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內容簡介

本書首先解釋如何利用Python語言實現應用軟件架構，讓你逐步理解什麼是架構級的需求以及如何確定這些需求；然後，你可以獲得對架構不同質量屬性的完整理解，這些質量屬性包括可修改性、可測試性、可擴展性、可部署性和安全性等，從而幫助架構師構建滿足業務需求的軟件架構産品。

作者簡介

關於作者
Anand Balachandran Pillai是一名工程技術專傢，在軟件企業有18年以上的工作經曆，在産品工程、軟件設計、架構設計和相關研究方麵具有非常豐富的經驗。
他曾獲得印度理工學院機械工程專業的學士學位。曾在Yahoo!、McAfee和Infosys等公司任職，擔任産品開發團隊的首席工程師。
他的主要興趣在於軟件性能工程、高可擴展性架構、安全和開源社區等方麵。他也經常在Startups工作，擔任首席技術專傢或顧問。
他還是班加羅爾Python用戶聯盟的奠基人和Python軟件協會（PSF）的會士。Anand現在是Yegii公司的首席架構師。

目錄

目錄
譯者序
關於作者
關於評審人
前言
第1章　軟件架構原理 1
1.1　軟件架構定義 2
1.1.1　軟件架構與設計 2
1.1.2　軟件架構相關的幾個方麵 3
1.2　軟件架構的特徵 3
1.2.1　用架構來定義一種結構 3
1.2.2　由架構來挑選一組核心元素 4
1.2.3　由架構來捕獲早期的設計決策 4
1.2.4　由架構來管理利益相關者的需求 5
1.2.5　架構影響著組織結構 5
1.2.6　架構受到環境的影響 6
1.2.7　架構是對係統的文檔化 6
1.2.8　架構通常會遵循某個模式 7
1.3　軟件架構的重要性 7
1.4　係統架構與企業架構 8
1.5　架構的質量屬性 10
1.5.1　可修改性 11
1.5.2　可測試性 13
1.5.3　可擴展性 14
1.5.4　性能 15
1.5.5　可用性 16
1.5.6　安全性 17
1.5.7　可部署性 18
1.6　本章小結 19
第2章　編寫可修改可讀的代碼 20
2.1　什麼是可修改性 20
2.2　與可修改性相關的幾個方麵 20
2.3　理解可讀性 21
2.3.1　Python和可讀性 21
2.3.2　可讀性–反模式 22
2.4　增強可讀性的各種技術 24
2.4.1　文檔化代碼 24
2.4.2　遵守編碼和風格規範 30
2.4.3　審查和重構代碼 31
2.4.4　注釋代碼 31
2.5　可修改性的基礎——內聚和耦閤 32
2.5.1　測量內聚性和耦閤性 33
2.5.2　字符串和文本處理 35
2.6　探索提高可修改性的策略 37
2.6.1　提供顯式接口 37
2.6.2　減少雙嚮依賴 37
2.6.3　抽象齣公共服務 38
2.6.4　使用繼承技術 38
2.6.5　使用延遲綁定技術 42
2.7　度量——靜態分析工具 43
2.7.1　什麼是代碼壞味道 43
2.7.2　圈復雜度——McCabe度量 44
2.7.3　度量結果測試 45
2.7.4　運行靜態檢查器 47
2.8　重構代碼 53
2.8.1　降低復雜度 53
2.8.2　改善代碼壞味道 55
2.8.3　改善風格上和編碼上的問題 57
2.9　本章小結 57
第3章　可測試性——編寫可測試的代碼 58
3.1　理解可測試性 58
3.1.1　軟件可測試性及相關屬性 58
3.1.2　架構級的方方麵麵 59
3.1.3　策略 60
3.2　白盒測試原理 65
3.2.1　單元測試 65
3.2.2　操作中的單元測試 66
3.2.3　單元測試模塊nose2 69
3.2.4　用py.test進行測試 70
3.2.5　代碼覆蓋 72
3.2.6　仿製一些東西 74
3.2.7　文檔中的內聯測試——doctest 78
3.2.8　集成測試 81
3.2.9　測試自動化 83
3.3　測試驅動開發 84
3.4　有迴文的TDD 85
3.5　本章小結 90
第4章　好的性能就是迴報 92
4.1　什麼是性能 93
4.2　軟件性能工程 93
4.3　性能測試和度量工具 94
4.4　性能復雜度 95
4.5　度量性能 96
4.5.1　使用上下文管理器度量時間 97
4.5.2　使用timeit模塊來計時代碼 99
4.5.3　使用timeit度量代碼的性能 100
4.5.4　揭示時間復雜度——各種圖 102
4.5.5　使用timeit度量CPU時間 106
4.6　剖析 107
4.6.1　確定性剖析 107
4.6.2　使用cProfile和profile進行剖析 108
4.6.3　收集和報告統計數據 111
4.6.4　第三方剖析器 113
4.7　其他工具 119
4.7.1　objgraph 120
4.7.2　pympler 121
4.8　程序設計性能——數據結構 123
4.8.1　可變容器——鏈錶、字典和集閤 123
4.8.2　不可變容器——元組 124
4.8.3　高性能容器——集閤模塊 125
4.8.4　概率數據結構——布隆過濾器 131
4.9　本章小結 134
第5章　開發可擴展的應用 136
5.1　可擴展性和性能 137
5.2　並發性 139
5.2.1　並發性與並行性 140
5.2.2　Python中的並發性——多綫程機製 141
5.3　縮略圖産生器 141
5.3.1　縮略圖産生器——生産者/消費者架構 143
5.3.2　縮略圖産生器——使用鎖的資源約束 147
5.3.3　縮略圖産生器——使用信號量的資源約束 150
5.3.4　資源約束——信號量和鎖比較 153
5.3.5　縮略圖産生器——使用條件的URL速率控製器 153
5.4　多綫程機製——Python和GIL 160
5.4.1　Python中的並發性——多進程機製 160
5.4.2　質數檢查器 161
5.4.3　排序磁盤文件 163
5.5　多綫程與多進程比較 168
5.6　先入為主的與閤作的多任務處理 170
5.7　Python中的asyncio模塊 173
5.8　等待future對象——async和await 175
5.9　concurrent.future——高級並發處理 178
5.9.1　磁盤縮略圖産生器 179
5.9.2　並發選項——如何選擇？ 181
5.10　並行處理庫 182
5.10.1　joblib 182
5.10.2　PyMP 183
5.10.3　fractals —— Mandelbrot集 184
5.11　Web擴展 189
5.11.1　擴展工作流——消息隊列和任務隊列 189
5.11.2　Celery —— 一種分布式任務隊列 190
5.11.3　在Web上使用Python服務——WSGI 194
5.12　可擴展架構 197
5.12.1　垂直可擴展架構 197
5.12.2　水平擴展架構 198
5.13　本章小結 201
第6章　安全性——編寫安全代碼 202
6.1　信息安全架構 202
6.2　安全編碼 203

