1.1 系統(tǒng)架構(gòu)概述

架構(gòu)是體現(xiàn)在組件中的一個(gè)系統(tǒng)的基本組織、它們彼此的關(guān)系與環(huán)境的關(guān)系以及指導(dǎo)它的設(shè)計(jì)和發(fā)展的原則。

系統(tǒng)是組織起來(lái)完成某一特定功能火一組功能的組件集。系統(tǒng)這個(gè)術(shù)語(yǔ)包括了單獨(dú)的應(yīng)用程序、傳統(tǒng)意義上的系統(tǒng)、子系統(tǒng)、系統(tǒng)之系統(tǒng)、產(chǎn)品線、整個(gè)企業(yè)及感興趣的其他集合。系統(tǒng)用于完成其環(huán)境中的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。

環(huán)境或上下文決定了對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、運(yùn)作、政策以及會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成其他影響的環(huán)境和設(shè)置。

任務(wù)是由一個(gè)或多個(gè)利益相關(guān)者通過(guò)系統(tǒng)達(dá)到一些目標(biāo)的系統(tǒng)的一個(gè)用途或操作。

通俗的說(shuō)，系統(tǒng)架構(gòu)是系統(tǒng)的一種整體的高層次的結(jié)構(gòu)表示，是系統(tǒng)的骨架和根基，支撐和鏈接各個(gè)部分，包括組件、連接件、約束規(guī)范以及指導(dǎo)這些內(nèi)容設(shè)計(jì)與演化的原理。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是對(duì)需要開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行一系列相關(guān)的抽象，用于指導(dǎo)系統(tǒng)各個(gè)方面的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，架構(gòu)設(shè)計(jì)在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中起著關(guān)鍵性作用，架構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣決定了系統(tǒng)的健壯性和生命周期的長(zhǎng)短。

多年來(lái)架構(gòu)的概念經(jīng)過(guò)不斷地演化，目前已形成了不同用途的架構(gòu)模式，比較典型的架構(gòu)模型包括分層架構(gòu)、事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)、微核架構(gòu)、微服務(wù)架構(gòu)和云架構(gòu)等5類(lèi)。

分層架構(gòu)

分層架構(gòu)是最常見(jiàn)的架構(gòu)，也是事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。這種架構(gòu)降軟件分為若干個(gè)水平層，每一層都有清晰的角色和分工，且不需要其他層的細(xì)節(jié)。層與層之間通過(guò)接口進(jìn)行通信。

• 表現(xiàn)層：用戶(hù)界面，負(fù)責(zé)視覺(jué)和用戶(hù)互動(dòng)；
• 業(yè)務(wù)層：實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯；
• 持久層：提供數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)SQL語(yǔ)句；
• 數(shù)據(jù)庫(kù)：保存數(shù)據(jù)。

事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

事件是狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)軟件發(fā)出的通知，事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)是通過(guò)事件進(jìn)行通信的軟件架構(gòu)，它分為以下四個(gè)部分：

• 事件隊(duì)列：接收事件的入口；
• 分發(fā)器：將不同的事件分發(fā)到不同的業(yè)務(wù)邏輯單元；
• 事件通道：分發(fā)器與處理器之間的聯(lián)系渠道；
• 事件處理器：實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，處理完成后會(huì)發(fā)出事件，觸發(fā)下一步操作。

微核架構(gòu)

微核架構(gòu)也稱(chēng)為插件架構(gòu)，是指軟件的內(nèi)核相對(duì)較小，主要功能和業(yè)務(wù)邏輯都通過(guò)插件實(shí)現(xiàn)。內(nèi)核通常只包含系統(tǒng)允許的最小功能，而插件則是互相獨(dú)立的，插件之間的通信應(yīng)該減少到最低，避免出現(xiàn)互相依賴(lài)的問(wèn)題。

微服務(wù)架構(gòu)

微服務(wù)架構(gòu)是服務(wù)導(dǎo)向架構(gòu)的升級(jí)，每一個(gè)服務(wù)都是一個(gè)獨(dú)立的部署單元，這些單元都是分布式且互相解耦的，彼此之間通過(guò)遠(yuǎn)程通信協(xié)議聯(lián)系。

微服務(wù)分為三種實(shí)現(xiàn)模式：

• RESTful API模式：服務(wù)通過(guò)API提供；
• RESTful應(yīng)用模式：服務(wù)通過(guò)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或應(yīng)用協(xié)議提供，背后通常是一個(gè)多功能的應(yīng)用程序，常見(jiàn)于企業(yè)內(nèi)部；
• 集中消息模式：采用消息代理可以實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列、負(fù)載均衡、統(tǒng)一日志和異常處理，缺點(diǎn)是會(huì)出現(xiàn)單點(diǎn)失敗，消息代理需要做成集群。

