搞Java的開發(fā)人員交談中經(jīng)常提及框架和架構(gòu)兩個詞匯。Java開源社區(qū)活躍，大量優(yōu)秀的開源項目可以學(xué)習(xí)借鑒這，本來是件好事。但同時又難免會讓人好高騖遠(yuǎn)，被空中樓閣所迷惑。
搞Linux下C開發(fā)，.Net開發(fā)的同行們就很少言必稱框架與架構(gòu)，默默地編碼實實在在地做項目。想起剛剛參加工作時候，公司的CTO告誡年輕同事說，“別跟我扯框架，你先寫了10萬行代碼再和我說”。
為什么公司的資深工程師不愿意和年輕的開發(fā)工程師談這些內(nèi)容呢？因為對架構(gòu)的理解是有一定的經(jīng)驗門檻的，看不見摸不著的抽象概念，說者難以描述清楚，聽著更加難以理解產(chǎn)生共鳴。更何況軟件行業(yè)鐵打的營盤流水的兵，因為國內(nèi)生存壓力大，愿意沉下心去研究技術(shù)的人就更少了。
一般來講，5年的編程實踐經(jīng)驗，可以對框架有很好的理解；再加上3年的系統(tǒng)設(shè)計實踐經(jīng)驗，完全可以獨(dú)立進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計?？梢钥吹胶芏嗉軜?gòu)師招聘廣告中，都要求有8~10年的研發(fā)經(jīng)驗，是有一定道理的。那種天資聰穎悟性高，一入行就有高人指點，同時又從事大型項目研發(fā)的當(dāng)屬少數(shù)例外了。
我一直苦于無從著手學(xué)起，雖然獨(dú)立設(shè)計做了好幾個項目，對于如何進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計心里還是沒底，缺少理論方法指導(dǎo)。國外這方面的著作大都洋洋灑灑，高來高去，翻譯成中文的就更加晦澀難懂。一直到讀了溫昱先生寫的那本《一線架構(gòu)師實踐指南》 ，受到啟蒙有茅塞頓開的感覺。強(qiáng)烈推薦有志于成為架構(gòu)師的同行，去讀下這本實踐中總結(jié)出來的經(jīng)驗之談，內(nèi)容描述深入淺出通俗易懂。
市面上能看到的大都是產(chǎn)品最終的架構(gòu)圖，很少有完整的架構(gòu)設(shè)計文檔公開，包括Apache上的開源項目都很少有介紹架構(gòu)的文檔。更不要說在架構(gòu)設(shè)計的過程中，是如何從草圖開始一步步演進(jìn)，成為最終成品的。這種單個案例的深度分析，對我來說是最有學(xué)習(xí)價值的。
在軟件架構(gòu)設(shè)計方面，我本人才剛剛?cè)腴T，功力太淺，唯有寫些自己在實踐中的思考瑣碎。
1架構(gòu)到底是什么
Software Architecture，翻譯過來叫軟件架構(gòu)，還有的叫軟件體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)架構(gòu)。軟件架構(gòu)用來描述系統(tǒng)中的一些重大決策，好比一幢大廈的骨干結(jié)構(gòu)。
你說，這不扯淡嗎，說了和沒說一個樣。什么叫重大決策？領(lǐng)導(dǎo)每次都是發(fā)表了重要講話，到底哪一次是不重要的？
好吧，既然講不清楚這個抽象的概念，我再細(xì)化描述下我理解中的架構(gòu)應(yīng)該包含的東西：
1) 從邏輯功能劃分上描述清楚系統(tǒng)中的各個組件（子系統(tǒng)、功能模塊）的作用職責(zé)，組件與組件之間的依賴關(guān)系，接口方式及參數(shù)。
2) 從物理部署上描述清楚每個物理服務(wù)器節(jié)點上應(yīng)該部署哪些組件，組件與組件之間的通訊方式，服務(wù)器、存儲設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的參數(shù)指標(biāo)。
3) 開發(fā)子工程的劃分，子工程的依賴關(guān)系。有時還包括具體的技術(shù)選型。工作任務(wù)的粒度劃分應(yīng)該與團(tuán)隊中的人員素質(zhì)相匹配，讓專業(yè)的人做專業(yè)的事。
4) 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存儲方式，寫文件還是寫數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)的格式定義。是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫還是其它存儲，集中式還是分布式。數(shù)據(jù)的冗余備份機(jī)制。
5) 系統(tǒng)中的運(yùn)行進(jìn)程與線程，啟動與停止的先后順序，進(jìn)程間的通信機(jī)制，線程間互斥資源的加鎖與同步。
6) 系統(tǒng)在安全性、可用性、伸縮性、可擴(kuò)展性、高性能方面的考量。
綜上，軟件架構(gòu)涵蓋的范圍很廣，難以用一兩句話表達(dá)清楚。最終就造成給大家的感覺是，架構(gòu)是很玄妙的東西，好像只可意會不可言傳一樣。
