導(dǎo)讀ID:TOP100case
導(dǎo)語(yǔ)：軟件架構(gòu)是軟件的生命，活力和骨架，它隨著時(shí)間而成長(zhǎng)和演化，不變的軟件架構(gòu)是一具僵尸而已?！对O(shè)計(jì)之美》提到，無(wú)情的重構(gòu)，架構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生。而這種架構(gòu)成長(zhǎng)的動(dòng)力在哪里？其動(dòng)力就在于業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，一切不為業(yè)務(wù)服務(wù)的架構(gòu)演化都是耍流氓！
本文將從作者多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，解讀什么是架構(gòu)和業(yè)務(wù)，微服務(wù)架構(gòu)，以及架構(gòu)演化如何促進(jìn)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，文章還闡述了架構(gòu)師這一角色如何處理復(fù)雜問(wèn)題。
（全文共3518字 預(yù)計(jì)閱讀時(shí)長(zhǎng)：4分鐘）
什么是架構(gòu)和業(yè)務(wù)
大師Grady Booch將軟件架構(gòu)解釋為架構(gòu)是一種設(shè)計(jì)，但并非所有設(shè)計(jì)都是架構(gòu)。架構(gòu)代表著發(fā)展一個(gè)系統(tǒng)的重要決定，而這種重要性是通過(guò)引入變化的成本來(lái)衡量的。
有一本書(shū)叫做《恰如其分的軟件架構(gòu)》Just Enough Software Architecture（A Risk-Driven Approach），里面有一種觀點(diǎn)，就是對(duì)于特定的一個(gè)系統(tǒng)，需要做多少相應(yīng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)工作呢？如果設(shè)計(jì)工作容易開(kāi)展，風(fēng)險(xiǎn)小，也許不需要太多架構(gòu)投入；如果設(shè)計(jì)工作風(fēng)險(xiǎn)大，牽一發(fā)而動(dòng)全身，那么就需要加大架構(gòu)的規(guī)劃。
引入變化成本將成為架構(gòu)決策的重要因素，這與我的想法不謀而合，其實(shí)架構(gòu)的演化是與業(yè)務(wù)息息相關(guān)的。所謂業(yè)務(wù)，從經(jīng)濟(jì)學(xué)來(lái)說(shuō)，就是利潤(rùn)＝收入－成本，那么架構(gòu)在演化的時(shí)候必須尊重這個(gè)基本法則。架構(gòu)的核心目標(biāo)是支持業(yè)務(wù)，增加收入，降低成本，減少費(fèi)用。
如果你也想在IT行業(yè)拿高薪，可以參加我們的訓(xùn)練營(yíng)課程，選擇最適合自己的課程學(xué)習(xí)，技術(shù)大牛親授，7個(gè)月后，進(jìn)入名企拿高薪。我們的課程內(nèi)容有：Java工程化、高性能及分布式、高性能、深入淺出。高架構(gòu)。性能調(diào)優(yōu)、Spring，MyBatis，Netty源碼分析和大數(shù)據(jù)等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。如果你想拿高薪的，想學(xué)習(xí)的，想就業(yè)前景好的，想跟別人競(jìng)爭(zhēng)能取得優(yōu)勢(shì)的，想進(jìn)阿里面試但擔(dān)心面試不過(guò)的，你都可以來(lái)，群號(hào)為：71859422
注：加群要求
1、具有1-5工作經(jīng)驗(yàn)的，面對(duì)目前流行的技術(shù)不知從何下手，需要突破技術(shù)瓶頸的可以加。
2、在公司待久了，過(guò)得很安逸，但跳槽時(shí)面試碰壁。需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)修、跳槽拿高薪的可以加。
3、如果沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn)，但基礎(chǔ)非常扎實(shí)，對(duì)java工作機(jī)制，常用設(shè)計(jì)思想，常用java開(kāi)發(fā)框架掌握熟練的，可以加。
4、覺(jué)得自己很牛B，一般需求都能搞定。但是所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有系統(tǒng)化，很難在技術(shù)領(lǐng)域繼續(xù)突破的可以加。
5.阿里Java高級(jí)大牛直播講解知識(shí)點(diǎn)，分享知識(shí)，多年工作經(jīng)驗(yàn)的梳理和總結(jié)，帶著大家全面、科學(xué)地建立自己的技術(shù)體系和技術(shù)認(rèn)知！