前言/序言

前言
軟件架構，可以說是為特定的應用軟件創建一個藍圖設計。軟件架構中存在兩大挑戰：首先，軟件架構與需求必須保持一緻，對尚未發現的需求或者發生演化的需求都是如此；其次，盡管常常發生架構實現的變更，但軟件架構與其對應的架構實現必須保持一緻。
本書包含很多示例和用例，通過這種直觀的方法來幫助你獲取成為一名成功的軟件架構師所需的一切。本書將幫助你瞭解Python的來龍去脈，以便可以用Python來構建和設計高度可擴展的、健壯的、簡潔的、性能強大的應用程序。
主要內容
第1章介紹瞭軟件架構的核心思想，簡要介紹瞭架構質量屬性和一些隱含的原理。這將使你能夠在軟件架構原理和基本屬性方麵擁有良好的知識基礎。
第2章包括開發中軟件架構的可修改性和可讀性。它將幫助你深入理解架構的可維護性等質量屬性，並獲得用Python編寫代碼來測試應用程序的各種技巧和策略。
第3章幫助你理解軟件架構的可測試性，以及如何為Python應用程序構建架構以滿足可測試性。你還將瞭解可測試性和軟件測試的各個方麵，以及Python中可用的各種庫和模塊，以便編寫各種可測試的應用程序。
第4章討論瞭在編寫Python代碼過程中關於性能的方方麵麵。你不僅可以學習架構性能的基本知識，還可以掌握在何時何地需要進行性能優化。例如，你會學習到何時進行SDLC的性能優化。
第5章不僅闡述瞭編寫可擴展應用程序的重要性，還討論瞭實現應用程序可擴展性的各種不同方法，並論述瞭如何利用Python來實現各種可擴展性技術。你不僅能學到可擴展性的理論方麵的知識，還能學到業界的最佳實踐。
第6章討論瞭架構安全性的方方麵麵，並使你掌握一些最佳實踐和技巧來編寫安全性高的應用程序。你會瞭解在Python架構應用程序中可能齣現的各種不同的安全問題，以及Python是如何從頭開始保障安全性的。
第7章從程序員實用性的角度，簡要論述瞭Python中齣現的各種設計模式以及每個模式的理論背景。這些設計模式對程序員來說是非常實用的。
第8章從較高抽象層次角度介紹Python中現有的架構模式，同時給齣瞭幾個示例，用來說明如何利用Python庫和框架來實現基於這些模式的高層次架構問題的解決方法。
第9章討論如何正確地在遠程環境中或雲上使用Python輕鬆部署代碼的方方麵麵。
第10章討論瞭一些Python代碼調試技術，包括最簡單實用的打印語句、日誌記錄和係統調用跟蹤機製等，這些對程序員來說都是非常容易獲得的，也有助於係統架構師指導他的團隊。
閱讀本書需要準備什麼
為運行本書中展示的大部分代碼示例，需要在係統中安裝Python 3。其他的預備知識會在相應的實例中提到。
本書的讀者對象
本書適用於有經驗的Python開發人員，他們渴望成為企業級應用程序的架構師；本書也適用於軟件架構師，他們希望利用Python的特長來創建更有效的應用程序藍圖。
約定
書中的代碼塊設置如下：

當希望重點關注代碼塊的某個特定部分時，會將相關的行（line）或項（item）設置成粗體：

任何命令行輸入或輸齣寫成如下形式：

新術語和重要詞匯以粗體形式錶示。
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