什么是架構(gòu)和架構(gòu)本質(zhì)

一. 什么是架構(gòu)和架構(gòu)本質(zhì)

二. 架構(gòu)分層和分類

一. 什么是架構(gòu)和架構(gòu)本質(zhì)

在軟件行業(yè)，對于什么是架構(gòu)，都有很多的爭論，每個人都有自己的理解。此君說的架構(gòu)和彼君理解的架構(gòu)未必是一回事。因此我們在討論架構(gòu)之前，我們先討論架構(gòu)的概念定義，概念是人認(rèn)識這個世界的基礎(chǔ)，并用來溝通的手段，如果對架構(gòu)概念理解不一樣，那溝通起來自然不順暢。

Linux有架構(gòu)，MySQL有架構(gòu)，JVM也有架構(gòu)，使用Java開發(fā)、MySQL存儲、跑在Linux上的業(yè)務(wù)系統(tǒng)也有架構(gòu)，應(yīng)該關(guān)注哪一個？想要清楚以上問題需要梳理幾個有關(guān)系又相似的概念：系統(tǒng)與子系統(tǒng)、模塊與組建、框架與架構(gòu):

1.1. 系統(tǒng)與子系統(tǒng)

系統(tǒng)：泛指由一群有關(guān)聯(lián)的個體組成，根據(jù)某種規(guī)則運作，能完成個別元件不能獨立完成的工作能力的群體。

子系統(tǒng)：也是由一群關(guān)聯(lián)的個體組成的系統(tǒng)，多半是在更大的系統(tǒng)中的一部分。

1.2. 模塊與組件

都是系統(tǒng)的組成部分，從不同角度拆分系統(tǒng)而已。模塊是邏輯單元，組件是物理單元。

模塊就是從邏輯上將系統(tǒng)分解， 即分而治之， 將復(fù)雜問題簡單化。模塊的粒度可大可小， 可以是系統(tǒng)，幾個子系統(tǒng)、某個服務(wù)，函數(shù)， 類，方法、 功能塊等等。

組件可以包括應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、物理機、還可以包括MQ、容器、Nginx等技術(shù)組件。

1.3. 框架與架構(gòu)

框架是組件實現(xiàn)的規(guī)范，例如：MVC、MVP、MVVM等，是提供基礎(chǔ)功能的產(chǎn)品，例如開源框架：Ruby on Rails、Spring、Laravel、Django等，這是可以拿來直接使用或者在此基礎(chǔ)上二次開發(fā)。

框架是規(guī)范，架構(gòu)是結(jié)構(gòu)。

我在這重新定義架構(gòu)：軟件架構(gòu)指軟件系統(tǒng)的頂層結(jié)構(gòu)。

架構(gòu)是經(jīng)過系統(tǒng)性地思考, 權(quán)衡利弊之后在現(xiàn)有資源約束下的最合理決策, 最終明確的系統(tǒng)骨架: 包括子系統(tǒng), 模塊, 組件. 以及他們之間協(xié)作關(guān)系, 約束規(guī)范, 指導(dǎo)原則.并由它來指導(dǎo)團隊中的每個人思想層面上的一致。涉及四方面：

系統(tǒng)性思考的合理決策：比如技術(shù)選型、解決方案等。

明確的系統(tǒng)骨架：明確系統(tǒng)有哪些部分組成。

系統(tǒng)協(xié)作關(guān)系：各個組成部分如何協(xié)作來實現(xiàn)業(yè)務(wù)請求。

約束規(guī)范和指導(dǎo)原則：保證系統(tǒng)有序，高效、穩(wěn)定運行。

因此架構(gòu)師具備能力：理解業(yè)務(wù)，全局把控，選擇合適技術(shù)，解決關(guān)鍵問題、指導(dǎo)研發(fā)落地實施。

架構(gòu)的本質(zhì)就是對系統(tǒng)進行有序化地重構(gòu)以致符合當(dāng)前業(yè)務(wù)的發(fā)展，并可以快速擴展。

那什么樣的系統(tǒng)要考慮做架構(gòu)設(shè)計 技術(shù)不會平白無故的出和自驅(qū)動發(fā)展起來，而架構(gòu)的發(fā)展和需求是基于業(yè)務(wù)的驅(qū)動。

架構(gòu)設(shè)計完全是為了業(yè)務(wù)，

需求相對復(fù)雜.