6.小號(hào)或者小白之類(lèi)加群一律不給過(guò)，謝謝。
目標(biāo)已經(jīng)有了，下面就看行動(dòng)了！記?。簩W(xué)習(xí)永遠(yuǎn)是自己的事情，你不學(xué)時(shí)間也不會(huì)多，你學(xué)了有時(shí)候卻能夠使用自己學(xué)到的知識(shí)換得更多自由自在的美好時(shí)光！時(shí)間是生命的基本組成部分，也是萬(wàn)物存在的根本尺度，我們的時(shí)間在那里我們的生活就在那里！我們價(jià)值也將在那里提升或消弭！Java程序員，加油吧
什么是架構(gòu)和業(yè)務(wù)
互聯(lián)網(wǎng)軟件的架構(gòu)大部分都是從三層結(jié)構(gòu)開(kāi)始的:前端、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)庫(kù)。這可能是大部門(mén)業(yè)務(wù)在初創(chuàng)階段需要的，為啥這種結(jié)構(gòu)？這是一種解耦，將變化快、中、慢三個(gè)層次的模塊分為三個(gè)部分。前端變化最快，獨(dú)立起來(lái)，中間業(yè)務(wù)邏輯變化次之，數(shù)據(jù)層相對(duì)穩(wěn)定。
這樣不同速度的變化，可以在自己的賽道上按自己的節(jié)奏走。另外一個(gè)重要原因是Conway法則，軟件的架構(gòu)總是和組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，工程師很容易分成前端工程師，服務(wù)端工程師和數(shù)據(jù)庫(kù)DBA。
軟件架構(gòu)的演化
那么三層結(jié)構(gòu)是否就無(wú)敵了么？在實(shí)踐工程中，三層結(jié)構(gòu)也不少煩惱，例如通常一個(gè)需求會(huì)涉及到幾個(gè)層次的修改，而這種修改需要分散在不同的工程角色中，那么協(xié)調(diào)的成本很高，排期的過(guò)程也要服從木桶原理，最慢的工序?qū)Q定最后的發(fā)布時(shí)間。各個(gè)層次的耦合越來(lái)越多，越來(lái)越繁雜。
舉個(gè)例子，邏輯層為了加快訪問(wèn)速度，會(huì)引入Cache層，這樣數(shù)據(jù)就可能分布在Cache里，或者數(shù)據(jù)庫(kù)層。另外，業(yè)務(wù)層的數(shù)據(jù)來(lái)源可能不全部來(lái)源于數(shù)據(jù)庫(kù)，很多來(lái)源于離線的數(shù)據(jù)處理腳本，這些數(shù)據(jù)通常會(huì)存放在NoSQL中，例如Redis，HBase等。再進(jìn)一步發(fā)展就是，各個(gè)業(yè)務(wù)使用NoSQL的模式也不一樣，有的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量巨大，訪問(wèn)延遲很慢，有的只是配置文件，需要實(shí)時(shí)更新。隨著業(yè)務(wù)發(fā)展，業(yè)務(wù)層開(kāi)始使用其他第三方的服務(wù)，通過(guò)服務(wù)接口獲取數(shù)據(jù)。最后，這就慢慢形成了一個(gè)網(wǎng)狀的服務(wù)依賴(lài)和數(shù)據(jù)依賴(lài)。
慢慢的，簡(jiǎn)單的三層結(jié)構(gòu)漸漸墮落成無(wú)序的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)了。對(duì)于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的初期，線上特別容易出問(wèn)題，容易造成雪崩效應(yīng)，一個(gè)模塊的變化容易改變整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)能力（如果你的架構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)這個(gè)問(wèn)題，也許說(shuō)明你的業(yè)務(wù)發(fā)展的不夠快，不夠復(fù)雜）。在流量增長(zhǎng)迅猛的時(shí)候，大家會(huì)被迫忙于解決線上問(wèn)題，架構(gòu)師也開(kāi)始謀劃架構(gòu)的長(zhǎng)期演化。
很多同學(xué)會(huì)說(shuō)，為啥不早早就把架構(gòu)規(guī)劃好呢？能夠早早把架構(gòu)規(guī)劃化，無(wú)憂無(wú)慮的開(kāi)發(fā)公司估計(jì)都破產(chǎn)了，舉例來(lái)說(shuō)，有些電商公司在發(fā)展初期，對(duì)于是做平臺(tái)還是做服務(wù)常常是爭(zhēng)論不休的，這樣適合的架構(gòu)也不容易落地的。京東從ASP.NET轉(zhuǎn)向Java，從面向技術(shù)的架構(gòu)轉(zhuǎn)型為面向業(yè)務(wù)的架構(gòu)，都是適合業(yè)務(wù)自發(fā)展的需求，從技術(shù)角度來(lái)看并非是最理想的解決方案。
