1 - Python 全栈指南

从基础语法到 Web 开发的完整学习路线,适合初学者入门。

前言:人生苦短,我用 Python

Python 以其简洁优雅的语法和庞大的生态系统,成为了当今最流行的编程语言之一。无论是 Web 开发、数据分析、人工智能还是自动化运维,Python 都能游刃有余。本书汇总了作者多年的 Python 开发经验,旨在帮助读者从零开始,掌握全栈开发能力。

第一部分:Python 核心基础

1. 基础语法精讲

  • 变量与数据类型:动态类型的奥秘,List/Dict/Set 的底层实现
  • 控制流:if/else, for/while, match-case (Python 3.10+)
  • 函数:参数传递机制,lambda 表达式,闭包

2. 面向对象编程 (OOP)

  • 类与对象:self 的含义,构造函数 __init__
  • 三大特性:封装、继承、多态
  • 魔术方法__str__, __getitem__, __call__ 等黑魔法

第二部分:Python 进阶编程

3. 高级特性

  • 装饰器 (Decorator):从原理到实战,编写通用的日志/重试装饰器
  • 迭代器与生成器yield 关键字详解,处理大规模数据流
  • 上下文管理器with 语句与 contextlib

4. 并发编程

  • 多线程 vs 多进程:GIL (全局解释器锁) 的影响与绕过
  • 协程 (Asyncio)async/await 语法,构建高并发网络应用
  • 并发库实战threading, multiprocessing, concurrent.futures

第三部分:Web 开发实战

5. 主流框架解析

  • Django:全功能框架,ORM, Admin 后台,MVT 架构
  • Flask:微框架,灵活的扩展机制,Blueprint 蓝图
  • FastAPI:基于 Type Hints 的高性能 API 框架,自动生成 Swagger 文档

6. 数据库与 ORM

  • SQLAlchemy:Core 与 ORM 模式详解
  • 数据库设计:一对多,多对多关系设计,索引优化
  • Redis:缓存策略与 Session 管理

第四部分:工程化与部署

  • 包管理:Pip, Poetry, Conda 对比
  • 代码质量:Type Hints (Mypy), Flake8, Black 格式化
  • 测试:PyTest 框架与 Mock 测试
  • 部署:Docker 容器化,Gunicorn/Uvicorn 配置

2 - Docker 实战手册

容器化技术的入门与进阶实战,DevOps 工程师必读。

前言:Build, Ship, and Run Any App, Anywhere

Docker 的出现彻底改变了软件交付的方式。它通过标准化的容器格式,消除了“在我的机器上能跑”的经典问题,是现代云原生架构的基石。本书从基础概念讲起,涵盖了 Dockerfile 编写、网络存储、镜像优化到容器编排的全方位知识。

第一部分:容器化革命

1. 核心概念

  • 镜像 (Image):只读的模板,分层存储原理 (OverlayFS)
  • 容器 (Container):镜像的运行实例,进程隔离 (Namespace) 与资源限制 (Cgroups)
  • 仓库 (Registry):Docker Hub 与私有仓库搭建 (Harbor)

2. 常用命令实战

  • 生命周期管理:run, start, stop, rm
  • 信息查询:ps, logs, inspect, stats
  • 容器交互:exec, attach, cp

第二部分:镜像构建与优化

3. Dockerfile 最佳实践

  • 指令详解:COPY vs ADD, CMD vs ENTRYPOINT
  • 多阶段构建 (Multi-stage builds):大幅减小镜像体积
  • 缓存利用:合理安排指令顺序加速构建

4. 镜像安全

  • 最小化基础镜像:Alpine vs Distroless
  • 非 Root 用户运行
  • 镜像扫描与漏洞修复

第三部分:进阶应用

5. 网络与存储

  • 网络模式:Bridge, Host, None, Overlay 详解
  • 数据卷 (Volumes):持久化存储方案,Bind Mount vs Volume
  • 容器互联:DNS 解析与 link 机制

6. Docker Compose 编排

  • docker-compose.yaml 语法详解
  • 服务依赖管理 (depends_on)
  • 实战:一键部署 LAMP/LNMP 栈,微服务开发环境搭建

第四部分:生产环境实践

  • Docker Swarm:内置的集群编排工具简介
  • 日志管理:ELK 栈集成
  • 监控告警:Prometheus + Grafana + cAdvisor
  • CI/CD 集成:在 Jenkins/GitLab CI 中使用 Docker

