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  • 架构设计——架构知识体系

    万次阅读 多人点赞 2018-08-23 13:45:58
    架构设计——架构知识体系   1、什么是架构和架构本质 在软件行业,对于什么是架构,都有很多的争论,每个人都有自己的理解。 此君说的架构和彼君理解的架构未必是一回事。 我们主要针对互联网服server系统...

    架构设计——架构知识体系

     

    1、什么是架构和架构本质


    在软件行业,对于什么是架构,都有很多的争论,每个人都有自己的理解。 此君说的架构和彼君理解的架构未必是一回事。

    我们主要针对互联网服server系统(类似网站)来定义架构:架构是系统的骨架,支撑和链接各个部分,包括组件、连接件、约束规范,以及指导这些内容设计与演化的原理。

    组件:类似应用服务,独立模块、数据库、nginx等等、

    连接件:分布式调用、进程间调用、调用使用http协议还是tcp协议、组件之间的交互关系、

    约束规范: 定规则做限制:例如设计原则、编码规范等等。

    是系统性地思考,权衡利弊之后在现有资源约束下的“最合理决策”,并由它来指导团队中的每个人思想层面上的一致。

    即架构=组件+交互。

    这类似建筑设计规划,城市总体规划等,其实就是架构,只是应用的场景不同。盖一座小房子,可以拍脑袋干起来,但是当你要盖一座大楼,如果没有一个建筑设计规划,可以想象搭理最后是什么样?

    架构的本质就是对系统进行有序化地重构以致符合当前业务的发展,并可以快速扩展。

    那什么样的系统要考虑做架构设计?

    1. 需求相对复杂.

    2. 非功能性需求在整个系统占据重要位置.

    3. 系统生命周期长,有扩展性需求.

    4.系统基于组件或者集成的需要.

    5.业务流程再造的需要.

     

    2、架构分类


    架构可细分为业务架构、应用架构、技术架构, 代码架构, 部署架构,.

    架构设计——架构知识体系

     

    业务架构是战略,应用架构是战术,技术架构是装备。其中应用架构承上启下,一方面承接业务架构的落地,另一方面影响技术选型。

    熟悉业务,形成业务架构,根据业务架构,做出相应的应用架构,最后技术架构落地实施。

    如何针对当前需求,选择合适的应用架构,如何面向未来,保证架构平滑过渡,这个是软件开发者,特别是架构师,都需要深入思考的问题。

    一、业务架构(俯视架构):

    包括业务规划,业务模块、业务流程,对整个系统的业务进行拆分,对领域模型进行设计,把现实的业务转化成抽象对象。

    没有最优的架构,只有最合适的架构,一切系统设计原则都要以解决业务问题为最终目标,脱离实际业务的技术情怀架构往往会给系统带入大坑,任何不基于业务做异想天开的架构都是耍流氓。

    所有问题的前提要搞清楚我们今天面临的业务量有多大,增长走势是什么样,而且解决高并发的过程,一定是一个循序渐进逐步的过程。 合理的架构能够提前预见业务发展1~2年为宜。这样可以付出较为合理的代价换来真正达到技术引领业务成长的效果。

    看看京东业务架构(网上分享图):

    架构设计——架构知识体系

     

    二、应用架构(剖面架构,也叫逻辑架构图):

    硬件到应用的抽象,包括抽象层和编程接口。应用架构和业务架构是相辅相成的关系。业务架构的每一部分都有应用架构。

    类似:

    架构设计——架构知识体系

     

    应用架构:应用作为独立可部署的单元,为系统划分了明确的边界,深刻影响系统功能组织、代码开发、部署和运维等各方面. 应用架构定义系统有哪些应用、以及应用之间如何分工和合作。这里所谓应用就是各个逻辑模块或者子系统。

    应用架构图关键有2点:

    1、职责划分: 明确应用(各个逻辑模块或者子系统)边界

    1)逻辑分层

    2)子系统、模块定义。

    3)关键类。

    2、职责之间的协作:

    1)接口协议:应用对外输出的接口。

    2)协作关系:应用之间的调用关系。

    应用分层有两种方式:

    一种是水平分(横向),按照功能处理顺序划分应用,比如把系统分为web前端/中间服务/后台任务,这是面向业务深度的划分。

    另一种是垂直分(纵向),按照不同的业务类型划分应用,比如进销存系统可以划分为三个独立的应用,这是面向业务广度的划分。

    应用的合反映应用之间如何协作,共同完成复杂的业务case,主要体现在应用之间的通讯机制和数据格式,通讯机制可以是同步调用/异步消息/共享DB访问等,数据格式可以是文本/XML/JSON/二进制等。

    应用的分偏向于业务,反映业务架构,应用的合偏向于技术,影响技术架构。分降低了业务复杂度,系统更有序,合增加了技术复杂度,系统更无序。

    应用架构的本质是通过系统拆分,平衡业务和技术复杂性,保证系统形散神不散。

    系统采用什么样的应用架构,受业务复杂性影响,包括企业发展阶段和业务特点;同时受技术复杂性影响,包括IT技术发展阶段和内部技术人员水平。业务复杂性(包括业务量大)必然带来技术复杂性,应用架构目标是解决业务复杂性的同时,避免技术太复杂,确保业务架构落地。

    三、代码架构(也叫开发架构):

    子系统代码架构主要为开发人员提供切实可行的指导,如果代码架构设计不足,就会造成影响全局的架构设计。比如公司内不同的开发团队使用不同的技术栈或者组件,结果公司整体架构设计就会失控。

    代码架构主要定义:

    一、代码单元:

    1、配置设计

    2、框架、类库。

    二、代码单元组织:

    1、编码规范,编码的惯例。

    2、项目模块划分

    3、顶层文件结构设计,比如mvc设计。

    4、依赖关系

    四、技术架构,也可以叫系统架构

    技术架构:确定组成应用系统的实际运行组件(lvs,nginx,tomcat,php-fpm等),这些运行组件之间的关系,以及部署到硬件的策略。

    技术架构主要考虑系统的非功能性特征,对系统的高可用、高性能、扩展、安全、伸缩性、简洁等做系统级的把握。

    系统架构的设计要求架构师具备软件和硬件的功能和性能的过硬知识,这也是架构设计工作中最为困难的工作。

    架构设计——架构知识体系

     

    五、部署拓扑架构图(实际物理架构图):

    拓扑架构,包括架构部署了几个节点,节点之间的关系,服务器的高可用,网路接口和协议等,决定了应用如何运行,运行的性能,可维护性,可扩展性,是所有架构的基础。这个图主要是运维工程师主要关注的对象。

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    3、应用架构


    架构演进路程:

    ->初始阶段:LAMP,部署在一台服务器

    ->应用服务器和数据服务器分离

    ->使用缓存改善性能

    ->使用集群改善并发

    ->数据库地读写分离

    ->使用反向代理和cdn加速

    ->使用分布式文件和分布式数据库

    ->业务拆分

    ->分布式服务

    架构设计——架构知识体系

     

    业务架构是生产力,应用架构是生产关系,技术架构是生产工具。业务架构决定应用架构,应用架构需要适配业务架构,并随着业务架构不断进化,同时应用架构依托技术架构最终落地。

    企业一开始业务比较简单,比如进销存,此时面向内部用户,提供简单的信息管理系统(MIS),支持数据增删改查即可,单体应用可以满足要求。

    随着业务深入,进销存每块业务都变复杂,同时新增客户关系管理,以更好支持营销,业务的深度和广度都增加,这时需要对系统按照业务拆分,变成一个分布式系统。

    更进一步,企业转向互联网+战略,拓展在线交易,线上系统和内部系统业务类似,没必要重做一套,此时把内部系统的逻辑做服务化改造,同时供线上线下系统使用,变成一个简单的SOA架构。

