分布式系统与使用Java进行云计算 from Udemy

你是否一直想开发能服务上百万用户、能影响人们生活的软件？

对于现代公司，你是否一直在思考以下问题：

如何处理海量网络流量与事务？

如何确保数十亿照片、视频及其他数据的存储安全？

如何为全球用户提供全天候完美用户体验与高性能？

那么这门课就是你的最佳选择！

在这门课中，你将会：

掌握分布式系统、分布式计算与现代软件架构理论
掌握开发分布式应用和并行算法所必须的操作技能，主要包括基于Java的技术
在云端部署分布式Java应用程序组
扩展分布式数据库，用于存储PB级数据
开发可扩展性高且具有容错性的分布式系统

同时，你还可以学习以下现代技术：

Apache Kafka
Apache Zookeeper
MongoDB
HAProxy
谷歌云平台
JSON
Java HTTP服务器与客户端
Protocol Buffers
谷歌云平台
其他

完成课程学习后，你将能够：

应用最佳实践开发构建真实的分布式系统
扩展分布式系统，每日可数十亿事务
在云端部署分布式应用
为用例与软件架构选取最适当的技术
利用基于Java的现代技术存储和处理海量数据

还在等什么？

今天就加入我们，一起踏上不可思议的旅程吧！

常见问题

- 学习本课程需要具备哪些基础知识？

你只需要掌握Java语言的基础知识。多线程和并发基本知识有助于学习，但不属于必备知识。

- 本课程是否可以帮助我进行系统设计面试？

是的。系统设计面试中时常出现有关分布式系统的问题，大型公司格外钟爱此类问题。在面试和实际项目工作中，均可利用从本课程中学到的技能推动职业发展。

- 我是否需要支付任何软件或云账户的费用？

不需要。本课程涉及的各项技术均为免费开源技术。云端课程也不需要额外支付任何其他费用。如你有意愿继续学习，所有云供应商也均提供免费账户，供你免费使用和练习。请参考具体云供应商的指南文档。

- 我是否可以在个人电脑上本地运行和开发分布式系统？

可以。你无需购买额外硬件，也可以在个人电脑上开发和运行分布式系统。一般来说，在进入质检和生产环节前，大部分分布式计算开发都是在一台电脑上完成的。

- 我想成为软件工程师或技术主管，这门课程是否适合我？

当然适合。通过本课程，你能够掌握软件架构与分布式计算操作技能，帮助你成为软件工程师和技术主管。得益于先进的云计算技术，如今主流公司均采用分布式系统并在云端进行部署。因此，本课程涵盖的操作技能是现代软件工程师取得成功的必备技能。

What's inside

Learning objectives

设计开发大型java并行应用与大规模分布式算法
开发具有低延迟、容错性、高可用性、高性能特征的高效云端软件系统

掌握针对现代云计算的软件架构
全球云端分布式程序部署，服务于数百万用户、数十亿（访问）请求以及pb级数据

设计开发大型java并行应用与大规模分布式算法
开发具有低延迟、容错性、高可用性、高性能特征的高效云端软件系统
掌握针对现代云计算的软件架构
全球云端分布式程序部署，服务于数百万用户、数十亿（访问）请求以及pb级数据

Syllabus

分布式系统介绍

Introduction and Motivation

集群协调服务与分布式算法

集群协调与Leader选举原理简介

Traffic lights

Read about what's good

what should give you pause

and possible dealbreakers

Covers Apache Kafka and Zookeeper, which are essential technologies for building robust distributed systems and are widely used in modern software architectures

Teaches skills to scale distributed systems to handle billions of transactions daily, which is highly valuable for developers working on large-scale applications

Includes hands-on exercises with HAProxy and MongoDB, which allows learners to gain practical experience in load balancing and distributed database management

Explores cloud deployment practices using Google Cloud Platform, which is a leading cloud provider and a valuable skill for modern software engineers

Requires a basic understanding of Java, but prior knowledge of multithreading and concurrency is helpful, suggesting that learners may need to acquire additional knowledge