非功能性需求在整個系統(tǒng)占據(jù)重要位置.

系統(tǒng)生命周期長,有擴展性需求.

系統(tǒng)基于組件或者集成的需要.

業(yè)務(wù)流程再造的需要.

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二. 架構(gòu)分層和分類

架構(gòu)分類可細(xì)分為業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu), 代碼架構(gòu), 部署架構(gòu)

業(yè)務(wù)架構(gòu)是戰(zhàn)略，應(yīng)用架構(gòu)是戰(zhàn)術(shù)，技術(shù)架構(gòu)是裝備。其中應(yīng)用架構(gòu)承上啟下，一方面承接業(yè)務(wù)架構(gòu)的落地，另一方面影響技術(shù)選型。

熟悉業(yè)務(wù)，形成業(yè)務(wù)架構(gòu)，根據(jù)業(yè)務(wù)架構(gòu)，做出相應(yīng)的應(yīng)用架構(gòu)，最后技術(shù)架構(gòu)落地實施。

如何針對當(dāng)前需求，選擇合適的應(yīng)用架構(gòu)，如何面向未來，保證架構(gòu)平滑過渡，這個是軟件開發(fā)者，特別是架構(gòu)師，都需要深入思考的問題。

2.1. 業(yè)務(wù)架構(gòu)（俯視架構(gòu)）：

包括業(yè)務(wù)規(guī)劃，業(yè)務(wù)模塊、業(yè)務(wù)流程，對整個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)進行拆分，對領(lǐng)域模型進行設(shè)計，把現(xiàn)實的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化成抽象對象。

沒有最優(yōu)的架構(gòu)，只有最合適的架構(gòu)，一切系統(tǒng)設(shè)計原則都要以解決業(yè)務(wù)問題為最終目標(biāo)，脫離實際業(yè)務(wù)的技術(shù)情懷架構(gòu)往往會給系統(tǒng)帶入大坑，任何不基于業(yè)務(wù)做異想天開的架構(gòu)都是耍流氓。

所有問題的前提要搞清楚我們今天面臨的業(yè)務(wù)量有多大，增長走勢是什么樣，而且解決高并發(fā)的過程，一定是一個循序漸進逐步的過程。合理的架構(gòu)能夠提前預(yù)見業(yè)務(wù)發(fā)展1~2年為宜。這樣可以付出較為合理的代價換來真正達到技術(shù)引領(lǐng)業(yè)務(wù)成長的效果。

看看京東業(yè)務(wù)架構(gòu)（網(wǎng)上分享圖）：

2.2. 應(yīng)用架構(gòu)（剖面架構(gòu)，也叫邏輯架構(gòu)圖）：

硬件到應(yīng)用的抽象，包括抽象層和編程接口。應(yīng)用架構(gòu)和業(yè)務(wù)架構(gòu)是相輔相成的關(guān)系。業(yè)務(wù)架構(gòu)的每一部分都有應(yīng)用架構(gòu)。

類似：

應(yīng)用架構(gòu)：應(yīng)用作為獨立可部署的單元，為系統(tǒng)劃分了明確的邊界，深刻影響系統(tǒng)功能組織、代碼開發(fā)、部署和運維等各方面. 應(yīng)用架構(gòu)定義系統(tǒng)有哪些應(yīng)用、以及應(yīng)用之間如何分工和合作。這里所謂應(yīng)用就是各個邏輯模塊或者子系統(tǒng)。

應(yīng)用架構(gòu)圖關(guān)鍵有2點：

①. 職責(zé)劃分: 明確應(yīng)用（各個邏輯模塊或者子系統(tǒng)）邊界

邏輯分層

子系統(tǒng)、模塊定義。

關(guān)鍵類。

②. 職責(zé)之間的協(xié)作：

接口協(xié)議：應(yīng)用對外輸出的接口。

協(xié)作關(guān)系：應(yīng)用之間的調(diào)用關(guān)系。

應(yīng)用分層有兩種方式：

一種是水平分（橫向），按照功能處理順序劃分應(yīng)用，比如把系統(tǒng)分為web前端/中間服務(wù)/后臺任務(wù)，這是面向業(yè)務(wù)深度的劃分。