云架構(gòu)

云架構(gòu)主要解決擴(kuò)展性和并發(fā)的問(wèn)題，是最容易擴(kuò)展的架構(gòu)。它的高擴(kuò)展性體現(xiàn)在將數(shù)據(jù)都復(fù)制到內(nèi)存中，變成可復(fù)制的內(nèi)存數(shù)據(jù)單元，然后將業(yè)務(wù)處理能力封裝成一個(gè)個(gè)的處理單元。如果訪問(wèn)量增加，則新建處理單元；如果訪問(wèn)量減少，則關(guān)閉處理單元。

云架構(gòu)主要分層兩部分：處理單元和虛擬中間件。

• 處理單元：主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯；
• 虛擬中間件：負(fù)責(zé)通信、保持會(huì)話控制、數(shù)據(jù)復(fù)制、分布式處理和處理單元的部署。

其中虛擬中間件又包含以下四個(gè)組件：

• 消息中間件：主要用于管理用戶(hù)請(qǐng)求和會(huì)話控制，當(dāng)一個(gè)請(qǐng)求進(jìn)來(lái)，由消息中間件決定分配給哪一個(gè)處理單元；
• 數(shù)據(jù)中間件：將數(shù)據(jù)復(fù)制到每一個(gè)處理單元，即數(shù)據(jù)同步，保證每個(gè)處理單元都得到相同的數(shù)據(jù)；
• 處理中間件：可選，如果一個(gè)請(qǐng)求涉及不同類(lèi)型的處理單元，改中間件負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)處理單元；
• 部署中間件：負(fù)責(zé)處理單元的啟動(dòng)和關(guān)閉，監(jiān)控負(fù)載和響應(yīng)時(shí)間，當(dāng)負(fù)載增加，就新啟動(dòng)處理單元；當(dāng)負(fù)載減少，就關(guān)閉處理單元。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)師概述

架構(gòu)設(shè)計(jì)師是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主體角色，他們通過(guò)執(zhí)行一系列的活動(dòng)來(lái)實(shí)施架構(gòu)設(shè)計(jì)。架構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)生成過(guò)程形成最終的產(chǎn)品架構(gòu)，架構(gòu)設(shè)計(jì)師的成功是創(chuàng)建架構(gòu)。

架構(gòu)設(shè)計(jì)師是負(fù)責(zé)系統(tǒng)架構(gòu)的人，是系統(tǒng)或產(chǎn)品線的設(shè)計(jì)責(zé)任人，是一個(gè)負(fù)責(zé)理解和管理并最終確認(rèn)和評(píng)估非功能性系統(tǒng)需求（如軟件的可維護(hù)性、性能、復(fù)用性、可靠性等），給出開(kāi)發(fā)規(guī)范，搭建系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的核心架構(gòu)，對(duì)整個(gè)軟件架構(gòu)、關(guān)鍵構(gòu)件和接口進(jìn)行總體設(shè)計(jì)兵澄清關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)的高級(jí)技術(shù)人員。

架構(gòu)設(shè)計(jì)師在項(xiàng)目中的主要任務(wù)刻概述如下：

1. 領(lǐng)導(dǎo)與協(xié)調(diào)整個(gè)項(xiàng)目中的技術(shù)活動(dòng)，如分析、設(shè)計(jì)和實(shí)施等；
2. 推動(dòng)主要的技術(shù)決策ing最終表達(dá)為系統(tǒng)架構(gòu)；
3. 確定系統(tǒng)架構(gòu)，并促使其架構(gòu)設(shè)計(jì)的文檔化，包括需求、設(shè)計(jì)、實(shí)施和部署等視圖。

一個(gè)優(yōu)秀的架構(gòu)設(shè)計(jì)師通?？梢宰龅皆谲浖_(kāi)發(fā)知識(shí)和業(yè)務(wù)領(lǐng)域知識(shí)之間的平衡，因此架構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)該具備以下專(zhuān)業(yè)知識(shí)：

• 掌握業(yè)務(wù)領(lǐng)域的知識(shí)；
• 掌握技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)；
• 掌握設(shè)計(jì)技能；
• 具備編程能力；
• 具備溝通能力；
• 具備決策能力；
• 知道組織策略。