3 - DeepSeek 从入门到精通

清华大学第一弹:DeepSeek 完整版教程,从零基础到精通。
DeepSeek 从入门到精通

清华大学出品 · 第一弹

4 - DeepSeek 赋能职场

清华大学第二弹:利用 AI 提升职场效率与竞争力。
DeepSeek 赋能职场

清华大学出品 · 第二弹

5 - 普通人如何抓住 DeepSeek 红利

清华大学第三弹:普通人 AI 时代的机遇与挑战。
普通人如何抓住 DeepSeek 红利

清华大学出品 · 第三弹

6 - 让科研像聊天一样简单

清华大学第四弹:DeepSeek 在科研领域的应用指南。
让科研像聊天一样简单

清华大学出品 · 第四弹

7 - DeepSeek 与 AI 幻觉

清华大学第五弹:深入理解大模型的局限性与 AI 幻觉。
DeepSeek 与 AI 幻觉

清华大学出品 · 第五弹

8 - 数据中心-架构演进之路

本书讨论数据中心的演化过程。

数字都市的裂变与重生:一场关于数据中心的架构沉思

当一座数字都市的灯火亮起,第一缕微光总是优雅而从容。几台服务器、一个数据库,便足以承载最初的梦想。然而,当千万级用户如潮水般涌入,这座都市开始显露出它的脆弱——拥堵、瘫痪、单点崩溃,如同现代交通系统中的致命瓶颈。这是一个关于规模与秩序、空间与时间的古老命题,只是这一次,战场在比特的海洋里。

第一幕:瓶颈的螺旋上升

瓶颈总是以优雅的方式显现。最初,是应用层的呼吸不畅——简单的垂直拆分,如同为城市修建高架桥,将不同业务模块分置在不同服务器集群。接着,数据库这座基础设施开始震颤。垂直拆分后,水平分库成为必然选择,数据被切割成一百个、一千个碎片,散落在不同的存储节点。此时,一个微妙的问题浮现:连接数成为新的稀缺资源。每个应用节点如贪婪的访客,需与每个数据库分片建立独占式握手,而商业数据库的连接池如同狭窄的城门,终有极限。

传统架构:连接数爆炸 (Full Mesh)Application Cluster (1000 Nodes)Database Shards (100 Shards)⚠ 连接数 = M * N单元化架构:收敛与隔离 (Silo)Unit 01AppDBUnit 02AppDBUnit 03AppDB
图1:连接数瓶颈的终结——从网状连接到烟囱式隔离

当单机房的电力、空间与风险承载力达到阈值,多机房部署成为宿命。这看似简单的地理复制,却暗藏两种截然不同的哲学:

当单机房的电力、空间与风险承载力达到阈值,多机房部署成为宿命。这看似简单的地理复制,却暗藏两种截然不同的哲学:

  • 扩展模式:将整站系统拆分为若干子集,分置不同机房。如同将城市功能区分散,每个机房承担部分职能。它简单,却无法抵御"区域性灾难"——一颗陨石足以摧毁整个金融网络。
  • 镜像模式:每个机房都是完整的城市副本,拥有独立运行全站业务的能力。这要求精确的流量罗盘,能将用户请求如雪花般均匀洒向不同机房。但真正的魔咒在数据层:如何让全局数据在多个镜像间保持同步? 更致命的是,当镜像跨越千里,延时从毫微之末成长为吞噬用户体验的巨兽。

第二幕:单元化——架构思想的觉醒

在传统的服务化架构中,节点如同自由的鸟儿,随机栖息在服务树的各层。上层调用下层时,采用负载均衡的轮询策略,数据访问路径如蜿蜒的溪流。这种模式在单地域游刃有余,却在跨地域部署中遭遇时空的诅咒。

单元化,是这场困境的诗意解答。它提出一个激进的概念:将整站数据按某个维度(如用户ID)水平切分为若干分区,每个分区与全套应用服务打包成一个自包含的"数字细胞"——单元。每个单元都是一座微缩城市,五脏俱全却仅服务部分市民。上层服务调用下层时,不再跨越单元边界,如同在独立王国中完成生命循环。

