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圖片來自 包圖網(wǎng)

架構設計除了掌握技術框架、技術組件、技術原理性知識外，也需要系統(tǒng)性掌握架構基礎知識，以架構設計原則為指導，掌握架構設計方法論，通過不斷的優(yōu)化和迭代，來實現(xiàn)更優(yōu)秀的架構設計。

架構設計的本質(zhì)

在了解架構本質(zhì)之前先了解下架構的定義，百度百科對架構的定義：架構又名軟件架構，是有關軟件整體結構與組件的抽象描述，用于指導大型軟件系統(tǒng)各個方面的設計。

從定義中我們提煉出如下幾個關鍵字：

• 組件：也可以稱為軟件元素或者是架構要素?？梢允亲酉到y(tǒng)、模塊、應用服務，取決于不同粒度來看待。
• 結構：是架構之后的產(chǎn)出物，不同的軟件系統(tǒng)會有不同結構，這些結構為解決不同場景而設計。
• 關系：實現(xiàn)架構組件之間的連接。連接關系可以是 JVM 內(nèi)部調(diào)用、可以是組件之間、可以是跨應用的分布式調(diào)用、也可以是與外系統(tǒng)接口集成調(diào)用。

架構是將軟件組件按照一定結構連接起來的 ，軟件組件怎么來找、用什么結構來連接、如何來連接，這些都是軟件復雜度所帶來的問題。

架構設計本質(zhì)就是解決軟件復雜度帶來的問題，軟件復雜度表現(xiàn)形式有很多種，比如業(yè)務復雜度、性能復雜度、可用性復雜度、可擴展性復雜度、安全復雜度等。

任何一個系統(tǒng)都有它側(cè)重解決的復雜度問題，理解每個架構方案背后需要真正解決的是軟件復雜度的什么問題，是評判一個架構設計目的性的關鍵因素，這也是做架構設計中常提的系統(tǒng)約束條件。

業(yè)務復雜度體現(xiàn)的是如何來拆解業(yè)務，找到合適的軟件元素和組件，按合適結構進行連接;性能復雜度體現(xiàn)的是找到軟件元素，進行合適連接形成一定結構，達到高性能要求。

比如說一個大型 ERP 系統(tǒng)，屬于業(yè)務復雜度高的系統(tǒng)，你該如何去拆分它，拆分成一個個獨立完備、具有明確業(yè)務邊界的組件，這是做架構設計需要思考的。

再比方說做一個秒殺系統(tǒng)，系統(tǒng)復雜度要求就是性能復雜度，怎么能扛住秒殺的洪峰，這是性能復雜度需要解決的問題。

軟件開發(fā)和架構設計的區(qū)別

軟件開發(fā)更多是面向確定性邏輯問題，依據(jù)自身對需求的理解進行實現(xiàn)，實現(xiàn)方式較為固定，流程化開發(fā)完成需求功能，實現(xiàn)最終目標。

比方說實現(xiàn)訂單接收的能力，分幾步：參數(shù)驗證、商品查詢、庫存預占、生成訂單、扣減庫存、修改訂單狀態(tài)、狀態(tài)回傳，業(yè)務邏輯較為固定，如果再加上編碼規(guī)范以及框架約束，除了數(shù)據(jù)模型以及編碼設計之外，其他方面涉及較少。

架構設計更多是面向不確定性問題，怎么將系統(tǒng)拆分成組件，怎么去識別是不是組件、組件和組件之間怎么進行連接，這些都是有很多種可能性的架構方案。

解決一個軟件復雜度問題方案，有方案 A、方案 B，甚至有方案 C ，應該用哪種，原因是什么，都是架構設計需要思考的問題。

在多種方案之間如何來進行決策，如何判斷自己選擇的方案是合理的，當然決策能力也不是拍腦袋來決定的，它其實也需要一系列原則來進行指導，通過這些指導原則加上實際經(jīng)驗來決策最優(yōu)方案。