人們對(duì)于過(guò)多的層次理解總是有限，一般人對(duì)于超過(guò)3層的結(jié)構(gòu)，基本就糊里糊涂了，比如說(shuō)OSI定義了7層結(jié)構(gòu)，但是最流行的確實(shí)是TCP/IP的4層結(jié)構(gòu)；J2EE定義的層次復(fù)雜性嚇的很多創(chuàng)業(yè)人，敬而遠(yuǎn)之，這就是一些輕量級(jí)的Spring等框架大行其道；MFC類(lèi)的繼承關(guān)系超過(guò)3層，開(kāi)發(fā)者基本上就找不到北了，目前還有很多討論。因此，對(duì)于架構(gòu)的設(shè)計(jì)，應(yīng)該服從簡(jiǎn)單的原則。
解耦是架構(gòu)演化的核心問(wèn)題
按照業(yè)務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)切分是必須經(jīng)過(guò)的一個(gè)過(guò)程，分而治之，獨(dú)立自由發(fā)展，這也是業(yè)務(wù)快速發(fā)展初期的必由之路。解耦通常是很痛苦的一個(gè)過(guò)程。
解耦有很多方式，通常采用以下的一些技術(shù)：
最通常的是引入隊(duì)列，通過(guò)生產(chǎn)者和消費(fèi)者模式，減少兩個(gè)模塊的耦合度。
通過(guò)反轉(zhuǎn)注入IOC，通過(guò)配置定義不同的實(shí)現(xiàn)。
采用事件驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)模式，包括觀察者模式，消息鏈模式等。
解耦之后，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)清爽很多，代碼結(jié)構(gòu)會(huì)變得很清楚，處女座的同學(xué)可以開(kāi)心一陣子了。解耦可以幫助處理部分的性能問(wèn)題，特別是異步化的調(diào)用。但是，解耦并沒(méi)有解決各個(gè)模塊的擴(kuò)容問(wèn)題。解耦只是以前纏在一起的問(wèn)題，解開(kāi)在不同的獨(dú)立服務(wù)和服務(wù)之間的連接中。例如，在通過(guò)Kafka隊(duì)列解耦過(guò)程中，隊(duì)列堆積是經(jīng)常碰到的問(wèn)題，如何從監(jiān)控，控流，容錯(cuò)等方面，改進(jìn)碰到的問(wèn)題就是解耦后面首要解決的問(wèn)題。
在擴(kuò)容的過(guò)程中，會(huì)碰到很多瓶頸，這些瓶頸往往是一個(gè)接一個(gè)的出來(lái)，就像打地鼠一樣，打死一個(gè)，出來(lái)一個(gè)，打死兩個(gè)，出來(lái)一對(duì)。當(dāng)然，前提是業(yè)務(wù)的高速發(fā)展。
處理架構(gòu)的瓶頸
如何處理擴(kuò)容問(wèn)題，核心是找到系統(tǒng)的瓶頸，常見(jiàn)的瓶頸包括下面的情況：
●5.1 數(shù)據(jù)寫(xiě)瓶頸
內(nèi)存先做聚合，到一定量后統(tǒng)一寫(xiě)入數(shù)據(jù)；
采用NoSQL技術(shù)；
水平分庫(kù)和垂直分庫(kù)。
●5.2計(jì)算瓶頸
計(jì)算瓶頸經(jīng)常出現(xiàn)在復(fù)雜數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，隨著Features的增多，計(jì)算時(shí)間變長(zhǎng)。計(jì)算瓶頸通常需要自定義解決方案，例如內(nèi)存換時(shí)間，分布式計(jì)算，分級(jí)服務(wù)。
例如在搜索引擎中，對(duì)于商業(yè)性潛力大的查詢(xún)，可以花費(fèi)更多的計(jì)算。對(duì)于長(zhǎng)尾詞，可以減少計(jì)算的層次，以達(dá)到節(jié)省計(jì)算的成本。
●5.3存儲(chǔ)瓶頸
存儲(chǔ)成本幾乎是每一個(gè)爆發(fā)性增長(zhǎng)業(yè)務(wù)都要碰到了，存儲(chǔ)包括日志，圖片和數(shù)據(jù)等。存儲(chǔ)通常分布在內(nèi)存，緩存，SSD，磁盤(pán)等地方。內(nèi)存不夠用是常見(jiàn)的最大問(wèn)題，內(nèi)存通常都被數(shù)據(jù)塞滿(mǎn)了，分布式NoSQL通常是實(shí)用的解決方案，如果數(shù)據(jù)還是大，那么可能需要做索引，可以使用Elastics Search，Lucence等。
現(xiàn)代軟件的架構(gòu)SOA