    紧接着业务模式越来越复杂,订单、商品、库存、价格每块玩法都很深入,比如价格区分会员等级,访问渠道(无线还是PC),销售方式(团购还是普通)等,还有大量的价格促销,这些规则很复杂,容易相互冲突,需要把分散到各个业务的价格逻辑进行统一管理,以基础价格服务的方式透明地提供给上层应用,变成一个微内核的SOA架构。

    同时不管是企业内部用户,还是外部顾客所需要的功能,都由很多细分的应用提供支持,需要提供portal,集成相关应用,为不同用户提供统一视图,顶层变成一个AOA的架构(application orientated architecture)。

    4、衡量架构的合理性


    架构为业务服务,没有最优的架构,只有最合适的架构, 架构始终以高效,稳定,安全为目标来衡量其合理性。

    一、稳定性。指标:

    1. 高可用:要尽可能的提高软件的可用性,我想每个操作人都不愿意看到自己的工作无法正常进行。黑盒白盒测试、单元测试、自动化测试、故障注入测试、提高测试覆盖率等方式来一步一步推进。

    二、高效指标:

    1. 文档化:不管是整体还是部分的整个生命周期内都必须做好文档化,变动的来源包括但不限于BUG,需求。

    2. 可扩展:软件的设计秉承着低耦合的理念去做,注意在合理的地方抽象。方便功能更改、新增和运用技术的迭代,并且支持在适时对架构做出重构。

    3. 高复用:为了避免重复劳动,为了降低成本,我们希望能够重用之前的代码、之前的设计。这点对于架构环境的依赖是最大的。

    三、安全指标

    1. 安全:组织的运作过程中产生的数据都是具有商业价值的,保证数据的安全也是刻不容缓的一部分。以免出现XX门之类丑闻。加密、https等为普遍手段

    5、常见架构误区


    误区1——架构专门由架构师来做,业务开发人员无需关注:架构的再好,最终还是需要代码来落地,并且组织越大这个落地的难度越大。不单单是系统架构,每个解决方案每个项目也由自己的架构,如分层、设计模式等。如果每一块砖瓦不够坚固,那么整个系统还是会由崩塌的风险。所谓“千里之堤,溃于蚁穴”。

    误区2——架构师确定了架构蓝图之后任务就结束了:架构不是“空中楼阁”,最终还是要落地的,但是架构师完全不去深入到第一线怎么知道“地”在哪?怎么才能落的稳稳当当。

    误区3——不做出完美的架构设计不开工:世上没有最好架构,只有最合适的架构。我们需要的不是一下子造出一辆汽车,而是从单轮车 --> 自行车 --> 摩托车,最后再到汽车。想象一下2年后才能造出的产品,当初市场还存在吗?

    6、架构知识体系


    架构演进

    • 初始阶段:LAMP,部署在一台服务器
    • 应用服务器和数据服务器分离
    • 使用缓存改善性能
    • 使用集群改善并发
    • 数据库地读写分离
    • 使用反向代理和cdn加速
    • 使用分布式文件和分布式数据库
    • 业务拆分
    • 分布式服务

    架构模式

    • 分层:横向分层:应用层,服务层,数据层
    • 分割:纵向分割:拆分功能和服务
    • 分布式
    • 分布式应用和服务
    • 分布式静态资源
    • 分布式数据和存储
    • 分布式计算
    • 集群:提高并发和可用性
    • 缓存:优化系统性能
    • cdn
    • 方向代理访问资源
    • 本地缓存
    • 分布式缓存
    • 异步:降低系统的耦合性
    • 提供系统的可用性
    • 加快响应速度
    • 冗余:冷备和热备,保证系统的可用性
    • 自动化:发布,测试,部署,监控,报警,失效转移,故障恢复
    • 安全:

    架构核心要素

    • 高性能:网站的灵魂
    • 性能测试
    • 前端优化
    • 应用优化
    • 数据库优化
    • 可用性:保证服务器不宕机,一般通过冗余部署备份服务器来完成
    • 负载均衡
    • 数据备份
    • 自动发布
    • 灰度发布
    • 监控报警
    • 伸缩性:建集群,是否快速应对大规模增长的流量,容易添加新的机器
    • 集群
    • 负载均衡
    • 缓存负载均衡
    • 可扩展性:主要关注功能需求,应对业务的扩展,快速响应业务的变化。是否做法开闭原则,系统耦合依赖
    • 分布式消息
    • 服务化
    • 安全性:网站的各种攻击,各种漏洞是否堵住,架构是否可以做到限流作用,防止ddos攻击。
    • xss攻击
    • sql注入
    • csr攻击
    • web防火墙漏洞
    • 安全漏洞
    • ssl

    7、架构书籍推荐


    1. 《大型网站技术架构:核心原理与案例分析》

    这是比较早,比较系统介绍大型网站技术架构的书,通俗易懂又充满智慧,即便你之前完全没接触过网站开发,通读前几章,也能快速获取到常见的网站技术架构及其应用场景。非常赞。

    2. 《亿级流量网站架构核心技术》

    相比《大型网站技术架构》的高屋建瓴,开涛的这本《亿级流量网站架构核心技术》则落实到细节,网站架构中常见的各种技术,比如缓存、队列、线程池、代理……,统统都讲到了,而且配有核心代码。甚至连 Nginx 的配置都有!

    如果你想在实现大流量网站时找参考技术和代码,这本书最合适啦。

    3. 《架构即未来》

    这是一本“神书”啦,超越具体技术层面,着重剖析架构问题的根源,帮助我们弄清楚应该以何种方式管理、领导、组织和配置团队。

    4. 《分布式服务架构:原理、设计与实战》

    这本书全面介绍了分布式服务架构的原理与设计,并结合作者在实施微服务架构过程中的实践经验,总结了保障线上服务健康、可靠的最佳方案,是一本架构级、实战型的重量级著作。

    5. 《聊聊架构》

    这算是架构方面的一本神书了,从架构的原初谈起,从业务的拆分谈起,谈到架构的目的,架构师的角色,架构师如何将架构落地……强烈推荐。

    不过,对于没有架构实践经验的小伙伴来讲,可能会觉得这本书比较虚,概念多,实战少。但如果你有过一两个项目的架构经验,就会深深认同书中追本溯源探讨的架构理念。

    6. 《软件架构师的12项修炼》

    大多数时候所谓的“技术之玻璃天花板”其实只是缺乏软技能而已。这些技能可以学到,缺乏的知识可以通过决定改变的努力来弥补。

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  • 软件架构设计-五视图方法论

    万次阅读 2016-05-24 13:19:04
    1.每个人都可以做成为架构设计师 不懂软件的和刚入行的人们一听到架构设计,都认为是非常的高大上课题,是一个遥不可及的领域,一般人是不能做的。听起来云里雾里的,第一印象除了来自微软,阿里这些NB的公司...