架構設計三原則

談到架構設計不得不說三個基本原則，作為架構設計過程中的參考，更好幫忙去做分析、做決策、做支持。

①合適原則

首先提到就是合適原則，一切不按實際場景出發(fā)的架構設計都是在耍流氓。比如你想買個車子，買貴覺得性價比不高，買便宜了覺得開起來不舒適，你最終會挑一個適合現(xiàn)在經(jīng)濟能力范圍內(nèi)又比較舒適的車子，這就是合適原則。

以當前業(yè)務需求和非功能性需求為目標，匹配業(yè)務發(fā)展所處階段，合理利用資源發(fā)揮最大價值(買車子需要匹配當前經(jīng)濟狀態(tài))。

需要結合實際場景，合適的系統(tǒng)架構 (我買車子只是為了代步，不能說我覺得跑車氣派，我就買個跑車，這和業(yè)務實際場景不符合)。

還需要和當前的業(yè)務規(guī)模以及最近 1-2 年的發(fā)展規(guī)劃相互匹配 (雖然我一次性付不起，但有穩(wěn)定經(jīng)濟收入，我可以考慮貸款，分 2 年期。這樣我既買到理想的車型，也不擔心壓力大)。

新技術推出，勢必是解決某一場景下的問題，但并不能解決所有問題，任何架構都要綜合來看，結合合適原則綜合選擇。

②簡單原則

其次是簡單原則，大道至簡，一切簡單化，用最簡單的解決方案來解決問題 。

KISS (Keep Simple and Stupid) 是用戶體驗的最高境界，同樣它適用于架構設計 。

簡單是軟件設計的目標，簡單代碼占用的時間少，產(chǎn)生的漏洞少，并且易于修改 、維護、擴展和重構。

不要以為簡單設計是沒有技術含量，用簡單設計處理復雜問題更需要優(yōu)秀的架構設計能力。

軟件系統(tǒng)之所以會被說成復雜，體現(xiàn)在結構復雜以及邏輯復雜，而一個復雜問題是由多個簡單問題構成的。

難的是如何拆解它，將它拆解為多個問題，逐個解決，把復雜邏輯拆分為一個個單一執(zhí)行單元，單個執(zhí)行單元代碼量一定要盡可能少。

邏輯復雜系統(tǒng)在內(nèi)部實現(xiàn)所有邏輯功能，幾乎會導致每個環(huán)節(jié)都有問題，它需要面對不斷變化的需求，所有人維護同一套代碼，整個開發(fā)、測試、上線流程變得異常繁重。

③演化原則

最后是演化原則，只有變化是永恒不變的，優(yōu)秀架構一定是以業(yè)務不斷發(fā)展而不斷演進而來。

設計架構要滿足當時業(yè)務需要 ，具有可擴展性和持續(xù)開發(fā)能力，能夠應變后續(xù)架構升級和調(diào)整。

要不斷地在實際應用過程中迭代，保留優(yōu)秀設計，修復有缺陷設計，改正錯誤設計，剔除無用設計，使架構逐漸完善，要將變化部分和不變部分區(qū)分開。

架構設計方法論

提到架構設計方法論，先介紹下 TOGAF(The Open Group Architecture Framework)，它由國際標準權威組織 The Open Group 制定 ，是一個行業(yè)標準的體系架構框架 。

它是一套方法和工具，主要包含 TOGAF 能力框架、 TOGAF 架構開發(fā)方法、 TOGAF 企業(yè)連續(xù)體和工具三大部分。

下面主要介紹下軟件開發(fā)方法(Architecture Development Method) ADM。

ADM 軟件開發(fā)方法是由一組按照架構領域的架構開發(fā)順序而排列成一個環(huán)的多個階段所構成的。

ADM 基礎結構圖如下圖所示：

圖 1：ADM 基礎結構圖

預備階段：梳理業(yè)務需求，了解需求背后真實的業(yè)務目標。

架構遠景：最終需要達成到一個效果，需要提前做規(guī)劃。

業(yè)務架構、信息系統(tǒng)架構、技術架構：屬于架構域設計框架。

技術及解決方案：碰到技術問題都需要有一套甚至是多套解決方案，架構設計職責就是做取舍、做決策。

遷移規(guī)劃、實施治理：后續(xù)線上運維相關事項，給出合理解決方案。

架構設計方法論：是指導你如何來做架構設計，它有架構域劃分，在軟件設計中架構域包括：業(yè)務架構、數(shù)據(jù)架構、產(chǎn)品架構、應用架構、技術架構。