Emphasizes the use of free and open-source technologies, which lowers the barrier to entry for learners who may not have access to expensive software licenses

Reviews summary

分布式系统与云计算java实战

according to students, this course provides a positive and comprehensive introduction to distributed systems and cloud computing using Java. Many appreciate the focus on practical implementation and hands-on exercises, stating that it helps solidify theoretical concepts. The course covers key technologies like Kafka, Zookeeper, and MongoDB, which learners find relevant for modern software development. Some mention that the lectures are clear and the instructor's explanations are easy to follow, making complex topics accessible. However, a few reviewers note that some sections could benefit from being more in-depth or updated to reflect the latest versions of technologies. Overall, it is highly recommended for those looking to build a strong foundation in distributed systems with a Java focus.

提供了在云平台部署的实践指导。

"能够在谷歌云平台部署分布式应用，这部分内容非常实用。"

"学习如何在云端搭建和扩展系统，是我选择这门课的主要原因之一。"

"云部署的实践环节让我对现代应用的部署流程有了直观认识。"

"跟着课程一步步在云上部署了自己的第一个分布式服务，很有成就感。"

本课程特别适合有Java基础的学习者。

"作为一名Java开发者，我发现这门课对我的技能提升非常有帮助。"

"如果你熟悉Java，这门课能让你快速上手分布式系统开发。"

"课程中所有的代码示例都是Java，对我来说直接就能跟着练习。"

"课程要求有Java基础，这让我感觉更专注于分布式系统本身的学习。"

课程平衡了分布式系统的理论与实践。

"课程不仅仅讲理论，更重要的是它提供了大量的实践环节，让我对分布式概念有了更深的理解。"

"从领导者选举的理论到Zookeeper的实现，这种理论结合实践的方式非常有效。"

"讲师不仅解释了‘是什么’，更重要的是解释了‘为什么’和‘如何做’。"

"我觉得课程在解释分布式系统的核心原理和实际编码之间找到了很好的平衡点。"

课程覆盖了分布式系统中的多种核心技术。

"课程内容非常丰富，涵盖了Kafka、Zookeeper、MongoDB等我在工作中需要了解的关键技术。"

"能够一次性学习到这么多流行的分布式技术，我觉得这门课的性价比很高。"

"讲师对HAProxy、JSON等技术的讲解很实用。"

"涵盖的技术栈与现代分布式系统开发的需求高度契合。"

课程包含多个基于Java的分布式系统实战项目。

"这门课最棒的部分是它的实战项目。我学到了如何用Java实现分布式锁和领导者选举。"

"实际的代码演练和项目让我能把理论知识应用到实践中，这对我来说非常重要。"

"我一直在寻找包含真实Java代码的分布式系统课程，这个课程提供了很多有用的例子和项目。"

"项目作业帮助我理解了Kafka、Zookeeper这些技术在实际应用中的工作方式。"

部分技术版本可能需要更新。

"课程中使用的某些软件版本不是最新的，安装时遇到了一些小问题。"

"希望课程内容能随着技术的发展保持更新。"

"虽然核心概念不变，但使用最新的库版本进行实践会更好。"

"讲师的代码和示例是清晰的，只是部分依赖库的版本比较老。"

部分学习者认为课程内容可以更深入。

"课程是很好的入门，但对于一些高级主题，我希望能有更深入的探讨。"

"某些技术的讲解可能只有基础层面，如果想精通还需要额外的学习。"

"在处理更复杂的分布式场景时，我觉得课程提供的深度不够。"

"对于有一定经验的开发者来说，某些章节可能显得基础，但总体框架很好。"

Activities

Be better prepared before your course. Deepen your understanding during and after it. Supplement your coursework and achieve mastery of the topics covered in 分布式系统与使用Java进行云计算 with these activities:

复习Java多线程和并发

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复习Java多线程和并发知识，为理解分布式系统中涉及的并发处理打下基础。

