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【专业知识】当我们在说架构时,我们到底在说什么?

发布日期:2018-05-23 15:09
对于大多数程序员而言,职业发展大致分三种:专精技术、转型管理、和晋升架构师。

架构和算法,在大部分程序员眼中,一直矗立于编程工作的金字塔尖,可望而不可及。当我们在讨论算法的时候,往往不是动态规划、机器学习,而是论面试中常见的算法题,比如:各种排序、各类字符串匹配…

那当我们在讨论架构时,我们到底在讨论什么呢?

架构的本质

任何系统,自然情况下,都是从有序到无序,这是有科学依据的, 按照热力学第二定律,自然界的一切自发过程都有方向性,一个孤立系统会由有序变为无序,即它的熵会不断增加,最终寂灭。但生物可以通过和外界交互,主动进 行新陈代谢,制造 “负熵” 来保证自身有序,继续生存。

同样,一个软件系统随着功能越来越多,调用量急剧增长,整个系统逐渐碎片化,越来越无序,最终无法维护和扩展,所以系统在一段时间的野蛮生长后,也需要及时干预,避免越来越无序。

架构的本质就是对系统进行有序化重构,不断减少系统的 “熵”,使系统不断进化。

那架构是如何实现无序到有序的呢? 基本的手段就是分和合,先把系统打散,然后重新组合。
分的过程是把系统拆分为各个子系统 / 模块 / 组件,拆的时候,首先要解决每个组件的定位问题,然后才能划分彼此的边界,实现合理的拆分。合就是根据最终要求,把各个分离的组件有机整合在一起,相对来说,第一步的拆分更难。

拆分的结果使开发人员能够做到业务聚焦、技能聚焦,实现开发敏捷,合的结果是系统变得柔性,可以因需而变,实现业务敏捷。

举个例子,在 Web 1.0 时代,一个 ASP 或 JSP 页面里,HTML 和脚本代码混在一起,此时脚本代码越多,系统越混乱(即熵增加),最终连开发者自己都无法理解。此时就需要对系统重新架构,办法是引入 view helper 模式,分离 HTML 和脚本,HTML 成为 view,脚本成为帮助类。然后再简单整合在一起。通过重新分和合,整个系统层次清晰,职责明确,系统的无序度降低,容易扩展。同时不同技能的开发人员, 如 UED 和程序员,可以负责不同部分,有效提高开发效率。

架构分类和服务对象

架构一般可分业务架构、应用架构、技术架构,那么它们分别解决什么问题,服务于谁呢? 我们首先看一个系统落地过程:
对于负责开发的人来说,怕的是业务太复杂,代码逻辑太乱,超出他能理解的范畴,系统无法维护。因此开发的需求是系统整体概念清晰,容易理解,方便扩展。

对于负责运行的机器来说,怕的是业务并发量太大,系统核心资源不够用(如数据库连接)。它希望在业务量增加时,系统能够支持水平扩展,支持硬件容错(如避免单点故障)。

开发的痛点主要由业务架构和应用架构解决,业务架构从概念层面帮助开发理解系统(动态的包括业务流程 / 节点 / 输入输出,静态的包括业务域 / 业务模块 / 单据模型)。

应用架构从逻辑层面帮助开发落地系统(应用种类 / 应用形式 / 数据交互关系 / 交互方式等),整个系统逻辑上容易理解,前端时间大热的 SOA 即属于应用架构的范畴。

机器的痛点主要由技术架构解决,如技术平台选型(操作系统 / 中间件 / 设备等),部署上希望支持多机房,水平扩展,无单点等。

强调一下,系统是人的系统,架构首先是为人服务的,业务概念清晰、应用逻辑合理、人好理解是第一位的(即系统有序度高)。现在大家讨论更多的是技术 架构,如高并发设计,分布式事务处理等,只是因为这个不需要业务上下文背景,比较好相互沟通。具体架构设计时,首先要关注业务架构和应用架构,这个架构新 手要特别注意。

架构师能力要求

架构师只做分和合的事情,但综合能力要求很高,要求内外兼修,下得厨房,上得厅堂。

架构师要有技术的广度(多领域知识),又有深度(技术前瞻),对主流公司的系统设计非常了解,知道优劣长短,碰到实际问题,很快有多种方案可供评估。

抽象思维是架构师最重要的能力,架构师要善于把实物概念化并归类。比如面对一个大型的 B2C 网站,能够迅速抽象为采购->运营->前台搜索->下单->履单这几大块,对系统分而治之,庖丁解牛,早已目无全牛。

抽象思维是往高层次的总结升华,由实到虚;而透过问题看本质则是由虚到实,往深层次地挖掘。比如看到一段 java 代码,知道它在JVM 如何执行;一个跨网络调用,知道数据是如何通过各种介质到达目标 (操作系统内核 / 网卡端口 / 电磁介质等)。透过问题看本质使架构师能够敏锐地发现底层之真实,系统性端到端地思考问题,识别木桶的短板并解决之。

能落地的架构才是好架构,良好的沟通能力确保各方对架构达成共识,愿意采取行动;良好的平衡取舍能力确保架构在现有资源约束下是最合理的,理想最终照进现实。

总结下,架构师的能力要求包括:
  • 兼具技术的广度(多领域知识)和深度(技术前瞻)
  • 兼具思维的高度(抽象思维)和深度(问题到本质)
  • 兼具感性(沟通)和理性(平衡)

——文章转载自开源中国社区

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