本文的基本觀念是，架構(gòu)設(shè)計是可以清晰表達(dá)出來，有效指導(dǎo)開發(fā)人員開展設(shè)計和編碼工作的。好的架構(gòu)設(shè)計應(yīng)該是可以落地的，是一個不斷演進(jìn)改良的過程。
2可以落地的架構(gòu)設(shè)計
我見過很多項目做完都沒有架構(gòu)設(shè)計的過程。一上來就是經(jīng)典的三層/四層分層架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計完，然后就直接SSH開發(fā)工程原型搭建好，開工編碼了，系統(tǒng)所有功能在一個Web里面搞定。
領(lǐng)導(dǎo)：“小王，我們的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計已經(jīng)做好了。你著手開始開發(fā)吧，確保高質(zhì)量完成項目，一個月結(jié)項。年輕人只要好好干，升職加薪不在話下，當(dāng)上CEO迎娶白富美指日可待?！?/p>
其邏輯架構(gòu)圖大致是這樣的：
開發(fā)工程師小王拿過這個圖一看，這尼瑪就是天書啊，還要求一個月完工，心中頓時一萬匹草泥馬奔騰而過。
你能說這不是架構(gòu)圖嗎？是，確實是分層的邏輯架構(gòu)，還列出了技術(shù)框架選型。
問題是，它是放之四海而皆準(zhǔn)的一個通用的設(shè)計。對小王來說，這個架構(gòu)設(shè)計就是沒有落地的設(shè)計，迷茫啊迷茫。
再看一個基于HTTP進(jìn)行消息通信的系統(tǒng)，其邏輯架構(gòu)圖如下：
小王如果拿到這張圖，起碼可以獲得以下信息：
1) 系統(tǒng)整體上分為消息中介、管理控制臺和后臺服務(wù)三個組件。
2) 消息中介服務(wù)接收應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)來的HTTP請求消息，存儲到數(shù)據(jù)庫和消息隊列中間件中，并根據(jù)業(yè)務(wù)需要負(fù)責(zé)對消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
3) 管理控制臺用于對通信子系統(tǒng)進(jìn)行配置管理，查詢分析。
4) 后臺服務(wù)用于實現(xiàn)消息重發(fā)服務(wù)，歷史數(shù)據(jù)清理服務(wù)。
小王拿到這個圖至少可以做到心中有數(shù)，系統(tǒng)的功能模塊有哪些，應(yīng)該劃分成幾個開發(fā)工程，哪些是可以應(yīng)用開源項目，哪些通用功能可以進(jìn)行抽取。
如果小王是一個有經(jīng)驗的高級工程師，看了這個圖，結(jié)合需求文檔，直接就可以開始進(jìn)行領(lǐng)域模型設(shè)計，建表，搭建工程開發(fā)功能了。每個組件開發(fā)完后，做下代碼Review確保功能模塊都有實現(xiàn)即可。(對高級工程師來說，代碼就是最好的設(shè)計了)
如果小王是一個中級工程師，則還需要對開發(fā)包進(jìn)行劃分，領(lǐng)域模型類設(shè)計，包與包之間的接口參數(shù)定義，數(shù)據(jù)格式以及一些關(guān)鍵的類圖設(shè)計提供。有疑問的地方進(jìn)行面對面澄清即可。(對中級工程師來說，要先確認(rèn)關(guān)鍵類圖設(shè)計了才能開始開發(fā))
如果小王是一個初級開發(fā)工程師，則需要開發(fā)工程的原型代碼，重要的接口類與核心功能類開發(fā)完后才能交給他。配合詳細(xì)的類圖設(shè)計，時序圖以及狀態(tài)圖設(shè)計進(jìn)行輔助指導(dǎo)，開發(fā)過程中進(jìn)行檢查與幫助。(對初級工程師來說，要有代碼范例可參照，詳細(xì)的類名方法參數(shù)定義，并且提供協(xié)助才能開發(fā))
也就是說，架構(gòu)設(shè)計的成果是不是足以指導(dǎo)開發(fā)人員進(jìn)行設(shè)計編碼，是看項目團(tuán)隊的人員素質(zhì)的。一般來說，架構(gòu)設(shè)計的粒度比系統(tǒng)概要設(shè)計要粗，但有時候也會細(xì)化到概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計之間。架構(gòu)設(shè)計應(yīng)該一直細(xì)化到能指導(dǎo)團(tuán)隊開展實際設(shè)計開發(fā)為止，也就是我上面講述的觀念，架構(gòu)設(shè)計是可以落地的。
甚至有架構(gòu)師說，代碼可以表述出來的架構(gòu)，才是好架構(gòu)。水中月夢中花，再唯美也是虛幻的。
3架構(gòu)師的關(guān)鍵作用
那架構(gòu)師對項目組有很大的作用嗎？