談到架構(gòu)，我們都會(huì)提到SOA，這是一個(gè)老話題，到底什么是面向服務(wù)的架構(gòu)？SOA是通過(guò)分布式的服務(wù)模塊來(lái)構(gòu)建軟件系統(tǒng)，服務(wù)之間通過(guò)接口契約聯(lián)系起來(lái)，而避免了不同模塊之間采用不同的方式交換數(shù)據(jù)，例如文件交換，內(nèi)存共享，數(shù)據(jù)庫(kù)直連等方式。這種方式改善了封裝，復(fù)用和解耦等方面，適用于復(fù)雜的大規(guī)模系統(tǒng)。
SOA的第一批實(shí)現(xiàn)基本都是企業(yè)級(jí)別的，例如Java 的ESB(企業(yè)服務(wù)總線），實(shí)現(xiàn)過(guò)于笨重，部署過(guò)于復(fù)雜。與此同時(shí)，各個(gè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也基于SOA進(jìn)行大量開(kāi)發(fā)工作，也積累了很多SOA，特別是分布式的經(jīng)驗(yàn)。
為了加快SOA的開(kāi)發(fā)節(jié)奏，充分利用云部署的架構(gòu)進(jìn)行水平擴(kuò)展，一種輕量級(jí)的SOA方法正在慢慢的流行起來(lái),這就是微服務(wù)。
微服務(wù)化的趨勢(shì)
微服務(wù)是組織和利用分布式能力的一種模式，微服務(wù)提供一個(gè)高性能的服務(wù)接口，是進(jìn)程之上的一種模式。提供獨(dú)立的業(yè)務(wù)能力,特別強(qiáng)調(diào)的是，獨(dú)立的業(yè)務(wù)能力；微服務(wù)是用一組服務(wù)來(lái)構(gòu)建應(yīng)用，服務(wù)獨(dú)立部署在不同進(jìn)程中，不同服務(wù)通過(guò)輕量級(jí)的交互來(lái)通信，例如RPC，HTTP，服務(wù)可獨(dú)立擴(kuò)展和伸縮，每個(gè)服務(wù)定義了明確的邊界，獨(dú)立團(tuán)隊(duì)來(lái)維護(hù)。
微服務(wù)特征包括以下8個(gè)方面：
組件化；
業(yè)務(wù)組織團(tuán)隊(duì)；
服務(wù)就是產(chǎn)品；
去中心化；
基礎(chǔ)設(shè)施自動(dòng)化；
容錯(cuò)設(shè)計(jì)；
計(jì)劃設(shè)計(jì)；
服務(wù)質(zhì)量保證。
架構(gòu)的角色篇
雖然對(duì)于軟件架構(gòu)的技術(shù)有很多研究、發(fā)展、創(chuàng)新，但對(duì)于架構(gòu)師這個(gè)角色卻缺少經(jīng)驗(yàn)，例如對(duì)于公司是否需要專(zhuān)職架構(gòu)師有多種不同意見(jiàn)。很多公司的架構(gòu)師實(shí)際上是開(kāi)發(fā)經(jīng)理或者研發(fā)總監(jiān)擔(dān)當(dāng)，因?yàn)榧軜?gòu)師直接帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，因此架構(gòu)演化執(zhí)行的效率高。
但是也有很多公司（例如微軟）的架構(gòu)師是一個(gè)IC角色，換句話說(shuō)他們需要靠自己的影響力推動(dòng)架構(gòu)演化和升級(jí)，而開(kāi)發(fā)經(jīng)理更加直接面對(duì)業(yè)務(wù)需求，這個(gè)時(shí)候短期業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和架構(gòu)長(zhǎng)期演化需要在不同的角色中達(dá)到平衡。
這種不同實(shí)踐的核心問(wèn)題是“對(duì)定一個(gè)系統(tǒng)，需要多少專(zhuān)門(mén)的架構(gòu)設(shè)計(jì)工作？”一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是，如果一個(gè)項(xiàng)目沒(méi)有太多的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，說(shuō)明架構(gòu)在一個(gè)好的狀態(tài)，不需要太多的架構(gòu)工作；如果一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)很大，每一個(gè)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)都需要過(guò)多的考慮設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，那么說(shuō)明這個(gè)項(xiàng)目的架構(gòu)需要大力投入了。這就是風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)。
