软件架构预述

张逸

发布于 2023-03-23 16:00:30

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发布于 2023-03-23 16:00:30

文章被收录于专栏：斑斓斑斓

《软件架构编年史》

作品连载

《软件架构编年史》是Herberto Graca的系列作品，我在ThoughtWorks的同事覃宇在征得作者同意与授权后，在简书陆续发布了该系列的译文。该系列回眸了软件架构的发展历程，对主流的架构模式与设计方法进行了系统的梳理和介绍，可以作为架构师的入门读物。

我见之心喜，认为这样的好文章不可错过，赶紧联系覃宇兄，得到了他的授权，允许在我的公众号「逸言」上首次发布这一高价值的系列文章。

从2021年3月11日开始，每周一、周四的上午九时，我会准时发布《软件架构编年史》的系列文章，借此机会感谢Herberto Graca和覃宇的无私奉献！

覃宇，(曾经的)Android开发者/ThoughtWorks技术教练//译者，热衷于探究软件开发的方方面面，从端到云，从工具到实践。喜欢通过翻译来学习和分享知识，译作有《Kotlin实战》、《领域驱动设计精粹》、《Serverless架构：无服务器应用与AWS Lambda》和《云原生安全与DevOps保障》。

这篇文章是软件架构编年史(译)的一部分，这部编年史由一系列关于软件架构的文章组成。在这一系列文章中，我将写下我对软件架构的学习和思考，以及我是如何运用这些知识的。

在这篇文章中，我将总结一些关于软件架构的最基本的概念，了解它们才能更好地理解后续的文章。

◐ 没有银弹

无论你如何理解我在软件架构编年史(译)中谈到的内容，首先要理解的是没有银弹，没有“普适性”的解决方案。尽可能地了解不同的方法，理解每一种方法的优劣，和它们解决的特定技术问题。

然后，当接受新的挑战时，先从理解业务和最终用户的需求开始。在搞清楚这些需求之后，你才能思考应该采用哪些架构风格和模式来更好地解决这些问题。

最后，自己做出选择，是实现一种已知的解决方案，还是创造适合自己的特定问题的独特设计。

有些架构风格号称是所有形式的软件的“银弹”。然而，优秀的设计这应该选择最符合解决特定问题需要的风格。——Roy Fielding, 2000 [1]

◐ 术语

在软件开发的世界中使用的术语很多都模棱两可，因此，我必须澄清一些我使用的术语的含义，然后继续。

功能性(Functional)

在应用中纯粹发挥技术作用的代码片段、方法、类、类的组合。它们和（业务）领域无关，仅仅代表应用中的一种技术能力。例如：

层次(Layer)
工厂(Factory)
资源库(Repository)
值对象(Value Object)
视图(View)
视图模型(ViewModel)

概念性(Conceptual)

在应用中标识一个（业务）领域概念的代码片段、方法、类、类的组合。它们和领域相关，代表应用中的一种业务能力。例如：

用户
产品
库存管理
产品变体
结帐
销售

这种划分并不是说一个代码单元不能同时具备两种能力(功能性和概念性)。例如，“Money”对象可以表示一个领域概念，同时也被设计成一个值对象。如果我把它当成领域概念，我指的就是领域内的金钱概念，但如果我涉及的是这个类中的功能性方面时，我指的就是值对象的技术特性(没有ID、可以是不变的等等)。

包(Package)

划分在一起的类组成的集合，理想情况下遵循一组规则进行划分。

模块(Module)

我使用Software Architecture in Practice[7]给出的定义，模块就是一个功能性包，它体现了应用中的一种技术能力。它是解耦的并且能够被其他的实现替换。我的理解是，模块即存在与较低的粒度级别，比如，“安全模块”或者“ORM”，也可以存在于像客户端和服务器这样的应用块。模块提供的是功能性内聚。

组件(Component)