搞管理信息系統(tǒng)的人說，沒有用，整天搞一堆看不懂的設(shè)計，還浪費(fèi)我們時間。沒有他，我們照樣做項目。
搞互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的人說，作用非常大。沒有他，我們的項目分分鐘歇菜，那些復(fù)雜的技術(shù)問題只有他能解決。
顯然，隨著項目的規(guī)模變大，復(fù)雜性加大，越凸顯出架構(gòu)師的作用。
實際上，即使是一個最簡單的管理信息系統(tǒng)，也是包含有架構(gòu)設(shè)計在里面的。麻雀雖小五臟俱全。用戶角色權(quán)限管理，審計日志記錄，MVC框架，ORM框架，緩存設(shè)計這些地方都包含有架構(gòu)設(shè)計在里面。
架構(gòu)師的作用在于銜接業(yè)務(wù)需求與系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)現(xiàn)實條件，設(shè)計出一個最合適的解決方案。將業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)彎為可落地的架構(gòu)設(shè)計，是最大的價值所在。
而如何從業(yè)務(wù)需求中抽象出功能模塊的劃分，通用功能的抽取，組件的粒度如何適中，還要考慮現(xiàn)實環(huán)境的約束，預(yù)留業(yè)務(wù)發(fā)展的空間，如何深入淺出說服對開發(fā)人員理解并接納自己的架構(gòu)，這些都是很難的。
最困難的不是去學(xué)習(xí)技術(shù)產(chǎn)品，解決高并發(fā)海量數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)；而是思維方式的養(yǎng)成。前者有現(xiàn)成的方案可借鑒模仿，后者只能靠經(jīng)驗去感悟。
對我來說，最難的地方是如何高屋建瓴地，站在系統(tǒng)外，以全局的高度看待多個系統(tǒng)生態(tài)圈，抽象出一個個業(yè)務(wù)組件。開發(fā)人員如果只能盯著眼前的一畝三分地(模塊設(shè)計，OOD)，就難以養(yǎng)成架構(gòu)思維。
反過來看，模塊設(shè)計又是架構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，沒有前期的抽象思維的訓(xùn)練，沒有足夠的經(jīng)驗，就無法抽象出粒度適中的組件。抽象出的組件不能落地實現(xiàn)，就會被開發(fā)人員認(rèn)為不切實際，沒有作用。
成為架構(gòu)師的前提條件，必須是一個有足夠經(jīng)驗基礎(chǔ)扎實的程序員。知識面要廣泛，見多識廣，還要有一定的技術(shù)深度，能理解各種技術(shù)的原理，適用業(yè)務(wù)場景，優(yōu)劣點。同時，架構(gòu)師往往還肩負(fù)著一個項目的技術(shù)攻關(guān)，客觀上要求在承受壓力的同時保持足夠的韌性。如果沒有機(jī)會去獨(dú)立負(fù)責(zé)一個個項目，是很難從主觀上養(yǎng)成架構(gòu)思維的，動力不足。
也就是說，是實現(xiàn)業(yè)務(wù)需求的過程中，實踐提升了開發(fā)人員的抽象能力，最終培養(yǎng)成合格的架構(gòu)師。從這個角度說，我認(rèn)為架構(gòu)師和高級開發(fā)工程師只是職務(wù)上的叫法不同，做的工作很有可能是相同的。通俗點講，一個項目里概要設(shè)計是由誰主導(dǎo)的，那這個人無形中已經(jīng)進(jìn)行了架構(gòu)設(shè)計的思維訓(xùn)練。
4架構(gòu)思維的培養(yǎng)
那架構(gòu)設(shè)計的抽象思維可不可以培養(yǎng)呢？
我認(rèn)為是可以通過訓(xùn)練培養(yǎng)出來的。通過對代碼重構(gòu)可以促進(jìn)對OOD思維的培養(yǎng)。但是架構(gòu)設(shè)計往往不能頻繁改動，牽涉面廣(如開篇所說架構(gòu)設(shè)計描述的是系統(tǒng)的重大決策)，無法像重構(gòu)的方式進(jìn)行修改，只能溫和地進(jìn)行改良。
架構(gòu)設(shè)計的過程，應(yīng)該是不斷地演進(jìn)完成的。經(jīng)驗需要積累，沒有經(jīng)驗時只能一個個項目實踐來培養(yǎng)經(jīng)驗，同時借鑒其他人的架構(gòu)設(shè)計（很難拿到素材）。如果能有機(jī)會和一些資深架構(gòu)師一起工作交流，相信能事半功倍，早點領(lǐng)悟。
我在做架構(gòu)設(shè)計的初期，喜歡拿個筆在本子上畫草圖，幫助自己思考，往往涂掉三十頁紙才確定出第一個可行的版本(用電腦畫圖工具會使思維停頓，思考效率降低，手工畫圖最快捷)。架構(gòu)圖出來后，寫文檔只是描述細(xì)化的過程，有工作量沒有難度。當(dāng)然，以后再遇到類似的業(yè)務(wù)需求的項目，就可以借鑒之前項目的經(jīng)驗了。