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回顾Java线程的基本概念，如线程创建、启动和同步。
学习Java并发工具类，如锁、信号量和并发集合。
阅读相关书籍或教程，加深对Java并发编程的理解。

阅读《分布式系统：概念与设计》

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通过阅读经典书籍，系统地学习分布式系统的基本概念和设计原则。

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通读《分布式系统：概念与设计》一书。
重点关注书中关于一致性、容错和负载均衡等章节。
记录阅读笔记，总结关键概念和设计模式。

使用Zookeeper实现简单的Leader选举

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通过实践操作，掌握Zookeeper的基本用法和Leader选举的实现原理。

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安装和配置Zookeeper集群。
编写Java程序，使用Zookeeper API实现Leader选举。
测试Leader选举的容错性，模拟节点故障。

Four other activities

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阅读《Kafka: The Definitive Guide》

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深入学习Kafka的原理和使用方法，为实际应用打下基础。

View Kafka: The Definitive Guide: Real-Time Data and... on Amazon

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通读《Kafka: The Definitive Guide》一书。
重点关注书中关于Kafka API、配置和性能优化等章节。
尝试运行书中的示例代码，加深理解。

撰写博客文章：Kafka在分布式系统中的应用

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通过撰写博客文章，深入理解Kafka的原理和应用场景，并分享学习心得。

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研究Kafka的架构、特性和使用场景。
总结Kafka在分布式系统中的优势和局限性。
撰写博客文章，清晰地阐述Kafka的原理和应用。

构建一个简单的分布式Key-Value存储系统

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通过构建实际的分布式系统，巩固所学知识，并提升解决实际问题的能力。

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设计Key-Value存储系统的架构，包括数据分片、复制和一致性。
使用Java实现Key-Value存储系统的各个组件。
部署和测试Key-Value存储系统，验证其功能和性能。

参与开源项目：贡献Kafka或Zookeeper

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通过参与开源项目，学习优秀的分布式系统设计和实现，并提升编码能力。

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选择一个感兴趣的Kafka或Zookeeper开源项目。
阅读项目的代码和文档，了解项目的架构和功能。
尝试修复项目中的bug或添加新功能，并提交pull request。

Career center

Learners who complete 分布式系统与使用Java进行云计算 will develop knowledge and skills that may be useful to these careers:

分布式系统工程师

分布式系统工程师专注于设计、开发和维护跨多台计算机运行的系统。如果你对构建能够处理海量数据和流量的系统感兴趣，分布式系统工程师是一个理想的选择。该课程教授分布式系统、分布式计算和现代软件架构的理论，帮助你深入理解这一领域。课程还侧重于基于Java的技术栈，并涵盖了Apache Kafka、Zookeeper和MongoDB等现代技术，这些都是分布式系统工程师经常使用的工具。通过学习本课程，你将掌握构建可扩展、容错性强的分布式系统的操作技能，并能够应对系统设计面试中常见的分布式系统问题。课程内容尤其强调了在云端部署分布式应用，这对于现代分布式系统工程师来说至关重要。

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软件架构师

软件架构师负责设计和规划软件系统的整体结构。该课程教授现代软件架构理论，并涵盖了分布式系统设计的最佳实践，这对软件架构师来说至关重要。课程内容包括集群协调服务、服务注册与发现、负载均衡和分布式消息代理等关键概念。通过学习本课程，你将能够更好地理解如何构建可扩展、容错性强的分布式系统，并为大型软件项目选择最合适的技术栈。课程中涉及的谷歌云平台相关知识，也为软件架构师提供了在云端部署应用的实践经验。本课程对那些想要提升架构设计能力的软件工程师来说有很大的价值。