架構(gòu)師如何處理復(fù)雜問(wèn)題
架構(gòu)師在面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，像很多人一樣，首先收集足夠多的數(shù)據(jù)，將問(wèn)題描述清楚，抽象來(lái)說(shuō)，架構(gòu)師處理復(fù)雜問(wèn)題的三種基本方法：分解（分而治之）、抽象（大象無(wú)形）、知識(shí)庫(kù)（見(jiàn)多識(shí)廣）。
分解通常是按照一定的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行拆分，角度通常是按照業(yè)務(wù)、功能和團(tuán)隊(duì)等方式來(lái)做。舉例來(lái)說(shuō)，如果是國(guó)內(nèi)和國(guó)外的合作項(xiàng)目，盡量會(huì)選擇沒(méi)有減少依賴(lài)的方式來(lái)拆分和項(xiàng)目管理。分解之后的聯(lián)系通常使用簡(jiǎn)單、可靠的接口來(lái)定義，包括SLA等。
抽象是屏蔽了細(xì)節(jié)的一種方式，就像大象無(wú)形，很多人真正把架構(gòu)問(wèn)題想透以后，抽象到最簡(jiǎn)單和基本的問(wèn)題，就容易推動(dòng)架構(gòu)的演化。舉一個(gè)例子，飛機(jī)是非常復(fù)雜的，但是如果將飛機(jī)制造抽象成物理部件系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)電系統(tǒng)、光電系統(tǒng)，等等，那么理解起來(lái)的難度就會(huì)降低很多。
利用知識(shí)庫(kù)也是架構(gòu)師重要的技能，利用互聯(lián)網(wǎng)快速找到相關(guān)的信息，多學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)別人走過(guò)的路，踩過(guò)的坑。早年的軟件工程所強(qiáng)調(diào)的領(lǐng)域工程，也是希望通過(guò)工程化的方式，把已經(jīng)有的行業(yè)知識(shí)積累起來(lái)，為他人所用。
如果你也想在IT行業(yè)拿高薪，可以參加我們的訓(xùn)練營(yíng)課程，選擇最適合自己的課程學(xué)習(xí)，技術(shù)大牛親授，7個(gè)月后，進(jìn)入名企拿高薪。我們的課程內(nèi)容有：Java工程化、高性能及分布式、高性能、深入淺出。高架構(gòu)。性能調(diào)優(yōu)、Spring，MyBatis，Netty源碼分析和大數(shù)據(jù)等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。如果你想拿高薪的，想學(xué)習(xí)的，想就業(yè)前景好的，想跟別人競(jìng)爭(zhēng)能取得優(yōu)勢(shì)的，想進(jìn)阿里面試但擔(dān)心面試不過(guò)的，你都可以來(lái)，群號(hào)為：71859422
注：加群要求
1、具有1-5工作經(jīng)驗(yàn)的，面對(duì)目前流行的技術(shù)不知從何下手，需要突破技術(shù)瓶頸的可以加。
2、在公司待久了，過(guò)得很安逸，但跳槽時(shí)面試碰壁。需要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)修、跳槽拿高薪的可以加。
3、如果沒(méi)有工作經(jīng)驗(yàn)，但基礎(chǔ)非常扎實(shí)，對(duì)java工作機(jī)制，常用設(shè)計(jì)思想，常用java開(kāi)發(fā)框架掌握熟練的，可以加。
4、覺(jué)得自己很牛B，一般需求都能搞定。但是所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有系統(tǒng)化，很難在技術(shù)領(lǐng)域繼續(xù)突破的可以加。
5.阿里Java高級(jí)大牛直播講解知識(shí)點(diǎn)，分享知識(shí)，多年工作經(jīng)驗(yàn)的梳理和總結(jié)，帶著大家全面、科學(xué)地建立自己的技術(shù)體系和技術(shù)認(rèn)知！
6.小號(hào)或者小白之類(lèi)加群一律不給過(guò)，謝謝。
目標(biāo)已經(jīng)有了，下面就看行動(dòng)了！記?。簩W(xué)習(xí)永遠(yuǎn)是自己的事情，你不學(xué)時(shí)間也不會(huì)多，你學(xué)了有時(shí)候卻能夠使用自己學(xué)到的知識(shí)換得更多自由自在的美好時(shí)光！時(shí)間是生命的基本組成部分，也是萬(wàn)物存在的根本尺度，我們的時(shí)間在那里我們的生活就在那里！我們價(jià)值也將在那里提升或消弭！Java程序員，加油吧
聯(lián)系客服
