规则类 .................................................. 108
3.5 Feign远程调用的执行流程 ............................................................ 110
3.5.1 与FeignInvocationHandler相关的远程调用执行流程 ................................... 110
3.5.2 与HystrixInvocationHandler相关的远程调用执行流程 ................................. 111
3.5.3 Feign远程调用的完整流程及其特性 ............................................. 114
3.6 HystrixFeign动态代理实例的创建流程 ............................................ 115
3.6.1 HystrixFeign.Builder建造者容器实例 .......................................... 115
3.6.2 配置HystrixFeign.Builder建造者容器实例 ...................................... 116
3.7 feign.Client客户端容器实例 ................................................... 117
3.7.1 装配LoadBalancerFeignClient负载均衡容器实例 ................................ 117
3.7.2 装配ApacheHttpClient负载均衡容器实例 .......................................... 119
3.7.3 装配OkHttpClient负载均衡容器实例 ............................................... 121
3.7.4 装配Client.Default负载均衡容器实例 ................................ 122
第4章 RxJava响应式编程框架 ........................................................ 124
4.1 从基础原理讲起：观察者模式 ...................................................... 124
4.1.1 观察者模式的基础原理 ......................................................... 124
4.1.2 观察者模式的经典实现 ....................................................... 125
4.1.3 RxJava中的观察者模式 ....................................................... 127
4.1.4 RxJava的不完整回调.......................................................... 130
4.1.5 RxJava的函数式编程....................................................... 132
4.1.6 RxJava的操作符............................................................ 134
4.2 创建型操作符 ................................................................... 134
4.2.1 just操作符 ............................................................... 135
4.2.2 from操作符 .............................................................. 135
4.2.3 range操作符 ............................................................. 136
4.2.4 interval操作符 .............................................................. 137
4.2.5 defer操作符 .......................................................... 138
4.3 过滤型操作符 ............................................................... 139
4.3.1 filter操作符 ............................................................ 139
4.3.2 distinct操作符 .......................................................... 140
4.4 转换型操作符 ............................................................... 141
4.4.1 map操作符 ................................................................ 141
4.4.2 flatMap操作符 ............................................................ 142
4.4.3 scan操作符 ................................................... 144
4.5 聚合操作符 ..............................................................146
4.5.1 count操作符 .................................................... 146
4.5.2 reduce操作符 ......................................................... 147
4.6 其他操作符 .................................................................. 149
4.6.1 take操作符 ............................................................. 149
4.6.2 window操作符 .................................................................. 150
4.7 RxJava的Scheduler调度器................................................. 153
4.8 背压 ........................................................................ 155
4.8.1 什么是背压问题 ............................................................... 155
4.8.2 背压问题的几种应对模式 ...................................................... 158
第5章 Hystrix RPC保护的原理 ....................................................... 162
5.1 RPC保护的目标 ................................................................. 162
5.2 HystrixCommand简介 ............................................................ 162
5.2.1 HystrixCommand的使用 ........................................................ 163
5.2.2 HystrixCommand的配置内容和方式 .............................................. 166
5.3 HystrixCommand命令的执行方法 ................................................. 168
5.3.1 execute()方法 ................................................................ 168
5.3.2 queue()方法 .................................................................. 170
5.3.3 observe()方法 ........................................................... 172
5.3.4 toObservable()方法 ............................................................. 173
5.3.5 HystrixCommand的执行方法之间的关系 ............................................. 175
5.4 RPC保护之舱壁模式 ............................................................... 176
5.4.1 什么是舱壁模式 ................................................................. 176
5.4.2 Hystrix线程池隔离 .............................................................. 178
5.4.3 Hystrix线程池隔离配置 .......................................................... 182
5.4.4 Hystrix信号量隔离 .............................................................. 184
5.5 RPC保护之熔断器模式 .............................................................. 188
5.5.1 熔断器状态变化的演示实例 ....................................................... 189
5.5.2 熔断器和滑动窗口的配置属性 ..................................................... 193
5.5.3 Hystrix命令的执行流程 .......................................................... 198
5.6 RPC监控之滑动窗口的实现原理 ...................................................... 199
5.6.1 Hystrix健康统计滑动窗口的模拟实现............................................... 200
5.6.2 Hystrix滑动窗口的核心实现原理 ................................................ 205