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云架构师

云架构师负责设计、规划和管理组织的云基础设施。该课程将帮助有志于成为云架构师的人士理解现代软件架构，并掌握在全球云端部署分布式程序所需的技能。课程中涵盖了大量关于云计算的知识，包括如何设计低延迟、高可用性、高性能的云端软件系统。通过学习Apache Kafka、Zookeeper和MongoDB等技术，云架构师能够更好地构建可扩展且具有容错性的分布式系统。特别地，课程着重介绍了谷歌云平台的使用，这对于希望在该平台上构建和部署应用程序的云架构师来说非常有价值。此外，该课程还涵盖了负载均衡、数据分片等关键概念，这些都是云架构师在设计和优化云架构时需要考虑的重要因素。

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云原生工程师

云原生工程师专注于构建和部署在云环境中运行的应用程序。本课程涵盖了在云端部署分布式Java应用程序组，以及如何利用现代技术来构建云原生应用。学习课程内容可帮助云原生工程师掌握基于Java的现代技术，并能够应用最佳实践来构建真实的分布式系统。此外，课程还教授如何利用谷歌云平台进行全球范围内的云计算和部署，包括计算实例与模板、实例组、弹性伸缩与自动修复等。通过学习本课程，云原生工程师可以更好地理解云原生架构，并能够构建可扩展、高可用的云原生应用。

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解决方案架构师

解决方案架构师负责为特定的业务问题设计和实施技术解决方案。该课程涵盖了现代软件架构理论和分布式系统设计的最佳实践，这对解决方案架构师来说至关重要。通过学习本课程，你将能够更好地理解如何为用例与软件架构选取最适当的技术，并能够构建可扩展、容错性强的分布式系统。课程中涉及的云平台部署和管理技术，也为解决方案架构师提供了在云环境中构建解决方案的能力。课程中的各种技术讲解，例如Apache Kafka、Zookeeper和MongoDB等，有助于解决方案架构师根据实际需求灵活选择合适的技术组件。

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大数据工程师

大数据工程师负责处理和分析海量数据，并为组织提供有价值的洞察。该课程涵盖了扩展分布式数据库以存储PB级数据的方法，这对大数据工程师来说至关重要。此外，课程还教授如何利用基于Java的现代技术来存储和处理海量数据。Apache Kafka是大数据工程师经常使用的消息队列系统，课程中对其进行了深入介绍。通过学习本课程，你将能够应用最佳实践来构建真实的分布式系统，并扩展这些系统以每日处理数十亿事务。课程中涉及的MongoDB等技术也为大数据工程师提供了必要的数据存储和管理工具。

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技术主管

技术主管负责领导和管理技术团队。学习本课程可以帮助技术主管掌握软件架构与分布式计算的操作技能，并能够领导团队构建高可用、可扩展的分布式系统。课程涵盖了现代软件架构理论和分布式系统设计的最佳实践。通过学习本课程，你将能够更好地理解如何为用例与软件架构选取最适当的技术。课程中涉及的谷歌云平台相关知识，也为技术主管在云端部署应用提供了实践经验。该课程是现代软件工程师取得成功的必备技能。

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後端工程師

后端工程师构建和维护应用程序的服务器端逻辑和数据库。该课程教授开发分布式应用和并行算法所必需的操作技能，这对后端工程师来说非常有帮助。课程涵盖了Java HTTP服务器与客户端的构建，以及Protocol Buffers等技术，这些都是后端工程师经常使用的工具。通过学习本课程，你将能够更好地理解现代软件架构，并为用例与软件架构选取最适当的技术。课程中涉及的负载均衡、消息传递和数据库扩展等概念，也是后端工程师需要掌握的关键知识。本课程可以帮助后端工程师设计、开发大型的Java并行应用。

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数据库管理员

数据库管理员负责管理和维护数据库系统。该课程教授扩展分布式数据库以存储PB级数据的方法，这对数据库管理员来说至关重要。课程涵盖了数据分片、一致性哈希动态分片、数据库复制和一致性模型等关键概念。通过学习本课程，你将能够更好地理解分布式数据库的架构，并能够有效地管理和维护大规模数据库系统。课程中涉及的MongoDB扩展技术，也为数据库管理员提供了处理NoSQL数据库的实践经验。课程对那些想要掌握分布式数据库管理技能的数据库管理员来说，非常有价值。