这就诞生了**逻辑数据中心(LDC)**的哲学:物理上,所有服务器仍在同一网络平面;但逻辑上,我们通过流量调度器、数据中间件与分布式共识系统,将单元彼此隔离。一座巨型IDC,在逻辑上被雕刻为多个独立王国。

第三幕:三种单元的诗意栖居

理想与现实总有裂痕。并非所有数据都能按用户维度优雅拆分——全局配置、风控模型、公共流水,这些"不可拆分之物"如城市中的中央广场,必须被所有单元共享。为缝合这道裂缝,架构演化出三种单元形态,构成CRG三元组:

Region A (杭州)RZone 01User ID: 00-49AppDBGZone全局配置/部署MasterCZone A (City Unit)Read Local / Write AsyncRegion B (上海)RZone 02User ID: 50-99DBCZone B (City Unit)Read Local / Write AsyncAsync SyncRemote Call
图2:LDC 架构全景 —— 空间换时间的艺术
R

RZone

区域单元 (Region Zone)

最纯粹的细胞形态。拥有独立的用户数据分片与完整的应用栈,能闭环处理属于自己的请求。它们成对部署(A/B集群),是异地容灾的基石。

G

GZone

全局单元 (Global Zone)

数字都市的"市政厅"。容纳无法按用户拆分的数据(如配置、行政区划)。全局仅有一组,由于访问频率低,不会成为性能瓶颈。

C

CZone

城市单元 (City Zone)

空间换时间的典范。存储频繁访问的全局数据副本,采用双向增量同步。利用"时间差原理"消化异地延时,实现就近读取。

第四幕:流动的边界与永恒的上下文

1. RZone 封闭 & 上下文传递RZone (UID: 00-99)GatewayUID:88Service AUID:88Service BUID:88RZone DB封闭闭环2. 依赖原则 (DAG)GZone全局配置/元数据RZone用户分片业务CZone本地只读副本被依赖本地依赖 (快)禁止反向依赖
图3:流量的边界意识与上下文传递

单元化架构的有效性,依赖于三条铁律:

RZone封闭原则

请求一旦进入某个RZone,便如落入黑洞,必须在本单元内完成生命周期。若发现数据不属于此单元,应立即转发而非逃逸。这要求每个服务节点都具备"边界意识",如同边检系统识别护照。

全链路上下文原则

用户ID(UID)作为分片维度,必须在全链路中如影随形——RPC调用、消息队列、线程切换、数据持久化,任何环节不得丢失。UID是打开正确单元之门的钥匙,是架构世界的"以太"。

  1. 所有应用间服务调用,都必须在调用参数或上下文中包含UID信息

  2. 所有应用间异步消息,都必须在消息头中包含UID信息

  3. 所有应用内异步线程中转,必须保证UID信息不丢失

  4. 所有进入存储(数据库、分布式缓存、分布式文件系统等)的数据必须包含UID信息,并且数据能够按UID分区

依赖原则

RZone可依赖CZone(本地优先),但应尽量避免依赖GZone;GZone可依赖所有单元;CZone则必须保持独立,不可反向依赖。这形成有向无环的依赖图,避免循环调用导致跨地域调用风暴。

第五幕:架构演进的启示录

这场演进的底层驱动力,是连接数瓶颈地域级容灾的双重压迫。当核心数据库连接池告罄,系统无法再扩容——这是生死时速。单元化将连接数降至1/N,解了燃眉之急;而后的"两地三中心"监管要求,则将其升华为战略选择。

更深层的启示在于:任何架构都不是对完美的追逐,而是对约束的臣服。我们接受"大多数数据存在时间差"的不完美,才换来CZone的优雅;我们承认"总有数据不可拆分",才接纳GZone的存在。优秀的架构不是消灭复杂性,而是将复杂性关进逻辑的笼子,让其在可控的边界内舞蹈。

今天的数字都市,已在五个地理区域部署单元集群,日常流量如精灵般在单元间轻盈跳跃,任意地域的灾备演练可在分钟级完成。这让人想起维特根斯坦的箴言:“世界的边界即语言的边界。” 而在数字世界,系统的边界,即逻辑的边界。当我们用LDC重新划分数据中心的版图,我们不仅在构建更健壮的系统,也在书写一部关于如何在约束中创造自由的架构诗篇。

LDC 架构演进之路

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