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【新東網(wǎng)技術(shù)大咖帶您走進(jìn)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)】軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)那點(diǎn)事兒

發(fā)布時(shí)間： 2016-11-18 12:04:02  

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文/鄭實(shí) 通信研發(fā)部

計(jì)算系統(tǒng)的軟件構(gòu)架是指該系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)，它由軟件組件、組件的外部可見特性以及這些組件之間的關(guān)系組成。

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)一般分為三個(gè)階段

本階段是架構(gòu)實(shí)踐中最常見的短板，這一階段的目的是分析業(yè)務(wù)需求和約束背后的衍生需求、發(fā)現(xiàn)遺漏需求、確定關(guān)鍵功能、確定關(guān)鍵質(zhì)量、權(quán)衡質(zhì)量屬性之間的矛盾關(guān)系。

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)失敗的原因，最常見的有以下幾個(gè)：

1. 遺漏至關(guān)重要的架構(gòu)影響因素（失敗率約50%）；

2. 不能馴服頻繁變化的需求（失敗率約40%）；

3. 不能覆蓋架構(gòu)各方面（失敗率約30%）；

4. 不能驗(yàn)證架構(gòu)并作出調(diào)整（失敗率約40%）；

這些導(dǎo)致業(yè)主方得不到真正滿足他們需求的系統(tǒng)，因此我們在架構(gòu)準(zhǔn)備階段要確定系統(tǒng)關(guān)鍵質(zhì)量和關(guān)鍵功能。

確定關(guān)鍵質(zhì)量有以下五大原則：

1. 考慮多方涉眾

業(yè)主方不僅關(guān)注功能，同時(shí)也需要質(zhì)量。業(yè)主方關(guān)注的質(zhì)量可能包括易用性、性能、持續(xù)可用性、穩(wěn)定性和健壯性等。業(yè)主方不一定是最終用戶，比如電信網(wǎng)上營業(yè)廳系統(tǒng)的客戶是電信公司，但最終用戶可能是終端用戶或系統(tǒng)配置員，他們所關(guān)注的質(zhì)量屬性可能并不一致。

2. 檢查性思維

隨時(shí)檢查各個(gè)質(zhì)量屬性，判定每一項(xiàng)是否確實(shí)算得上“關(guān)鍵質(zhì)量”，從而防止遺漏關(guān)鍵需求。

3. 識(shí)別矛盾+劃定優(yōu)先級(jí)；

4. 嚴(yán)格程度符合領(lǐng)域與規(guī)模特點(diǎn)；

5. 關(guān)鍵質(zhì)量屬性個(gè)數(shù)根據(jù)項(xiàng)目、產(chǎn)品、平臺(tái)不同而不同。

確定關(guān)鍵功能要區(qū)分出核心功能、必做功能、高風(fēng)險(xiǎn)功能、獨(dú)特功能。關(guān)鍵功能子集的確定不存在所謂的標(biāo)準(zhǔn)答案，關(guān)鍵功能所占比例應(yīng)靈活確定，大概占20%~30%。

本階段是大型系統(tǒng)成敗關(guān)鍵，根據(jù)重大需求，確定概要架構(gòu)。概要架構(gòu)要滿足“架構(gòu)=組件+交互”的基本定義，對(duì)高層組件的“職責(zé)”進(jìn)行籠統(tǒng)界定，并給出高層組件的相互關(guān)系，不應(yīng)涉及接口細(xì)節(jié)。實(shí)際上，架構(gòu)設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)力是“功能+質(zhì)量+約束”，概要架構(gòu)階段根據(jù)重大需求、特殊需求、高風(fēng)險(xiǎn)需求形成穩(wěn)定的高層架構(gòu)設(shè)計(jì)成果。

概要架構(gòu)可分為3個(gè)步驟：

1. 基于關(guān)鍵功能（而不是對(duì)所有功能）、借助魯棒圖（而不是序列圖）進(jìn)行初步設(shè)計(jì)；

2. 綜合初步設(shè)計(jì)確定高層分割；

3. 考慮非功能性需求做出相應(yīng)決策，非功能性需求包括可用性、安全性、性能、易用性、可修改性、可測試性等，架構(gòu)設(shè)計(jì)更應(yīng)該關(guān)注非功能性需求，考慮非功能性需求要趁早。

本階段是團(tuán)隊(duì)大規(guī)模并行開發(fā)基礎(chǔ)階段，要細(xì)化架構(gòu)設(shè)計(jì)，關(guān)注不同視圖。在概念架構(gòu)階段輸出系統(tǒng)解決方案，但是方案并不等同于架構(gòu)。方案是“項(xiàng)目+需求+架構(gòu)”的總覽，方案包含一定的架構(gòu)內(nèi)容，但是架構(gòu)設(shè)計(jì)的工作還遠(yuǎn)未完成，還需細(xì)化架構(gòu)。

細(xì)化架構(gòu)與概念架構(gòu)是存在差異的。

在細(xì)化架構(gòu)中，接口占據(jù)非常核心的地位，而概念架構(gòu)并不關(guān)心明確的接口定義（只有抽象的組件和抽象的交互機(jī)制）。

細(xì)化架構(gòu)重視通過子系統(tǒng)和模塊來分割整個(gè)系統(tǒng)，并且子系統(tǒng)往往有明確的接口；而概念架構(gòu)中只有抽象的組件，這些組件沒有接口。

細(xì)化架構(gòu)基于接口編程、消息機(jī)制或遠(yuǎn)程方法調(diào)用進(jìn)行實(shí)在的交互；而概念架構(gòu)的交互是“概念化”的，如“A層使用B層服務(wù)”。

細(xì)化架構(gòu)包括邏輯架構(gòu)、物理架構(gòu)、運(yùn)行架構(gòu)、開發(fā)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)。

最后在架構(gòu)設(shè)計(jì)過程中要持續(xù)貫穿關(guān)注非功能需求，包括可用性、安全性、性能、易用性、可修改性、可測試性等，架構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該關(guān)注非功能性需求，更要提前關(guān)注非功能性需求。它是一個(gè)系統(tǒng)是否可用、好用的關(guān)鍵，也是一個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)是否成功的關(guān)鍵。