    1.每个人都可以做成为架构设计师

    不懂软件的和刚入行的人们一听到架构设计,都认为是非常的高大上课题,是一个遥不可及的领域,一般人是不能做的。听起来云里雾里的,第一印象除了来自微软,阿里这些NB的公司里面的人其余的都不能做出架构似的,这是一种先入为主的思想,因为大家都在强调架构师的重要性,他的薪资有多么的高,在整个社会对他的认定导致很多人对架构设计望而生畏。放正自己的心态其实架构设计并没有多么的复杂。我们是从编码入行的,在编码实现功能的过程中我们或多或少的设计了属于自己的软件架构了。

    为什么说软件架构师需要多少年的工作经验,因为软件架构就是系统的草图,不仅是代


    码编写而且包括部署,运行、开发等这些方面进行设计,目的是为了保证软件开发、运行、扩展、性能、安全、伸缩等等质量的一个保证。只要在编码过程中不仅仅要提升编码的质量而且要留心其他方面的知识积累与学习,用不了多久你也能成为一位优秀的架构设计师。

    2.什么是架构设计

    我们要成为架构设计师我们需要了解什么是架构设计。简单一点,架构设计就是一个系统的草图,描述了构成系统的抽象组件,以及各个组件之间的是如何进行通讯的,这些组件在实现过程中可以被细化为实际的组件比如类或者对象。在面向对象领域中,组件之间的联通通常面向于接口实现的。

    在“软件架构简介”中David Garlan 和Mary Shaw 认为软件架构师有关如下问题进行设计的:“计算的算法和数据结构之外,设计并确定系统整体结构,结构问题包括总体组织结构和全局控制结构;通信、同步和数据访问的协议;设计元素功能分配;物理分布;设计元素的组成;定标与性能;备选设计的选择。”

    架构和结构会难以区分,明确一点架构不是结构,IEEE把架构定义为“系统在其环境中的最高层概念”架构还包括系统完整性、经济约束条件、审美需求和样式等。在Rational Unified Process 中对软件架构的解释:软件架构指系统重要构建的组织或结构,这些重要的构建通过接口与其他构建进行交互。

    总体来说软件架构对软件从整体到部分的描述,从开发到运行再到后期扩展的描述,从性能和安全可靠性进行描述。

    3.架构设计为了解决什么问题

    开发之初逻辑设计阶段要确定系统如何开发,整个系统融合为一个系统开发还是从业务角度将系统拆分为几个独立的子系统。

    在即将进入开发的时候关注了数据是如何持久化的,以及数据库选型、以及非数据库文件的存储格式,等这些存储方案的确定。

    在开发过程中我们要关注如何保证开发质量,如何分层,代码可扩展性,使用的设计模式,依赖了那些框架,开发语言这些方向的确定。

    开发完成之后进入运行阶段,如何在架构设计的时候保证运行期间的质量属性、性能、可伸展性等,主要是系统运行进程的划分,以及进程之间通过线程来通信。

    同时如果系统并非是单机运行,还需考虑系统的物理部署,系统部署在那个服务器上,这些服务器配置性能怎样能否胜任系统的运行,操作系统选型,以及系统部署的网络拓扑图,还有就是保证数据安全的数据备份怎样设计的。

    以上五个问题是从五个角度来确定架构以及架构设计需要解决的问题。

    4.架构设计的五视图法

    我们刚才从五个不同的角度知道架构设计需要解决的问题,那么使用五视图法就更加系统的分析设计我们架构了



    从这幅图里面我们可以看出架构设计五视图中各个角度需要解决的问题了,并且可以看出他们之间的联系了。

    5.后期如何使用使用架构设计

    无论多么好的架构如果只是为了设计完成任务都是毫无意义的,我们设计出来的架构无论是好或不好我们首先需要按照架构设计来完成系统的开发,作为项目的Leader就需要严格按照架构设计出来的标准进行检查,无论我们的开发模式敏不敏捷,到一定时间都有一个里程碑的阶段,到了这个阶段Leader牵头严格按照架构设计文档中相应的章节对开发出来的系统进行检查,及早发现问题及早解决,不要把问题向后面推。



    1)物理架构

        物理架构的目的是确定物理节点和物理节点的拓扑结构;其中物理节点包括服务器、PC机、专用机、软件安装部署烧写以及系统软件的选型;拓扑结构明确物理节点的关系。

    2)运行架构
        运行架构的目的是确定控制流和控制流的组织;其中控制流包括进程、线程、服务程序;控制流组织包括系统的启动与停机、控制流通讯、同步与加锁。

    3)开发架构
        开发架构的目的是确定程序单元以及程序单元的组织结构;其中程序单元包括源文件、配置文件、程序库、框架、目标单元;程序单元组织包括project划分、project目录结构、编译依赖关系。

    4)逻辑架构
        逻辑架构的目的是职责的划分,并明确其与协作关系;其中职责的划分注意逻辑的分层、子系统以及关键类的定义;协作的定义关注接口的定义与协作关系的明确。

    5)数据模型
        数据架构的目的是确定要存储的数据以及存储格式;其中存储的数据可以是文件、关系数据库、实时数据库;存储格式包括文件格式、数据库图表。
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  • 微信技术总监分享架构设计高清完整PDF版

    万次下载 热门讨论 2012-05-15 09:17:26
    在技术架构上,微信是如何做到的?日前,在腾讯大讲堂在中山大学校园宣讲活动上,腾讯广研助理总经理、微信技术总监周颢在两小时的演讲中揭开了微信背后的秘密。
  • 架构设计(1)-谈谈架构

    万次阅读 多人点赞 2017-10-17 11:18:15
    1、什么是架构架构本质 在软件行业,对于什么是架构,都有很多的争论,每个人都有自己的理解。 此君说的架构和彼君理解的架构未必是一回事。因此我们在讨论架构之前,我们先讨论架构的概念定义,概念是人认识这...

    架构设计学习思维导图: 架构设计系列主要的ADM(架构开发方法)主要基于TOGAF9或者TOGAF9.1来论述。这是个人学习实践和总结笔记,专注并不断积累和更新,努力精进自己。个人拙见,仅供参考。
    1、 架构概述:了解架构基础知识:架构定义、分类、级别、应用架构演进、架构是否合理、架构误区等。
         《谈谈架构》
    2、 原则模式:了解架构模式和设计原则。
         《架构设计原则》
          《架构模式》
    3、 瀑布模式:根据瀑布开发模式,从前期的架构愿景->到架构需求分析->架构设计
          《架构愿景分析》
          《架构需求分析》
          《如何设计一个架构》
    4、 架构三高:架构战术设计主要关注点:高可用、高性能、高效服务治理或者高并发
         《高可用架构设计》
         《高性能设计》
         《分布式服务治理》
    5、 具体知识点:架构实施知识点,框架、组件、限流、容错等知识。
         《分布式链路跟踪》
         《分布式链路跟踪:Zipkin实践》
         《分布式链路跟踪:skywalking实践》
         《我们自研log2跟踪组件》

    一、架构是什么


          在软件行业,对于什么是架构,都有很多的争论,每个人都有自己的理解。 此君说的架构和彼君理解的架构未必是一回事。因此我们在讨论架构之前,我们先讨论架构的概念定义, 因为概念是人认识这个世界的基础和用来沟通的手段,如果对架构概念理解不一样,那沟通起来自然不顺畅。

         Linux有架构,MySQL有架构,JVM也有架构,使用Java开发、MySQL存储、跑在Linux上的业务系统也有架构,应该关注哪一个?想要清楚以上问题需要梳理几个有关系又相似的概念:系统与子系统、模块与组建、框架与架构:  

    一、系统与子系统

    系统:泛指由一群有关联的个体组成,根据某种规则运作,能完成个别元件不能独立完成的工作能力的群体。

    子系统:也是由一群关联的个体组成的系统,多半是在更大的系统中的一部分。

    二、模块与组件

    都是系统的组成部分,从不同角度拆分系统而已。模块是逻辑单元,组件是物理单元。

    模块就是从逻辑上将系统分解, 即分而治之, 将复杂问题简单化。模块的粒度可大可小, 可以是系统,几个子系统、某个服务,函数, 类,方法、 功能块等等。

    组件可以包括应用服务、数据库、网络、物理机、还可以包括MQ、容器、Nginx等技术组件。

    三、框架与架构

    框架是组件实现的规范,例如:MVC、MVP、MVVM等,是提供基础功能的产品,例如开源框架:Ruby on Rails、Spring、Laravel、Django等,这是可以拿来直接使用或者在此基础上二次开发。