第6章 微服务网关与用户身份识别 ....................................................... 210
6.1 Zuul的基础使用 .................................................................. 211
6.2 创建Zuul网关服务 .............................................................. 211
6.2.1 Zuul路由规则配置 ............................................................ 212
6.2.2 过滤敏感请求头部 ............................................................ 214
6.2.3 路径前缀的处理 .............................................................. 215
6.3 Zuul过滤器 .................................................................... 216
6.3.1 Zuul网关的过滤器类型 ....................................................... 216
6.3.2 实战：用户的黑名单过滤 ..................................................... 217
6.4 Spring Security原理和实战 ..................................................... 221
6.4.1 Spring Security核心组件 ..................................................... 221
6.4.2 Spring Security的请求认证处理流程 ........................................... 224
6.4.3 基于数据源的认证流程 ........................................................ 231
6.5 JWT+Spring Security进行网关安全认证 .............................................. 237
6.5.1 JWT安全令牌规范详解 ........................................................... 238
6.5.2 JWT+Spring Security认证处理流程 .......................................... 243
6.5.3 Zuul网关与UAA微服务的配合 ................................................ 250
6.5.4 使用Zuul过滤器添加代理请求的用户标识 ................................................... 254
6.6 服务提供者之间的会话共享关系 .................................................... 256
6.6.1 分布式Session的起源和实现方案 ......................................... 257
6.6.2 Spring Session的核心组件和存储细节 .............................................. 258
6.6.3 Spring Session的使用和定制..................................................... 259
6.6.4 通过用户身份标识查找Session ID ..................................... 261
6.6.5 查找或创建分布式Session ....................................................... 263
6.6.6 加载高速访问数据到分布式Session ......................................... 265
第7章 Nginx/OpenResty详解 ...................................................... 268
7.1 Nginx简介 ...................................................................... 268
7.1.1 正向代理与反向代理 ................................................... 269
7.1.2 Nginx的启动与停止 ......................................................... 270
7.1.3 Nginx的启动命令和参数详解 .................................................. 271
7.1.4 Linux下OpenResty的启动、停止脚本 ................................................. 271
7.1.5 Windows下OpenResty的启动、停止脚本 ............................................... 273
7.2 Nginx的核心原理 ............................................................. 274
7.2.1 Reactor模型 ........................................................... 274
7.2.2 Nginx的两类进程 ..................................................................... 275
7.2.3 Nginx的模块化设计 ............................................................. 276
7.2.4 Nginx配置文件上下文结构 ....................................................... 278
7.2.5 Nginx的请求处理流程 ................................................... 280
7.2.6 HTTP请求处理的11个阶段 ................................................. 281
7.3 Nginx的基础配置 ......................................................... 286
7.3.1 events事件驱动配置 ................................................. 286
7.3.2 虚拟主机配置 .............................................................. 287
7.3.3 错误页面配置 ........................................................... 289
7.3.4 长连接相关配置 ............................................................. 290
7.3.5 访问日志配置 .................................................... 290
7.3.6 Nginx核心模块内置变量 ........................................... 291
7.4 location路由规则配置详解 ................................................... 293
7.4.1 location语法详解 ....................................................... 293
7.4.2 常用的location路由配置 ................................................... 296
7.5 Nginx的rewrite模块指令 .......................................................... 297
7.5.1 set指令 .................................................................. 298
7.5.2 rewrite指令 ............................................................... 298
7.5.3 if条件指令 ............................................................ 301
7.5.4 add_header指令 ............................................................... 303
7.5.5 指令的执行顺序 ........................................................... 304
7.6 反向代理与负载均衡配置 ............................................... 305
7.6.1 演示环境说明 ................................................. 305
7.6.2 proxy_pass反向代理指令 ............................................... 306
7.6.3 proxy_set_header请求头设置指令 ................................... 308
7.6.4 upstream上游服务器组 ......................................................... 309
7.6.5 upstream的上游服务器配置 ........................................... 311
7.6.6 upstream的负载分配方式 .................................................... 313
第8章 Nginx Lua编程 ............................................................ 315
8.1 Nginx Lua编程的主要应用场景 ................................................ 315
8.2 Nginx Lua编程简介 ....................................................... 315
8.2.1 ngx_lua简介 ....................................................... 315
8.2.2 Nginx Lua项目的创建 .................................................... 316
8.2.3 Lua项目的工程结构 ....................................................... 317
