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第五阶段 – 架构与并发（2-3个月）

Clean Code 与 SOLID 原则

  • Clean Code: 清晰的命名，短小的函数，有用的注释，一致的格式。
  • SOLID:
  • SRP (Single Responsibility Principle)
  • OCP (Open/Closed Principle)
  • LSP (Liskov Substitution Principle)
  • ISP (Interface Segregation Principle)
  • DIP (Dependency Inversion Principle)

示例: 重构任务管理器中的服务以遵循 SOLID 原则。

设计模式

  • 模式: Factory（创建），Singleton（单一实例），Builder（对象构建），Strategy（行为），Observer（事件）。
  • 应用: 选择适合项目上下文的模式。

示例: 使用 Strategy 实现不同的任务优先级算法。

线程与并发

  • 概念: Thread, Runnable, ExecutorService, ForkJoinPool。
  • 技术: 创建和管理线程池，异步任务。

示例: 使用 ExecutorService 并行处理任务报告。

同步与并发问题

  • 机制: synchronized, Lock, ReentrantLock, ConcurrentHashMap。
  • 问题: Deadlock, race condition, starvation。

示例: 实现对共享任务列表的安全访问。

微服务介绍

  • 概念: 微服务架构，REST 通信，服务发现。
  • 工具: Spring Cloud（例如，Eureka 用于服务发现）。

示例: 将任务管理器拆分为微服务（任务和用户）。

消息队列基础（可选）

  • 概念: Publisher/subscriber，队列，主题。
  • RabbitMQ: 设置，发送和消费消息。

示例: 通过 RabbitMQ 通知用户任务更新。

性能优化

  • Caching: 使用 Redis 的 Spring Cache 减少数据库访问。
  • JVM Tuning: 基本概念（heap, garbage collection）。

示例: 为任务系统中的频繁查询实现缓存。

DevOps/Cloud 介绍：Docker 与 CI/CD

  • Docker: 容器，镜像，Dockerfile，Docker Compose。
  • CI/CD: 使用 GitHub Actions 配置构建和部署管道。

示例: 为任务应用创建 Dockerfile 并通过 GitHub Actions 部署。

可观测性

  • 工具: Prometheus（指标），Grafana（可视化），ELK Stack（日志）。
  • 概念: 性能监控，集中式日志，警报。

示例: 使用 Prometheus 和 Grafana 监控任务 API 的响应时间。

安全：OWASP Top Ten

  • 概念: 注入，认证失败，敏感数据暴露。
  • 实践: 输入验证，数据清理，安全配置。

示例: 保护任务 API 免受 SQL 注入和 XSS 攻击。

最终项目

高级任务管理系统
- 后端: 增强第四阶段的任务 API，使用微服务（任务和用户）。
- 架构: 使用 Clean Code、SOLID 和 design patterns（例如 Strategy）重构。
- 并发: 使用 ExecutorService 并行处理报告。
- 可选: 通过 RabbitMQ 实现微服务间通信，并使用 Redis 为频繁查询实现缓存。
- DevOps: 使用 Docker 打包，配置 GitHub Actions 的 CI/CD。
- 可观测性: 添加 Prometheus 和 Grafana 用于指标监控。
- 安全: 实现针对 OWASP Top Ten 的保护措施。
- Git: 按功能提交（例如，feature/microservices, feature/concurrency）。
- 发布: 在 GitHub 上发布，附带详细的 README（设置、架构、部署）。

资源