    框架是规范,架构是结构。

    在TOGAF9是这么定义:一个系统基本的构件(子系统, 模块, 组件),体现在它的各个构件、构件间的相互关系、构件与环境间的关系,以及对系统设计和演进进行治理的原则中。两种含义:
    (1)、一个系统的形式化描述,或指导系统实现的构件级的详细计划。
    (2)、一组构件的结构、构件间的相互关系、以及对这些构件的设计和随时间演进的过程进行治理的一些原则和指导策略

    我在这重新定义架构:软件架构指软件系统顶层结构设计。

    架构是经过系统性地思考, 权衡利弊之后在现有资源约束下的最合理决策, 最终明确的系统骨架: 包括子系统, 模块, 组件. 以及他们之间协作关系, 约束规范, 指导原则.  并由它来指导团队中的每个人思想层面上的一致。

    涉及四方面:

    1、系统性思考的合理决策:比如技术选型、解决方案、成本评估、性价比评估等等。

    2、明确的系统骨架:明确系统有哪些部分组成。

    3、系统协作关系:各个组成部分如何协作来实现业务请求。

    4、约束规范和指导原则:保证系统有序,高效、稳定运行,包括规范、原则、流程等内容。

     

        

    二、架构设计目的


          如果没有架构设计,说明你的系统不够复杂。随着业务的增长,系统由单体应用渐进演化为分布式和微服务化。系统整体的复杂性越来越高,技术团队可能从一个团队变成多个专业化团队。假如没有架构设计,系统定会是一个无序失控的状态,带来的问题:

          1、应用服务的边界不是很清晰:到底该怎么拆分没有一个明确的原则,研发人员为了所谓微服务化而拆分,而不是从当前业务考虑。我们系统出现过类似的情况:一个简单项目拆分成8个子服务,问他为什么这么拆分,说微服务化是为了应对以后扩展方便。结果这个项目从2017年到现在都没有再修改过,接手人宁愿新开发一个项目也不愿重构。

          2、应用服务层次不清晰:导致服务依赖出现网状依赖结构。

          3、系统应用服务跟踪问题:由于微服务化后,服务出现问题后,你很难快速的定位问题。这是我们踩过不少坑,我们使用dubbo服务化,系统一旦出现问题,一推人手忙脚乱。

          4、系统服务监控问题:由于研发人员基本没有服务监控意识,都是出现问题后再想办法如何添加服务监控接口。

           5、技术体系失控问题:不同的开发团队使用不同的技术栈或者组件,造成公司内部的技术架构失控。甚至研发人员为追求时髦新潮技术,拿应用项目来试验新技术。

           。。。。。。  能列举出来还有多各种各样问题。

     

          架构设计的目的是为了解决系统复杂性带来的问题,其本质就是对系统进行有序化地重构以致符合当前业务的发展,并可以快速扩展。从上面架构的定义,也知道架构设计的作用涉及四方面:1、系统性思考的合理决策。2、明确的系统骨架。3、系统协作关系4、约束规范和指导原则。

    架构师通过理解业务,全局把控,选择合适技术,解决关键问题、指导研发落地实施,促进业务发展,提高效率。

     那什么样的系统要考虑做架构设计?  技术不会平白无故的出和自驱动发展起来,而架构的发展和需求是基于业务的驱动。

    1.  需求相对复杂.
    2.  非功能性需求在整个系统占据重要位置.
    3.  系统生命周期长,有扩展性需求.
    4.  系统基于组件或者集成的需要.
    5.  业务流程再造的需要.

     

    三、架构分类


    RUP4+1架构视图

    1995年,Philippe Kruchten在《IEEE Software》上发表了题为《The 4+1 View Model of Architecture》的论文,引起了业界的极大关注,并最终被RUP采纳。即RUP4+1架构方法。该方法主要采用用例驱动,在软件生命周期的各个阶段对软件进行建模,从不同视角对系统进行解读,从而形成统一软件过程架构描述.

    该方法的不同架构视图承载不同的架构设计决策,支持不同的目标和用途:

    逻辑视图:用于描述系统软件功能拆解后的组件关系,组件约束和边界,反映系统整体组成与系统如何构建的过程。关注功能和逻辑层。

    开发视图:描述系统的模块划分和组成,以及细化到内部包的组成设计,服务于开发人员,反映系统开发实施过程。

    物理视图:描述软件如何映射到硬件,反映系统在分布方面的设计,系统的组件是如何部署到一组可计算机器节点上,用于指导软件系统的部署实施过程。

    处理流程视图:用于描述系统软件组件之间的通信时序,数据的输入输出,反映系统的功能流程与数据流程,通常由时序图和流程图表示。关注进程、线程、对象等运行时概念以及相关的并发、同步、通信等问题。

    运用4+1视图方法:针对不同需求进行架构设计

    TOGAF9架构分类

    TOGAF9来对架构分类:

    由于不同架构方法论,定义的架构分类也不同,RUP4+1架构方法主要是以架构生命周期为视角进行描述,而TOGAF9按架构涉及内容维度来描述。因此我结合两者细分为业务架构、应用架构、数据架构、技术架构, 代码架构, 部署架构。

         

         业务架构是战略,应用架构是战术,技术架构是装备。其中应用架构承上启下,一方面承接业务架构的落地,另一方面影响技术选型。 熟悉业务,形成业务架构,根据业务架构,做出相应的应用架构,最后技术架构落地实施。

    1、业务架构(俯视架构)

          包括业务规划,业务模块、业务流程,对整个系统的业务进行拆分,对领域模型进行设计,把现实的业务转化成抽象对象。

           没有最优的架构,只有最合适的架构,一切系统设计原则都要以解决业务问题为最终目标,脱离实际业务的技术情怀架构往往会给系统带入大坑,任何不基于业务做异想天开的架构都是耍流氓。

           所有问题的前提要搞清楚我们今天面临的业务量有多大,增长走势是什么样,而且解决高并发的过程,一定是一个循序渐进逐步的过程。 合理的架构能够提前预见业务发展1~2年为宜。这样可以付出较为合理的代价换来真正达到技术引领业务成长的效果。

    看看京东业务架构(网上分享图)  

         

    2、应用架构(剖面架构,也叫逻辑架构图):

    硬件到应用的抽象,包括抽象层和编程接口。应用架构和业务架构是相辅相成的关系。业务架构的每一部分都有应用架构。

    类似:

    应用架构:应用作为独立可部署的单元,为系统划分了明确的边界,深刻影响系统功能组织、代码开发、部署和运维等各方面. 应用架构定义系统有哪些应用、以及应用之间如何分工和合作。这里所谓应用就是各个逻辑模块或者子系统。

    应用架构图关键有2点:

    1、职责划分:   明确应用(各个逻辑模块或者子系统)边界
        1)逻辑分层
        2)子系统、模块定义。
        3)关键类。
    2、职责之间的协作:
     
     1)接口协议:应用对外输出的接口。
       2)协作关系:应用之间的调用关系。

        应用分层有两种方式:

        一种是水平分(横向),按照功能处理顺序划分应用,比如把系统分为web前端/中间服务/后台任务,这是面向业务深度的划分。

        另一种是垂直分(纵向),按照不同的业务类型划分应用,比如进销存系统可以划分为三个独立的应用,这是面向业务广度的划分。

         应用的合反映应用之间如何协作,共同完成复杂的业务case,主要体现在应用之间的通讯机制和数据格式,通讯机制可以是同步调用/异步消息/共享DB访问等,数据格式可以是文本/XML/JSON/二进制等。

         应用的分偏向于业务,反映业务架构,应用的合偏向于技术,影响技术架构。分降低了业务复杂度,系统更有序,合增加了技术复杂度,系统更无序。

         应用架构的本质是通过系统拆分,平衡业务和技术复杂性,保证系统形散神不散。

         系统采用什么样的应用架构,受业务复杂性影响,包括企业发展阶段和业务特点;同时受技术复杂性影响,包括IT技术发展阶段和内部技术人员水平。业务复杂性(包括业务量大)必然带来技术复杂性,应用架构目标是解决业务复杂性的同时,避免技术太复杂,确保业务架构落地。

    3、数据架构

    数据架构指导数据库的设计.  不仅仅要考虑开发中涉及到的数据库,实体模型,也要考虑物理架构中数据存储的设计。

    No.