8.2.4 Lua项目的启动 .......................................................... 318
8.3 Lua开发基础 .............................................................. 319
8.3.1 Lua模块的定义和使用 ........................................................... 319
8.3.2 Lua模块的使用 ................................................................. 320
8.3.3 Lua的数据类型 ................................................................. 322
8.3.4 Lua的字符串 ................................................................. 325
8.3.5 Lua的数组容器 ............................................................. 326
8.3.6 Lua的控制结构 ...................................................... 328
8.3.7 Lua的函数定义 ............................................................ 331
8.3.8 Lua的面向对象编程 ........................................................ 332
8.4 Nginx Lua编程基础 ............................................................ 333
8.4.1 Nginx Lua的执行原理 ................................................. 334
8.4.2 Nginx Lua的配置指令 ...................................................... 335
8.4.3 Nginx Lua的内置常量和变量 .............................................. 339
8.5 Nginx Lua编程实例 ........................................................... 341
8.5.1 Lua脚本获取URL中的参数 ....................................................... 341
8.5.2 Nginx Lua的内置方法 ..................................................... 342
8.5.3 通过ngx.header设置HTTP响应头 ........................................ 344
8.5.4 Lua访问Nginx变量 .......................................................... 347
8.5.5 Lua访问请求上下文变量 ..................................................... 349
8.6 重定向与内部子请求 ................................................................ 350
8.6.1 Nginx Lua内部重定向 ........................................................ 350
8.6.2 Nginx Lua外部重定向 ..................................................... 352
8.6.3 ngx.location.capture子请求 .............................................. 355
8.6.4 ngx.location.capture_multi并发子请求 .......................................359
8.7 Nginx Lua操作Redis .......................................................... 361
8.7.1 Redis的CRUD基本操作 ......................................................... 361
8.7.2 实战：封装一个操作Redis的基础类 ............................................. 364
8.7.3 在Lua中使用Redis连接池 .......................................................... 367
8.8 Nginx Lua编程实战案例 ............................................................... 369
8.8.1 Nginx+Redis进行分布式访问统计 .................................................... 369
8.8.2 Nginx+Redis+Java容器实现高并发访问 ............................................. 370
8.8.3 Nginx+Redis实现黑名单拦截 ...................................................... 375
8.8.4 使用Nginx Lua共享内存 ........................................................ 378
第9章 限流原理与实战 ................................................................. 380
9.1 限流策略原理与参考实现 ................................................... 380
9.1.1 3种限流策略：计数器、漏桶和令牌桶 ........................................... 380
9.1.2 计数器限流原理和Java参考实现 ................................................ 381
9.1.3 漏桶限流原理和Java参考实现 .................................................. 384
9.1.4 令牌桶限流原理和Java参考实现 ................................................ 386
9.2 分布式计数器限流 .............................................................. 390
9.2.1 实战：Nginx Lua分布式计数器限流 ............................................. 390
9.2.2 实战：Redis Lua分布式计数器限流 ........................................... 394
9.3 Nginx漏桶限流详解 .................................................. 397
9.4 实战：分布式令牌桶限流 ....................................................... 399
9.4.1 分布式令牌桶限流Lua脚本 .................................................... 399
9.4.2 Java分布式令牌桶限流 .................................................... 402
9.4.3 Java分布式令牌桶限流的自验证 ......................................... 406
第10章 Spring Cloud+Nginx秒杀实战 ............................................. 409
10.1 秒杀系统的业务功能和技术难点 ............................................. 409
10.1.1 秒杀系统的业务功能 ............................................ 409
10.1.2 秒杀系统面临的技术难题 ............................................... 410
10.2 秒杀系统的系统架构 ................................................. 411
10.2.1 秒杀的分层架构 ..................................................... 411
10.2.2 秒杀的限流架构 ..................................................... 413
10.2.3 秒杀的分布式锁架构 ................................................. 414
10.2.4 秒杀的削峰架构 ................................................... 415
10.3 秒杀业务的参考实现 .............................................. 416
10.3.1 秒杀的功能模块和接口设计 ........................................... 416
10.3.2 数据表和PO实体类设计 .................................................... 420
10.3.3 使用分布式ID生成器 ...................................................... 423
10.3.4 秒杀的控制层设计 ....................................................... 424
10.3.5 service层逻辑：获取秒杀令牌 ........................................... 426
10.3.6 service层逻辑：执行秒杀下单 ........................................... 429
10.3.7 秒杀的Lua脚本设计 ................................................... 434
10.3.8 BusinessException定义 ................................................... 436
10.4 Zuul内部网关实现秒杀限流 ......................................... 439
10.5 Nginx高性能秒杀和限流 ...................................... 444
10.5.1 Lua脚本：获取秒杀令牌 ................................................. 445
10.5.2 Lua脚本：执行令牌桶限流 ........................................... 448