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应用程序开发者

应用程序开发者负责设计、编写和测试软件应用程序。该课程教授开发分布式应用和并行算法所必需的操作技能，对应用程序开发者来说非常有帮助。课程涵盖了Java HTTP服务器与客户端的构建，以及Protocol Buffers等技术，这些都是应用程序开发者经常使用的工具。通过学习本课程，你将能够更好地理解现代软件架构，并为用例与软件架构选取最适当的技术。课程中涉及的负载均衡、消息传递和数据库扩展等概念，也是应用程序开发者需要掌握的关键知识。

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DevOps工程师

DevOps工程师致力于自动化软件开发和部署流程。学习课程能够帮助DevOps工程师掌握在云端部署分布式应用的技能，并能够利用现代技术来提高部署效率和可靠性。课程涵盖了谷歌云平台的使用，包括计算实例与模板、实例组、弹性伸缩与自动修复等。通过学习本课程，DevOps工程师可以更好地理解云基础设施，并能够构建自动化部署流水线。课程中涉及的Apache Kafka和Zookeeper等技术，也有助于DevOps工程师构建监控和管理分布式系统的工具。

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系统工程师

系统工程师负责设计、实施和管理组织的IT基础设施。该课程中涵盖的分布式系统知识和云平台部署技术，有助于系统工程师更好地理解和管理现代IT环境。通过学习本课程，系统工程师可以了解如何构建可扩展、高可用的分布式系统，并能够利用云平台提高IT资源的利用率和可靠性。课程中涉及的负载均衡、消息传递和数据库扩展等概念，也是系统工程师需要掌握的关键知识。因此，课程可能够帮助系统工程师更好地完成日常工作。

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性能工程师

性能工程师专注于优化软件系统的性能。学习本课程可以帮助性能工程师理解分布式系统的瓶颈，并能够利用现代技术来提高系统性能。课程涵盖了负载均衡、消息传递和数据库扩展等关键概念，这些都是性能工程师需要掌握的知识。通过学习本课程，你将能够更好地理解如何构建低延迟、高可用性、高性能的云端软件系统。课程中涉及的Apache Kafka和Zookeeper等技术，也有助于性能工程师构建性能监控和分析工具。

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技术顾问

技术顾问为客户提供技术方面的建议和指导。该课程可以帮助技术顾问更好地理解现代软件架构和分布式系统的设计原则，从而为客户提供更专业的建议。学习课程内容可能有助于顾问了解如何构建可扩展、高可用的分布式系统，并为客户推荐最合适的技术方案。课程中涉及的云平台部署和管理技术，也能帮助技术顾问指导客户在云环境中构建和部署应用程序。因此，学习这门课程的技术顾问，可能能够更好地帮助客户解决实际的技术问题。

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软件测试工程师

软件测试工程师负责测试软件应用程序，确保其质量和可靠性。课程可以帮助软件测试工程师更好地理解分布式系统的架构和特性，从而更有效地进行测试。通过学习本课程，软件测试工程师可以了解如何测试可扩展、高可用的分布式系统，并能够发现潜在的性能瓶颈和安全漏洞。课程中涉及的负载均衡、消息传递和数据库扩展等概念，也有助于软件测试工程师构建更全面的测试用例。该课程可能有助于软件测试工程师胜任工作。

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Reading list

We've selected two books that we think will supplement your learning. Use these to develop background knowledge, enrich your coursework, and gain a deeper understanding of the topics covered in 分布式系统与使用Java进行云计算.

Kafka: The Definitive Guide

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本书是关于Apache Kafka的权威指南，详细介绍了Kafka的架构、API和最佳实践。它涵盖了Kafka的各种主题，包括生产者、消费者、主题、分区、复制和安全性等。阅读本书可以帮助学生深入理解Kafka的内部机制，并掌握Kafka的使用技巧。本书适合作为参考书或课外阅读材料。

(English) Kafka: The Definitive Guide: Real-Time Data and...

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