    考虑的方面

    产出物

    工具

    说明

    1

    数据是集中还是分布存储的?如何考虑分布式存储?

    数据架构图

     

     

    2

    领域模型到数据库表的转换?表结构关系的设计?

    逻辑模型

    物理模型

    ER图

    Power Designer

    Visio

     

    3

    实体如何设计?充血模型和贫血模型?

    UML类图

     

     

    4

    使用什么数据库?关系型还是非关系型?

    选型结果

     

    4、代码架构(也叫开发架构):

    子系统代码架构主要为开发人员提供切实可行的指导,如果代码架构设计不足,就会造成影响全局的架构设计。比如公司内不同的开发团队使用不同的技术栈或者组件,结果公司整体架构设计就会失控。

    代码架构主要定义内容:

    一、代码单元:
            1、配置设计
            2、框架、类库。
    二、代码单元组织:
           1、编码规范,编码的惯例。
           2、项目模块划分
           3、顶层文件结构设计,比如mvc设计。
           4、依赖关系

    No.

    考虑的方面

    产出物

    工具

    说明

    1

    分层结构设计

    分层架构图(开发架构图)

    各种绘图工具

    好的分层结构支持自动化测试

    2

    开发技术选项

    开发语言

    开发框架

    开发工具

     

    考虑商用产品、开源框架、自研框架

    3

    模块划分

    源码工程;Project目录结构;

    分包(分库)

     

     

    4

    开发规范

    开发/编码规范文档;

     

     

    5

    软件质量属性

    分析和决策结果

     

    考虑运行期和开发期软件质量属性,并权衡利弊进行决策。

    最好的样本是参考现有《阿里巴巴Java开发手册》。

     

    5、技术架构

         技术架构:确定组成应用系统的实际运行组件(lvs,nginx,tomcat,php-fpm等),这些运行组件之间的关系,以及部署到硬件的策略。

         技术架构主要考虑系统的非功能性特征,对系统的高可用、高性能、扩展、安全、伸缩性、简洁等做系统级的把握。

     系统架构的设计要求架构师具备软件和硬件的功能和性能的过硬知识,这也是架构设计工作中最为困难的工作。

     

    6、部署拓扑架构图(实际物理架构图):

          拓扑架构,包括架构部署了几个节点,节点之间的关系,服务器的高可用,网路接口和协议等,决定了应用如何运行,运行的性能,可维护性,可扩展性,是所有架构的基础。这个图主要是运维工程师主要关注的对象。

    物理架构主要考虑硬件选择和拓扑结构,软件到硬件的映射,软硬件的相互影响。

     

    考虑的方面

    产出物

    工具

    说明

    1

    网络方面:网络拓扑;网络设备;安全机制

    拓扑图

    安全规范

     

     

    2

    性能方面:可靠性、可伸缩性

    需要什么样设备性能

     

     

    3

    部署方面:集中式还是分布式;组件部署

    部署图

     

     

     

     

    三、架构级别


    我们使用金字塔的架构级别来说明,上层级别包含下层:系统级、应用级、模块级、代码级。

    • 系统级,即整个系统内各部分的关系以及如何治理:分层。

    • 应用级,即单个应用的整体架构,及其与系统内单个应用的关系等。

    • 模块级,即应用内部的模块架构,如代码的模块化、数据和状态的管理等。

    • 代码级,即从代码级别保障架构实施。

    战略设计与战术设计

    基于架构金字塔,我们有了系统架构的战略设计与战术设计的完美结合:

    • 战略设计:业务架构用于指导架构师如何进行系统架构设计。

    • 战术设计:应用架构要根据业务架构来设计。

    • 战术实施:应用架构确定以后,就是技术选型。

     

    四、应用架构演进


    业务架构是生产力,应用架构是生产关系,技术架构是生产工具。业务架构决定应用架构,应用架构需要适配业务架构,并随着业务架构不断进化,同时应用架构依托技术架构最终落地。    

     

    架构演进路程:单体应用->分布式应用服务化-> 微服务

     

    1、单体应用

    企业一开始业务比较简单,只应用某个简单场景,应用服务支持数据增删改查和简单的逻辑即可,单体应用可以满足要求。

    典型的三级架构,前端(Web/手机端)+中间业务逻辑层+数据库层。这是一种典型的Java Spring MVC或者Python Django框架的应用。其架构图如下所示: 

    针对单体应用,非功能性需求的做法:

       1、性能需求:使用缓存改善性能

       2、并发需求:使用集群改善并发

       3、读写分离:数据库地读写分离

      4、使用反向代理和cdn加速

      5、使用分布式文件和分布式数据库

    单体架构的应用比较容易部署、测试, 在项目的初期,单体应用可以很好地运行。然而,随着需求的不断增加, 越来越多的人加入开发团队,代码库也在飞速地膨胀。慢慢地,单体应用变得越来越臃肿,可维护性、灵活性逐渐降低,维护成本越来越高。下面是单体架构应用的一些缺点:

    复杂性高

    以一个百万行级别的单体应用为例,整个项目包含的模块非常多、模块的边界模糊、 依赖关系不清晰、 代码质量参差不齐、 混乱地堆砌在一起。可想而知整个项目非常复杂。 每次修改代码都心惊胆战, 甚至添加一个简单的功能, 或者修改一个Bug都会带来隐含的缺陷。

    技术债务: 随着时间推移、需求变更和人员更迭,会逐渐形成应用程序的技术债务, 并且越积 越多。“ 不坏不修”, 这在软件开发中非常常见, 在单体应用中这种思想更甚。 已使用的系统设计或代码难以被修改,因为应用程序中的其他模块可能会以意料之外的方式使用它。

    部署频率低: 随着代码的增多,构建和部署的时间也会增加。而在单体应用中, 每次功能的变更或缺陷的修复都会导致需要重新部署整个应用。全量部署的方式耗时长、 影响范围大、 风险高, 这使得单体应用项目上线部署的频率较低。 而部署频率低又导致两次发布之间会有大量的功能变更和缺陷修复,出错率比较高。

    可靠性差: 某个应用Bug,例如死循环、内存溢出等, 可能会导致整个应用的崩溃。

    扩展能力受限: 单体应用只能作为一个整体进行扩展,无法根据业务模块的需要进行伸缩。例如,应用中有的模块是计算密集型的,它需要强劲的CPU; 有的模块则是IO密集型的,需要更大的内存。 由于这些模块部署在一起,不得不在硬件的选择上做出妥协。

    阻碍技术创新: 单体应用往往使用统一的技术平台或方案解决所有的问题, 团队中的每个成员 都必须使用相同的开发语言和框架,要想引入新框架或新技术平台会非常困难。

    2、分布式

    随着业务深入,业务要求的产品功能越来越多,每个业务模块逻辑也都变得更加复杂,业务的深度和广度都增加,使得单体应用变得越来越臃肿,可维护性、灵活性逐渐降低,增加新功能开发周期越来越长,维护成本越来越高。

    这时需要对系统按照业务功能模块拆分,将各个模块服务化,变成一个分布式系统。业务模块分别部署在不同的服务器上,各个业务模块之间通过接口进行数据交互。

    该架构相对于单体架构来说,这种架构提供了负载均衡的能力,大大提高了系统负载能力,解决了网站高并发的需求。另外还有以下特点:

