架构整洁之道导读(二)

我是《架构整洁之道》(Clean Architecture) 中文版的技术审校者,在审校的过程当中略有感悟,所以希望通过撰写导读的方式分享给大家。

组件聚合

组件的定义

组件是软件部署的最小单元,是整个软件系统在部署过程中可以独立完成部署的最小实体。比如,对于Java应用程序而言,Jar包就是组件;Ruby中的组件则是Gem文件;Python中的Egg或Wheel文件以及.Net下的DLL文件。

上回我们说到,编程范式的本质是约束。子过程、类或函数是我们编程过程中的基本元素,所以说编程范式是程序的基础构件。如果将这些基本构件比作建筑里的泥沙石,那么程序中的组件就可以类比成砖头。砖头的工艺注重材料配比,组件也是如此,恰如其分的基础构件配比是组件稳定的基础。组件的内容配比较难定量,但是在实践上,仍然受到指导原则的约束。

软件工程中的约束三角

在软件工程中,我们会看到很多约束条件都能由三角形的方式体现出来。这是因为三角形除了具有稳定的特性以外,还能体现出一种张力。

软件开发中的各种三角

比如在敏捷项目管理中,我们常会听到时间,资源和成本的约束三角;在分布式计算中,著名的CAP(一致性,可用性和分区容错性)原理也是如此;还有区块链中的不可能三角(性能,安全和去中心化)。这些三角都在反映一种约束——不能完全同时满足,需要权衡。

组件聚合张力图

组件的内容配比,最终反映在组件的实践上就是基本构件的拆与合。鲍勃大叔给出了三个拆合的指导原则:REP(复用/发布等同原则),CCP(共同闭包原则)和CRP(共同复用原则)。

组件聚合张力图

  1. REP(复用/发布等同原则):软件复用的最小粒度应该等同于其发布的最小粒度
  2. CCP(共同闭包原则):将同时修改,目的相同的类放到同一个组件;不会同时修改,目的不同的类放到不同的组件
  3. CRP(共同复用原则):不要强迫一个组件的用户依赖他们不需要的东西

这些原则乍看上去是全新的理念,细细品来又好像“新瓶装旧酒”的老把戏。CCP不就是SRP(单一职能原则)?CRP不就是ISP(接口隔离原则)?REP,等等,这是不言自明的公理呀!难怪有些架构师朋友说,鲍勃大叔老了,又拿着SOLID那一套概念出来忽悠骗钱

不妨换个思路想想,通常当谈论SOLID、高内聚低耦合、稳定依赖、稳定抽象系列原则的时候,我们是处于软件系统生命周期的哪一环?不出意外,大家都是从编写源代码,即开发(Development)的角度出发的。但是,我们又清晰地了解,软件系统的生命周期其实还包含除开发之外的部署、发布,运行和维护环节。那么问题来了,在这些环节里,哪些指导原则是适用的呢?

在跳脱了开发的思维桎梏之后,我们通过两种手段分析下这三条原则。

分开看

REP原则阐述了一个简单的道理:软件复用是基本要求。在追求软件复用的过程中,逐步形成了标准的发布流程,如:版本号(语义化版本),发布时间,变更内容等。这要求组件中所包含的模块和类都必须同时可发布,而可发布的深层含义既是对用户的承诺,也是对作者的约束。组件是否向后兼容?是否包含破坏性的变更?升级的注意事项?

CCP原则是指尽量把变更频率相同的模块和类放到同一个组件当中。这样做的好处是,当相关功能更新时,我们可以把源代码的变更局限在某一个组件当中,而不需要横跨多个组件,从而减少了部署,验证和发布的次数。概括来说,这是局部化影响的优势。CCP和OCP(开闭原则)中强调的“闭包”也有关联,所谓封装可变因素就是形成闭包的过程,CCP要求将同一时间变更的点聚合起来,达到闭包的效果。

CRP原则是说组件和组件之间的依赖应该达成一种默契——如果不需要完全使用某个组件中所有的模块和类,那么就不要依赖它。这看上去不太可能,但是有一点意义,它指导我们:不是紧密相连的模块和类不应该被放到同一个组件里。因为我们知道一旦某个组件变更升级之后,依赖它的组件往往也会被动的变更升级,即便是和自己那些无关的变更也是如此。而每次变更都意味着重新编译,部署验证和发布。

合起看

REP原则说明软件复用是基础,复用是通过发布流程规范的。在复用和发布的上下文中,CCP原则为了便于后期维护,需要尽可能地将变更频率相同的模块和类放到相同的复用单元——组件中;CRP原则为了避免频繁发布,应该将每个组件分割的足够小,减少无关变更导致依赖链条的连锁发布反应。

如果我们只兼顾REP和CCP原则,那么就可能由于连锁发布反应,出现很多不必要的发布;如果只兼顾REP和CRP原则,那么就可能因为实现一个功能需要横跨多个组件修改,造成过多的组件变更;如果只兼顾CCP和CRP,那我们可能就忘记了复用这档子事儿,这在先前我们批判鲍勃大叔的时候已经体现出来了。

小结

软件系统的生命周期里处处充斥着约束条件,每多一个环节往往就会多一种矛盾,进而衍生出多个方向的约束。组件聚合张力图反映的是发布和开发之间的矛盾,需要尽量遵循REP,CCP和CRP原则,满足其约束,才能减少变更成本。

组件构建过程中,除了聚合原则,还有耦合原则——描述的是组件的依赖关系。聚合原则告诉我们的是软件系统中的最小元素,耦合原则说的是元素之间的关系,当这两者和系统的功能结合到一起,就构成一个运行着的系统[1]。系统是逐渐演化出来,即便我们熟知REP,CCP和CRP原则,也没有办法说,在系统构建之初,遵循这些原则就能画出完美的组件结构图。这便是“自顶而下”的设计不靠谱的基本解释。

“自定而下”的设计不靠谱还有更深层次的原因。本书的第14章“组件耦合”会有答案,且听下回分解。


于2018-10-28


  1. 系统之美

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