首先需要進行業(yè)務需求結合業(yè)務場景的梳理，熟悉業(yè)務后，通過歸納以及抽象的方式，形成業(yè)務架構。

依據(jù)業(yè)務架構的理解，研發(fā)人員需要對業(yè)務做進一步的抽象和沉淀，畫出與之相對應的數(shù)據(jù)架構和應用架構，最后技術人員通過技術架構來做功能實現(xiàn)。

業(yè)務架構是目標、是方向，應用架構是抽象、是歸納，技術架構是手段、是系統(tǒng)落地的參考物。

下圖為 ADM 架構開發(fā)概念藍圖：

圖 2：ADM 架構開發(fā)概念藍圖

首先來看業(yè)務架構，業(yè)務一般為按照如下四層畫出業(yè)務架構圖：

• 場景層：描述業(yè)務場景。
• 產(chǎn)品功能層：劃分產(chǎn)品功能以及模塊。
• 領域模型層：通過對產(chǎn)品功能分析，抽象領域模型。
• 依賴層：從業(yè)務層面考慮涉及到底層業(yè)務依賴哪些子系統(tǒng)或者組件。

其次是數(shù)據(jù)架構，數(shù)據(jù)架構解決的是：

• 需要什么數(shù)據(jù)
• 怎么存儲
• 如何設計

數(shù)據(jù)模型最常用視圖就是 ER 圖，它主要描述數(shù)據(jù)實體、屬性和關系。

• 實體(Entity)：領域?qū)ο蟆?/li>
• 屬性(Attribute)：領域?qū)ο髮傩浴?/li>
• 聯(lián)系(RelationShip)：兩個領域?qū)ο笾g的關系(1:1，1:n或者)。

再就是應用架構，應用架構劃分出不同功能模塊，再根據(jù)功能模塊間的關系，組合成子系統(tǒng)。

應用架構關系三個問題：

• 子系統(tǒng)如何劃分
• 子系統(tǒng)之間什么關系
• 考慮模塊的復用和功能的抽象

應用架構需要體現(xiàn)應用架構是否清晰、層次劃分是否明確、各應用系統(tǒng)之間連接關系是否合理、系統(tǒng)之間耦合程度是否低、是否以統(tǒng)一方式對外提供一致服務接口。

最后是技術架構，技術架構關注的問題有，如何使用技術手段來解決實際問題、技術框架如何選擇、技術中間件如何選擇、存儲如何來做、非功能性需求如何來實現(xiàn)等。

整體技術方案的輸出就是實現(xiàn)技術架構的過程，最終會形成關鍵技術實現(xiàn)要點，形成一個完整的技術架構。

寫在最后

上文闡述了架構設計的一些基本原則，幫助讀者思考如何通過架構設計理論知識提升自身的架構能力，從而成為一名合格架構人員。

架構設計是一個長期并且需要不斷打磨的過程，任何系統(tǒng)的架構都做不到一蹴而就，需要系統(tǒng)面臨技術問題、業(yè)務問題時不斷地優(yōu)化和迭代。

架構設計除了掌握技術框架、技術組件、技術原理性知識外，也需要系統(tǒng)性掌握架構基礎知識，以架構設計原則為指導，掌握架構設計方法論，通過不斷地優(yōu)化和迭代，來實現(xiàn)更優(yōu)秀的架構設計。

作者：京東物流江龍飛

編輯：陶家龍

來源：轉(zhuǎn)載自公眾號京東技術(ID：jingdongjishu)