    降低了耦合度:把模块拆分,使用接口通信,降低模块之间的耦合度。

    责任清晰:把项目拆分成若干个子项目,不同的团队负责不同的子项目。

    扩展方便:增加功能时只需要再增加一个子项目,调用其他系统的接口就可以。

    部署方便:可以灵活的进行分布式部署。

    提高代码的复用性:比如Service层,如果不采用分布式rest服务方式架构就会在手机Wap商城,微信商城,PC,Android,iOS每个端都要写一个Service层逻辑,开发量大,难以维护一起升级,这时候就可以采用分布式rest服务方式,公用一个service层。

    缺点:系统之间的交互要使用远程通信,接口开发增大工作量,但是利大于弊。

     

    3、微服务

          紧接着业务模式越来越复杂,订单、商品、库存、价格等各个模块都很深入,比如价格区分会员等级,访问渠道(app还是PC),销售方式(团购还是普通)等,还有大量的价格促销,这些规则很复杂,容易相互冲突,需要把分散到各个业务的价格逻辑进行统一管理,以基础价格服务的方式透明地提供给上层应用,变成一个微内核的服务化架构,即微服务。

          微服务的特点:

    易于开发和维护: 一个微服务只会关注一个特定的业务功能,所以它业务清晰、代码量较少。 开发和维护单个微服务相对简单。而整个应用是由若干个微服务构建而成的,所以整个应用也会被维持在一个可控状态。

    单个微服务启动较快: 单个微服务代码量较少, 所以启动会比较快。

    局部修改容易部署: 单体应用只要有修改,就得重新部署整个应用,微服务解决了这样的问题。 一般来说,对某个微服务进行修改,只需要重新部署这个服务即可。

    技术栈不受限:在微服务架构中,可以结合项目业务及团队的特点,合理地选择技术栈。例如某些服务可使用关系型数据库MySQL;某些微服务有图形计算的需求,可以使用Neo4j;甚至可根据需要,部分微服务使用Java开发,部分微服务使用Node.js开发。

    微服务虽然有很多吸引人的地方,但它并不是免费的午餐,使用它是有代价的。使用微服务架构面临的挑战。

    运维要求较高:更多的服务意味着更多的运维投入。在单体架构中,只需要保证一个应用的正常运行。而在微服务中,需要保证几十甚至几百个服务服务的正常运行与协作,这给运维带来了很大的挑战。

    分布式固有的复杂性:使用微服务构建的是分布式系统。对于一个分布式系统,系统容错、网络延迟、分布式事务等都会带来巨大的挑战。

    接口调整成本高:微服务之间通过接口进行通信。如果修改某一个微服务的API,可能所有使用了该接口的微服务都需要做调整。

    重复劳动:很多服务可能都会使用到相同的功能,而这个功能并没有达到分解为一个微服务的程度,这个时候,可能各个服务都会开发这一功能,从而导致代码重复。尽管可以使用共享库来解决这个问题(例如可以将这个功能封装成公共组件,需要该功能的微服务引用该组件),但共享库在多语言环境下就不一定行得通了。

         
       

    五、衡量架构的合理性


    架构为业务服务,没有最优的架构,只有最合适的架构, 架构始终以高效,稳定,安全为目标来衡量其合理性。

    合理的架构设计:

    1、业务需求角度

    1、能解决当下业务需求和问题

    2、高效完成业务需求: 能以优雅且可复用的方式解决当下所有业务问题

    3、前瞻性设计: 能在未来一段时间都能以第2种方式满足业务,从而不会每次当业务进行演变时,导致架构翻天覆地的变化。

     

    2、非业务需求角度

    (一)、稳定性。指标:

    1. 高可用:要尽可能的提高软件的可用性,我想每个操作人都不愿意看到自己的工作无法正常进行。黑盒白盒测试、单元测试、自动化测试、故障注入测试、提高测试覆盖率等方式来一步一步推进。

    (二)、高效指标:

    1. 文档化:不管是整体还是部分的整个生命周期内都必须做好文档化,变动的来源包括但不限于BUG,需求。

    2. 可扩展:软件的设计秉承着低耦合的理念去做,注意在合理的地方抽象。方便功能更改、新增和运用技术的迭代,并且支持在适时对架构做出重构。

    3. 高复用:为了避免重复劳动,为了降低成本,我们希望能够重用之前的代码、之前的设计。这点对于架构环境的依赖是最大的。

    (三)、安全指标

    1. 安全:组织的运作过程中产生的数据都是具有商业价值的,保证数据的安全也是刻不容缓的一部分。以免出现XX门之类丑闻。加密、https等为普遍手段

    六、常见架构误区


    ●开高走落不到实处

    ● 遗漏关键性约束与非功能需求

    ● 为虚无的未来埋单而过度设计

    ● 过早做出关键性决策

    ● 客户说啥就是啥成为传话筒

    ● 埋头干活儿缺乏前瞻性

    ● 架构设计还要考虑系统可测性

    ● 架构设计不要企图一步到位

    误区1——架构专门由架构师来做,业务开发人员无需关注

    架构的再好,最终还是需要代码来落地,并且组织越大这个落地的难度越大。不单单是系统架构,每个解决方案每个项目也由自己的架构,如分层、设计模式等。如果每一块砖瓦不够坚固,那么整个系统还是会由崩塌的风险。所谓“千里之堤,溃于蚁穴”。

    误区2——架构师确定了架构蓝图之后任务就结束了

    架构不是“空中楼阁”,最终还是要落地的,但是架构师完全不去深入到第一线怎么知道“地”在哪?怎么才能落的稳稳当当。

    误区3——不做出完美的架构设计不开工

    世上没有最好架构,只有最合适的架构,不要企图一步到位。我们需要的不是一下子造出一辆汽车,而是从单轮车 --> 自行车 --> 摩托车,最后再到汽车。想象一下2年后才能造出的产品,当初市场还存在吗?

    误区4—— 为虚无的未来埋单而过度设计

    在创业公司初期,业务场景和需求边界很难把握,产品需要快速迭代和变现,需求频繁更新,这个时候需要的是快速实现。不要过多考虑未来的扩展,说不定功能做完,效果不好就无用了。如果业务模式和应用场景边界都已经比较清晰,是应该适当的考虑未来的扩展性设计。

     

    误区5——一味追随大公司的解决方案

    由于大公司巨大成功的光环效应,再加上从大公司挖来的技术高手的影响,网站在讨论架构决策时,最有说服力的一句话就成了“淘宝就是这么搞的”或者“腾讯 就是这么搞的”。

    大公司的经验和成功模式固然重要,值得学习借鉴,但如果因此而变得盲从,就失去了坚持自我的勇气,在架构演化的道路上迟早会迷路。

     

    误区6——为了技术而技术

    技术是为业务而存在的,除此毫无意义。在技术选型和架构设计中,脱离网站业务发展的实际,一味追求时髦的新技术,可能会将技术发展引入崎岖小道,架构之路越走越难。考虑实现成本、时间、人员等各方面都要综合考虑,理想与现实需要折中。

     

     

    七、架构书籍推荐


     1. 《大型网站技术架构:核心原理与案例分析》

    这是比较早,比较系统介绍大型网站技术架构的书,通俗易懂又充满智慧,即便你之前完全没接触过网站开发,通读前几章,也能快速获取到常见的网站技术架构及其应用场景。非常赞。

     2. 《亿级流量网站架构核心技术》

    相比《大型网站技术架构》的高屋建瓴,开涛的这本《亿级流量网站架构核心技术》则落实到细节,网站架构中常见的各种技术,比如缓存、队列、线程池、代理……,统统都讲到了,而且配有核心代码。甚至连 Nginx 的配置都有!

