如何介绍你的软件架构

Sat, Apr 17, 21
  • 库是工具箱
  • 框架是一套通用的解决方案
  • 架构是高度抽象的需求,是系统中的不变量
  • 平台是所有可能做的事的集合

———— ze ran

五视图法

它们是:逻辑架构、物理架构、数据架构、开发架构、运行架构

面对不同的角色需要用不同的思维来表达,对领导汇报用业务图而不能讲技术架构,对开发则可讲具体开发架构,对运维讲运行架构、物理架构,因此需要不同的架构设计来表达。

逻辑架构

逻辑架构 = 模块划分+接口定义(统一接口规范)+领域模型

物理架构

物理架构 = 硬件分布+软件部署+方案优化(可伸缩性、高性能、易维护性,监控)

物理架构,更关注的系统、网络、服务器等基础设施。例如:如何通过服务器部署和配置网络环境,来实现应用程序的“可伸缩性、高可用性”。或者举一个实际的例子,如何通过设计基础设施的架构,来保障网站能支持同时10W人在线、7*24小时提供服务,当超过10W人或者低于10W人在线时,可以很方便的调整部署架构来支撑。

数据架构

数据架构=存储方式+数据分布

数据架构,更关注的是数据持久化和存储层面的问题,也可能会包括数据的分布、复制、同步等问题。更贴切来讲,如何选择需要的关系型数据库、流行的NOSQL,如何保障数据存储层面的性能、高可用性、灾备等等。很多时候,和物理架构是有紧密联系的,但它更关注数据存储层面的,物理架构更关注整个基础设施部署层面。

开发架构

开发架构=技术选型+文件划分+编译关系(模块依赖关系)

开发架构则更关注程序包,不仅仅是我们自己写的程序,还包括应用程序依赖的SDK、第三方类库、中间价等。尤其是像目前主流的Java、.NET等依靠虚拟机的语言和平台,以及主流的基于数据库的应用,都会比较关注。和逻辑架构有紧密的关联。

运行架构

运行架构=物理架构+数据流的控制(系统运行中的数据流向关系)

顾名思义,更关注的是应用程序运行中可能出现的一些问题。例如并发带来的问题,比较常见的“线程同步”问题、死锁问题、对象创建和销毁(生命周期管理)问题等等。开发架构,更关注的是飞机起飞之前的一些准备工作,在静止状态下就能规划好做好的,而运行架构,更多考虑的是飞机起飞之后可能发生的一些问题。

实现架构设计的 6 个步骤

需求分析

根据系统使用人、客户等收集而来的业务实现的背景要求组成的原始需求文档分析,包括了功能要求、质量(性能要求)、约束(时间、预算、可行性分析、风险评估、是否需要对接三方)。这里要输出一份整理过后的需求文档,包含了要做什么(功能范围、非功能性需求),能不能做,能做到的前提要求和要面临的问题,怎么做(进入系统分析实现阶段)。

确定关键需求

不仅要对功能需求(如用例)进行筛选,还要对非功能需求进行权衡,最终确定对架构起关键作用的需求。如需求是以高性能并发度为关键还是以可扩展性为要求或同时满足,因为考虑到成本、上线时间和现有系统的影响会舍弃一部分需求,需要确定关键需求:核心功能、高风险功能。

概念架构设计

可有 1 个决定 4 个选型:

  • 决定如何划分顶级子系统;
  • 架构风格选型(C/S 还是 B/S 架构);
  • 开发技术选型(java);
  • 集成技术选型(API);
  • 二次开发技术选型(API)

细化架构设计

5视图法:分别从逻辑架构、物理架构、数据架构、开发架构、运行架构进行设计,每一块的关注点不一样,可细化粗粒度。

领域建模

领域建模的精髓是“业务决定功能,功能决定模型”。将需求业务转化为抽象的模型对象之间的流转关系。

常用的表达方式是类图表达模型之间的关系,听得最多的是“建模”。模型的建立也是逐步完善的,还包含了状态(流程图)、特性要求等文字说明。

关于如何领域建模有专门的“领域驱动设计”方面的书可以参考。

架构验证

可快速开发一个统一框架(一个原型、一个技术难点)来贯彻架构的设计,再对原型进行测试评审 再对架构进行补充。

最后,我们来看看到底如何描述

   总结为可以用5视图法从各方面来描述系统的架构,然后用6步骤来描述怎么实现架构。不过现在还流行一种就是将业务逻辑与物理架构放一起 忽略其中的实现细节。

软件架构就是实用而且优雅的设计,它不在于分多少层,或者应用了多少种设计模式/架构模式等。它应该是以满足实现用户需求为前提,以开发人员普遍可接受为根本的,而且要符合系统特性和业务发展需要的,从软件设计的角度,能够达到层次清晰、可维护、可重用、可扩展…就非常优秀了,无需刻意去纠结分了多少层,是否使用了什么模式,有多么抽象等。以面向对象设计为例,基本目标是“高内聚、低耦合”,为此我们可能会遵循一些常见的设计原则(例如经典的SOLID设计原则)。

通常我们所说的模式,其实又分为很多种,并不是仅仅指的是“设计模式”(设计模式也有千千万,并不是只有常见的GOF 23种设计模式)。通常包括:企业架构模式、设计模式、SOA模式、企业集成模式等等。

强调一下,架构要讲求“实用”,而且开发人员普遍可接受,要符合现状的。否则,再“优雅”的设计,都会沦为高成本的“花架子”,生搬硬套和过度设计只会让项目“流产”。