另一種是垂直分（縱向），按照不同的業(yè)務(wù)類型劃分應(yīng)用，比如進銷存系統(tǒng)可以劃分為三個獨立的應(yīng)用，這是面向業(yè)務(wù)廣度的劃分。

應(yīng)用的合反映應(yīng)用之間如何協(xié)作，共同完成復(fù)雜的業(yè)務(wù)case，主要體現(xiàn)在應(yīng)用之間的通訊機制和數(shù)據(jù)格式，通訊機制可以是同步調(diào)用/異步消息/共享DB訪問等，數(shù)據(jù)格式可以是文本/XML/JSON/二進制等。

應(yīng)用的分偏向于業(yè)務(wù)，反映業(yè)務(wù)架構(gòu)，應(yīng)用的合偏向于技術(shù)，影響技術(shù)架構(gòu)。分降低了業(yè)務(wù)復(fù)雜度，系統(tǒng)更有序，合增加了技術(shù)復(fù)雜度，系統(tǒng)更無序。

應(yīng)用架構(gòu)的本質(zhì)是通過系統(tǒng)拆分，平衡業(yè)務(wù)和技術(shù)復(fù)雜性，保證系統(tǒng)形散神不散。

系統(tǒng)采用什么樣的應(yīng)用架構(gòu)，受業(yè)務(wù)復(fù)雜性影響，包括企業(yè)發(fā)展階段和業(yè)務(wù)特點；同時受技術(shù)復(fù)雜性影響，包括IT技術(shù)發(fā)展階段和內(nèi)部技術(shù)人員水平。業(yè)務(wù)復(fù)雜性（包括業(yè)務(wù)量大）必然帶來技術(shù)復(fù)雜性，應(yīng)用架構(gòu)目標(biāo)是解決業(yè)務(wù)復(fù)雜性的同時，避免技術(shù)太復(fù)雜，確保業(yè)務(wù)架構(gòu)落地。

2.3. 數(shù)據(jù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)架構(gòu)指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計. 不僅僅要考慮開發(fā)中涉及到的數(shù)據(jù)庫，實體模型，也要考慮物理架構(gòu)中數(shù)據(jù)存儲的設(shè)計。

2.4. 代碼架構(gòu)（也叫開發(fā)架構(gòu)）：

子系統(tǒng)代碼架構(gòu)主要為開發(fā)人員提供切實可行的指導(dǎo)，如果代碼架構(gòu)設(shè)計不足，就會造成影響全局的架構(gòu)設(shè)計。比如公司內(nèi)不同的開發(fā)團隊使用不同的技術(shù)?；蛘呓M件，結(jié)果公司整體架構(gòu)設(shè)計就會失控。

代碼架構(gòu)主要定義：

①. 代碼單元:

配置設(shè)計

框架、類庫。

②. 代碼單元組織：

編碼規(guī)范，編碼的慣例。

項目模塊劃分

頂層文件結(jié)構(gòu)設(shè)計，比如mvc設(shè)計。

依賴關(guān)系

2.5. 技術(shù)架構(gòu)

技術(shù)架構(gòu)：確定組成應(yīng)用系統(tǒng)的實際運行組件（lvs，nginx，tomcat，php-fpm等），這些運行組件之間的關(guān)系，以及部署到硬件的策略。

技術(shù)架構(gòu)主要考慮系統(tǒng)的非功能性特征，對系統(tǒng)的高可用、高性能、擴展、安全、伸縮性、簡潔等做系統(tǒng)級的把握。

系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計要求架構(gòu)師具備軟件和硬件的功能和性能的過硬知識，這也是架構(gòu)設(shè)計工作中最為困難的工作。

2.6. 部署拓?fù)浼軜?gòu)圖（實際物理架構(gòu)圖）：

拓?fù)浼軜?gòu)，包括架構(gòu)部署了幾個節(jié)點，節(jié)點之間的關(guān)系，服務(wù)器的高可用，網(wǎng)路接口和協(xié)議等，決定了應(yīng)用如何運行，運行的性能，可維護性，可擴展性，是所有架構(gòu)的基礎(chǔ)。這個圖主要是運維工程師主要關(guān)注的對象。

物理架構(gòu)主要考慮硬件選擇和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，軟件到硬件的映射，軟硬件的相互影響。

審核編輯 ：李倩