我使用Software Architecture in Practice[7]给出的定义，作者将组件定义为一个代表业务能力的概念性包。理想情况下，它也是和其他组件和模块解耦的。例如“用户”、“产品”或“结帐”。

然而，最重要的是要记住，理想情况下，它代表了一个限界上下文(Bounded Context)。组件提供了概念性内聚。

应用(Application)

我将面向用户的代码即 UI 视为应用，它建立在组件之上。例如，我们可以基于一组组件构建网络商店。不管怎样，这个网络商店会提供一个(店面) UI 让用户浏览和购买商品和另一个(管理) UI 让商店管理员管理商品、库存、支付供应商，等等。这是在同样的业务组件之上构建的两个独立的应用。

系统(System)

我认为系统是一组以某种方式在一起工作，为各种企业必需品提供功能，形成一个企业范围内的系统，即企业应用。这些应用可能构建在相同或不同的组件上。在之前网络商店的例子中，系统就是作为一个整体的网络商店，包括两个基于同样业务组件构建的两个应用(店面和管理)，还有其他像支付供应商或货运供应商这样的第三方应用。

架构(Architecture)

软件架构的简单定义有很多，我觉得都不错，但我认为理解它是什么很简单，而更重要的是，定义架构的产出，它应该给项目带来什么。

软件架构[…]是系统需要考虑的一组结构，它们包括软件元素和它们之间的关系，以及这些元素和关系的属性。—— Clements et al, 2010 [6]

下面是我考虑架构的方面：

横跨所有特性开发的技术决策，例如，框架、代码标准、文档、流程，...；
这是存在于项目中的一组很难在后期改变的技术决策 [3]；
它是系统的全景图[5]:pp.2，粗略的描绘，结构，组件及其关系[4] [6];
它使项目做好变化的准备[5]:pp.30，常常是将决策推迟到最后允许的时刻[5]:pp.32；
它让项目做好重用组件和模块的准备[7]:pp.29–35；
它制定出结果的一致性标准并建立轻量的流程，比如编码规范、开发阶段、持续交付和持续部署；
它不是某一个人的职责，而是由来自项目中不同特性团队的开发者组成的行会的职责。

如果你不熟悉行会的概念，可以观看下面关于Spotify 工程师文化的视频：

Spotify Engineering Culture part 1

Spotify Engineering Culture part 2

视频链接请点击文末“阅读原文”，在原文中打开视频。

架构师(Architect)

他是由行会讨论和决定的架构的发起人和守护者。他是部门/团队中经验最丰富的开发者之一，恰好承担着分析高层次问题和解决方案的额外职责。在做出架构决策时，他还拥有“质量票”（He also benefits from a “quality vote” when making an architectural decision.）。

可是，有一点值得注意，所有开发者某种程度上都是架构师，因为他们都要了解架构，他们都会议某种形式参与架构，他们都适当地承担着维护架构的职责。

象牙塔架构师(Ivory Tower Architect)

有一种架构师会做出和架构有关的所有决定，这种万能的象牙塔架构师是一种架构师的反模式。他对其他干系人对架构的贡献既不开放，也不轻易接收，而是阉割了这些贡献。

◐ 架构的坏味道 [8]

僵化(Rigidity)

如果软件难以修改是因为修改会导致更多关联修改，软件就是僵化的。它就会变成兔子洞：当我们以为修改快要完成时，突然发现还有更多的代码需要修改，把我们拉进无止尽的轮回之中。

脆弱(Fragility)

脆弱的软件在修改时，总会出现意料之外的、毫无关联的、无法预测的错误。

牢固(Immobility)

如果设计包含一些可以在其它系统中使用的部分，但将这些部分从原系统中分离出来需要大量工作甚至带来许多风险，我们就说设计是牢固的。

粘滞(Viscosity)

在一个粘滞的系统中，要做对困难重重，要做错却轻而易举。这意味着通过正常开发实现变更不如用非常手段来得容易。