    如果你想在实现大流量网站时找参考技术和代码,这本书最合适啦。

    3. 《架构即未来》

    这是一本“神书”啦,超越具体技术层面,着重剖析架构问题的根源,帮助我们弄清楚应该以何种方式管理、领导、组织和配置团队。

    4. 《分布式服务架构:原理、设计与实战》

    这本书全面介绍了分布式服务架构的原理与设计,并结合作者在实施微服务架构过程中的实践经验,总结了保障线上服务健康、可靠的最佳方案,是一本架构级、实战型的重量级著作。

    5. 《聊聊架构》

    这算是架构方面的一本神书了,从架构的原初谈起,从业务的拆分谈起,谈到架构的目的,架构师的角色,架构师如何将架构落地……强烈推荐。

    不过,对于没有架构实践经验的小伙伴来讲,可能会觉得这本书比较虚,概念多,实战少。但如果你有过一两个项目的架构经验,就会深深认同书中追本溯源探讨的架构理念。

    6. 《软件架构师的12项修炼》

    大多数时候所谓的“技术之玻璃天花板”其实只是缺乏软技能而已。这些技能可以学到,缺乏的知识可以通过决定改变的努力来弥补。

     

    总结参考:

    《大型网站技术架构》、《软件架构师设计》《TOGAF9》

     

     

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  • 架构设计(6)-架构需求分析

    万次阅读 2018-07-06 15:17:57
    架构设计需求分析: 主要目的是明确架构要解决当前什么问题, 先调研需求方的诉求。 如果公司的架构部自high,做一些根本没有人使用的框架,组件,系统: 以“晋升”为目的的架构设计都应该拉出去祭天。 脱离业务的...

    架构设计学习思维导图: 架构设计系列主要的ADM(架构开发方法)主要基于TOGAF9或者TOGAF9.1来论述。这是个人学习实践和总结笔记,专注并不断积累和更新,努力精进自己。个人拙见,仅供参考。
    1、 架构概述:了解架构基础知识:架构定义、分类、级别、应用架构演进、架构是否合理、架构误区等。
         《谈谈架构》
    2、 原则模式:了解架构模式和设计原则。
         《架构设计原则》
          《架构模式》
    3、 瀑布模式:根据瀑布开发模式,从前期的架构愿景->到架构需求分析->架构设计
          《架构愿景分析》
          《架构需求分析》
          《如何设计一个架构》
    4、 架构三高:架构战术设计主要关注点:高可用、高性能、高效服务治理或者高并发
         《高可用架构设计》
         《高性能设计》
         《分布式服务治理》
    5、 具体知识点:架构实施知识点,框架、组件、限流、容错等知识。
         《分布式链路跟踪》
         《分布式链路跟踪:Zipkin实践》
         《分布式链路跟踪:skywalking实践》
         《我们自研log2跟踪组件》

    架构设计需求分析: 主要目的是明确架构要解决当前什么问题, 先调研需求方的诉求。

    如果公司的架构部自high,做一些根本没有人使用的框架,组件,系统:

    以“晋升”为目的的架构设计都应该拉出去祭天。

    脱离业务的架构设计都是耍流氓。

     

    前言:架构设计的步骤


    架构设计非常适合使用瀑布模式开发,特别是需要升级架构的系统。

    而TOGAF9的ADM(架构开发方法) ,以需求为中心形成循环的方式表示,即一个阶段的架构工作完成后的成果直接输入到架构工作的后续阶段中去。但总结起来就是:

    瀑布开发模式简单直接,思路清晰,将项目从头到尾划分为不同的阶段,严格定义每个阶段的输入输出,并且十分重视文档。瀑布模型的特点:

    1、简单直接,思路清晰,需求明确。
    2、需要有完善的文档并需要实时更新维护。
    其优点:
    1、可以保证系统在整体上的充分把握,可以保证整个软件产品有较高的质量,保证缺陷能够被提前发现和解决。
    2、可以使系统具备良好的扩展性和可维护性。

    架构设计和工程领域的设计相似地方比较多,比如设计一座跨江大桥:我们会考虑"连接南北的公路交通"这个"功能需求",从而初步设计出理想化的桥墩支撑的公路桥方案;然后还要考虑造桥要面临的"约束条件",这个约束条件可能是"不能影响万吨轮从桥下通过",于是细化设计方案,规定桥墩的高度和桥墩之间的间距;另外还要顾及"大桥的使用期质量要求",比如为了"能在湍急的江流中保持稳固",可以把大桥桥墩深深地建在岩石层之上,和大地浑然一体;其实,"建造期间的质量属性"也很值得考虑,比如在大桥的设计过程中考虑"施工方便性"的一些措施。

     

    一、架构设计的需求分析从哪来


    需求分析的前期工作是愿景描述及愿景分析, 即愿景分析就是需求的前期调研.

    从软件过程来看,需求分析是一个承上启下的阶段–“上承”愿景,“下接”设计。需求分析的工作内容包含如下三方面:

    需求捕获: 理解沟通
    需求分析:做什么,有哪些问题
    系统分析:原因是什么, 怎么做

    三者不是独立无关的阶段,而是相互伴随、交叉进行的。

    需求捕获: 从各个方面收集需求, 并理解需求.典型的需求捕获是使用“需求采集卡”:需求描述、需求提出者、需求记录者、需求类型等。
    需求分析:需求捕获得到的是“原始需求”,而需求分析则对各方面收集到的需求进行分析、整理、归纳、论证形成明确的需求。比如, 产品经理说,现在系统不稳定, 需要重构架构保证系统稳定.  这只是一个愿景, 我们需要把这个需求形成一个明确的需求: 可行性99.99%, 要完成这个指标,需要做哪些工作.

     

     

    二、需求分类:需求结构化


     

    收集需求是多而杂, 我们需要理解并整理, 通过二维需求观,将“需求=列表”的传统观念,一下子拓宽了维度。有了视野和思维上的提升。

     二维需求观:

    首先,需求是分层次的:
    1、有组织级的需求
    2、用户级的需求
    3、开发级的需求。
     
    其次,需求还必须从不同方面考虑。 需求可分类为三类:
    1)功能需求:更多体现各级直接目标要求,系统具体要做什么. 有哪些功能点.
    2)质量需求:运行期质量 + 设计质量+用户质量+系统质量.
    3)约束需求:业务环境因素 + 使用环境因素 + 构建环境因素 + 技术环境因素.

     

     

    ADMEMS矩阵,可作为需求梳理和需求评审的工具:

     

     

    三、从需求向设计转化的关键


    不同需求(及功能、质量、约束)影响架构的不同原理,是从需求向设计转化的密码。 

    功能需求、质量属性、以及约束共同决定了架构,对这三类需求的把握是否到位、设计决策是否合理,可以说是架构设计成败的关键所在。
    功能:体现的是职责协作链.系统有哪些功能点, 这些功能点之间如何协作. 
    质量:是完善架构的驱动力
    约束:说明了设计并不自由

    质量属性和约束,同属非功能需求,都是重要的“架构决定因素”。质量属性是软件系统的整体质量品质——所谓整体品质,就是它往往和大多数功能都有关,而不是仅仅表现在某个功能“内部”。

    至于约束性需求,它们要么是架构设计中必须遵循的限制,要么经过约束分析、转化为质量属性需求或者功能需求。但是,约束分析没有受到架构师的普遍重视,于是约束背后的“衍生需求”变成了“遗漏需求”,造成了架构设计的偏离甚至失败。

     

    四、需求优先排序


    架构设计的本质目的是为了解决业务,架构设计也并不是面面俱到,而是识别问题有针对性的解决, 所以要先了解系统最需要解决的是什么。

    例如系统的复杂度来源于业务逻辑复杂,功能耦合度严重,架构师设计TPS达到50000/s的高性能架构没有意义。

    出现问题主要为了满足“高可用”“高性能”“可扩展”三个方面,就算老板拍脑袋要求同时满足三高,也要分优先级。

    比如线上运行的系统可能存在的问题: 
    运行效率低下,升级复杂,容易出错。
    开发效率低下。
    小问题不断,不好定位。

    二真缺解决做法:
    列出主要的复杂度问题
    根据业务、技术、团队等情况进行排序
    优先解决最主要的复杂度问题.

     

     

    参考《软件架构设计:程序员向架构师转型必备(第二版)》

    展开全文
  • 架构设计(7)—如何设计一个架构

    万次阅读 2018-09-29 17:05:51
    那接下来就是如何着手开始做架构设计。 一、如何开始设计一个架构:方式方法 架构不是像平常写代码一样,对就是对,错就是错,它并无对错之分,是一个取舍的过程。当我们从0开始做架构的时候,的确是比较困难。...
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  • Spring框架的设计目标,设计理念,和核心是什么 Spring的优缺点是什么? Spring有哪些应用场景 Spring由哪些模块组成? Spring 框架中都用到了哪些设计模式? 详细讲解一下核心容器(spring ...
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  • 软件架构设计---软件架构概述

    万次阅读 2018-09-17 21:25:54
    通俗地讲,软件架构设计就是软件系统的“布局谋篇”。  人们在软件工程实践中,逐步认识到了软件架构的重要性,从而开辟了一个崭新的研究领域。软件架构的研究内容主要涉及软件架构描述、软件架构设计、软件架构...
  • 系统架构设计

    万次阅读 2018-09-06 14:03:25
    什么是架构架构就相当于我们要盖一栋楼时的框架。系统架构就类似于工程的结构。 一、传统架构 用传统的架构,1000并发量需要2太服务器做tomca集群 但是由于系统用的人越来越多,并发量越来越大待到并发...
  • 对软件架构设计的一些总结和理解

    万次阅读 多人点赞 2015-09-06 22:28:18
    1. 软件架构设计的What & Why ● 啥是软件架构(Software Architecture)? 软件架构是指在一定的设计原则基础上,从不同角度对组成系统的各部分进行搭配和安排,形成系统的多个结构而组成架构,它包括该系统...
  • 架构设计(2)-架构设计原则

    万次阅读 2017-10-17 14:19:01
    如何设计出一个好的架构,不像数据公式或者定律,很难一概而就...一些好的架构设计原则可以确保设计决策在一定程度上能够满足需求。 一、形成架构原则的过程 形成架构原则的过程: 架构原则要SMART ...
  • 各种系统架构图与详细说明

    万次阅读 多人点赞 2018-09-15 17:49:59
    共享平台逻辑架构设计 如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图,上图整体展现说明包括以下几个方面: 1 应用系统建设 本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发,从而建立...
  • 为什么要报考系统架构设计师考试

    万次阅读 多人点赞 2019-08-02 17:03:09
    一、强迫自己,去系统学习软件架构设计的理论,追踪业界架构设计的发展动态。去学习的动力有很多,如为了兴趣,为了工作,为了职位升迁,为了大幅提升薪水等。其实,为了应付考试,通过考试,也是学习知识的一种很好...
  • 系统架构设计师教程.pdf

    千次下载 热门讨论 2012-02-15 00:00:18
    系统架构设计师教程 杨春晖主编 第1章 绪论 第2章 计算机与网络基础知识 第3章 信息系统基础知识 第4章 系统开发基础知识 第5章 软件架构设计 5.1 软件架构概念 5.2 基于架构的软件开发方法 5.3 软件架构风格 ...
  • 从MVC框架看MVC架构设计

    万次阅读 多人点赞 2011-08-16 09:57:37
    从MVC框架看MVC架构的设计尽管MVC早已不是什么新鲜话题了,但是从近些年一些优秀MVC框架的设计上,我们还是会发现MVC在架构设计上的一些新亮点。本文将对传统MVC架构中的一些弊病进行解读,了解一些优秀MVC框架是...
  • 物联网平台架构设计

    万次阅读 多人点赞 2017-09-11 14:13:28
    用户如何管理,数据包如何解析,大数据如何展示等也是物联网模块中非常重要的部分,所以作者就根据自身工作中总结出来的建构在云端的物联网平台基本架构分享给大家,并基于此架构如何一步一步来开发
  • Saas系统架构的思考,多租户Saas架构设计分析

    万次阅读 多人点赞 2019-06-14 13:39:35
    ToBSaas系统最近几年都很火。...最近一年,有幸架构一个Crm saas 系统,上线了几个月来,各方面都比满意。整个系统创建过程,踩了很多坑,收获也比较多。总结一下Saas系统架构一些特点: Saas系统分...
  • 架构设计(3)--架构模式

    万次阅读 2017-10-17 15:52:47
    模式的经典定义:每个模式都描述了一个在我们的环境中不断出现的问题,然后描述了该问题的解决方案的核心,通过这种方式,我们可以无数次地重用那些已有的解决方案,...架构模式类似于软件设计模式,但范围更广。 ...
  • 绪论本文打算探讨一下软件架构设计的一些设计原则与经过实践验证的设计模式。 前端(MVC模式)和后端(接口层-业务层-助手层)的分层设计经过了几十年大量软件的证明。分层的思想,就是每一个层次专注做一件事情。每...
  • 架构设计的本质

    千次阅读 2020-10-12 15:45:24
    本文尝试从更高视角重新审视架构设计的工作,把架构设计的上升到系统设计的立体空间去探索,最终勾勒出系统设计的全域知识体系。作者 | 编程原理林振华【问题】 什么是系统设计,系统设计的核心是什么? ...
  • 如今许多服务都采用了 RESTful API, 而 ...the Design of Network-based Software Architectures, 本文重点介绍了前三章,基于网络的软件设计架构时,应该考虑哪些因素,不同的因素会会导致哪些结果,并给出大量实例。
  • 架构设计(8)—高可用架构设计

    千次阅读 2019-01-14 17:58:37
    高可用架构设计总结: 前言:海恩法则和墨菲定律 海恩法则 · 事故的发生是量的积累的结果。 · 再好的技术、再完美的规章 , 在实际操作层面也无法取代人自身的素质和责任心 。 墨菲定律 · 任何事情都没有...
  • 微服务架构设计实践 目 次1 序言2 微服务3 软件架构设计思想4 微服务架构设计实践4.1 项目概述4.2 架构准备阶段4.3 概念架构阶段4.4 细化架构阶段4.4.1 业务架构4.4.2 数据架构4.4.3 应用架构4.4.4 技术架构4.4.5 ...
  • Java软件架构设计

    千次阅读 2007-02-14 13:57:00
    开始的架构设计也是最难的,需要调研同类产品的情况以及技术特征,了解当前世界上对这种产品所能提供的理论支持和技术平台支持,再结合自己项目的特点(需要透彻的系统分析),才能逐步形成自己项目的架构蓝图。...
  • 相当不错的文章,值得一看!前几天看到一篇架构师已死的文章,颇为有趣,仔细想想,架构师之所以兴盛和之所以必死,...写一些自己对架构设计和架构师的一些不是很成熟的看法,写到哪算那,全当口水了。架构的概念非常广
  • 架构设计(5)—架构愿景分析

    千次阅读 2018-07-04 16:36:09
    1、架构目标架构设计始终以服务业务为中心,以保证产品业务的稳定、安全、高效运行为目标。稳定:指产品向用户提供服务的可用性、准确性、完整性,访问速度及用户体验符合产品的设计与预期;安全:指产品运行在安全...
  • 软件架构设计之七:软件架构设计

    千次阅读 2013-08-27 20:28:13
    一、本章要点 ...2)系统架构设计案例分析。包括软件架构技术、XML技术、基于架构的软件开发过程、架构模型(风格)、特定领域软件架构、基于架构的软件开发方法、架构评估、软件产品线、系统演化、设计
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