【轉】架構漫談(六):軟件架構到底是要解決什么問題?

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架構漫談是由資深架構師王概凱 Kevin 執筆的系列專欄,專欄將會以 Kevin 的架構經驗為基礎,逐步討論什么是架構、怎樣做好架構、軟件架構如何落地、如何寫好程序等問題。

本文是漫談架構專欄的第六篇,作者 Kevin 繼續沿著前幾篇文章的思路,探討了軟件架構為什么要有軟件架構,進而再去解釋什么是軟件架構。這和最近網上瘋傳的黃金圓環(Why-How-What)思路非常貼合。

前一篇文章簡述了什么是軟件。那么什么是軟件架構呢?按照慣例,我們來看看是什么問題,是誰的問題。

要解決誰的問題?

如前所述,軟件實際上就是把現實生活模擬到計算機中,并且軟件是需要在計算機的硬件中運行起來的。要做到這一點需要解決兩個問題:

一、業務問題

具體的現實生活狀態下,沒有軟件的時候,所解決的問題的主體是誰,解決的是什么問題,是如何解決,如何運作的?

二、計算機問題

  • 如何把現實生活用軟件來模擬?
  • 模擬出來的軟件,需要哪些硬件設施才能夠滿足要求? 并且當訪問量越來越大的時候,軟件能否支持硬件慢慢長大,性能線性擴展?
  • 因為硬件是可能會失效的,軟件如何在硬件失效的情況下,仍然能夠保證可用性,讓用戶能夠不中斷的訪問軟件提供的服務?
  • 怎么收集軟件產生的數據,為下一階段的工作提供依據?

分別是誰的問題呢?

????1、業務的 owner 需要提升業務的效率,降低業務的成本,這是動機。這個實際上就是業務的問題,所以一般軟件開發的出發點就在這里。

????2、是軟件工程師的問題,要解決業務 owner 把業務虛擬化的問題,并且要解決軟件開發和運營的生命周期的問題。


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分別有什么問題?

????1、業務問題的本質,是業務所服務的對象的利益問題,明白了這個,就很容易搞清業務的概念和組織方式。再次強調一下,有了軟件,可以降低業務的成本,沒有軟件的情況下,業務是一樣跑的。如果只是為了跟風要用軟件,說不定反而提高了成本,這個是采用軟件之前首先要先搞清楚的。我們經常說軟件和技術是業務的 enabler,實際就是把原來成本很高的降到到了很低的程度而已,并不是有了什么新的業務。另外軟件也不是降低業務成本的唯一方式。

????2、為了能夠讓軟件很好的跑起來,軟件工程師必須理解業務所服務的對象,他們的利益所在,即業務問題。業務面對這些問題是如何分拆解決的? 涉及到了哪些概念? 這些概念分別解決了哪些哪些問題? 我們不能自己按照自己的理解,用自己的一套概念體系來表述。如果這么做的話,會導致兩個問題:

???? * 業務無法和我們交流,因為他們無法明白我們所自己創建的概念,所以他們無法確認我們的理解是否正確。
???? * 我們所表述的東西,并沒有在實際生活中實踐過,我們也不知道這些概念是否能夠解決業務的問題。

????3、軟件工程師還必須要考慮,用什么樣的硬件把軟件跑起來,怎樣跑得好,跑得快,并且可以隨著業務的流量逐漸的長大?

分析問題

對于 2,在有限的時間下,軟件工程師毫無疑問無法一個人去完成這么多事情,那么我們需要把所做的事情列出來,進行分析。

一、虛擬化業務需要完成這些事情:

????1、學習業務知識,認識業務所涉及的 stakeholders 的核心利益述求,以及業務是如何分拆滿足這些利益述求,并通過怎樣的組織架構完成整個組織的核心利益的,以及業務運作的流程,涉及到哪些概念,有哪些權利和責任等。

????2、通過對業務知識的學習,針對這些概念所對應的權利和責任以及組織架構,對業務進行建模,把并把建模的結果用編程語言實現。這是業務的模型,通常是現實生活中利益斗爭的結果,是非常穩定的。

????3、學習業務所參與的 stakeholder 是如何和業務打交道,并完成每個人的權利和義務的,并通過編程語言,結合業務模型實現這些打交道的溝通通道。這部分是變化最頻繁的,屬于組合關系。明白了這一點,對后續的實現非常有幫助。

????4、如何把業務運行的結果,持久化,并通過合適的手段把持久化后的數據,在合適的時間合適的地點加載出來。這部分和基礎設施有關,變化可能也會比較頻繁。

二、代碼如何運營,需要完成這些事情:

????1、需要多少硬件設備來滿足訪問的需求?
????2、代碼要分成多少個組件部署到哪些硬件設備上?
????3、這些代碼如何通過硬件設備互相連接在一起?
????4、當業務流量增大到超過一臺機器的容量時,軟件能否支持通過部署到新增機器上的方式,擴大對業務的支撐?
????5、當某臺或某些硬件設備失效時,軟件是否仍然能夠不影響用戶的訪問。
????6、軟件運行產生的數據,能否支持提取出來并加以分析,為下一輪的業務決策提供依據。

三、如果分成不同的角色來完成這些事情,就需要一個組織架構來組織代碼的編寫和運營,需要做哪些事情:

????1、完成一和二所列的這些事情,需要哪些角色參與?
????2、這些事情基本都需要順序的發生,如何保證信息在不同角色的傳遞過程中不會有損失? 或者說即使有損失,也能快速糾正?
????3、這些角色之間是如何協調,才能共同完成虛擬化業務的需求?

會生成哪些架構

如果業務足夠簡單,用戶流量夠小,時間要求也不急迫,那么一個人,一臺機器就夠了,這個時候一般不會去討論架構的問題。當訪問的流量越來越大,機器就會越來越多,代碼的部署單元就會拆分的越來越多。

同樣就會需要越來越多的人來完成拆分出來的越來越多的部署單元,甚至同一個部署單元也需要分拆為多人合作完成。但是我們需要注意到一點,整個的概念體系,或者說業務的建模不會有任何的變化,還是完成同樣的這些事情。唯一的區別就是量越來越大,超過了單個人和單個機器的容量,不斷地增長。這樣就會導致以下的架構:

????1、當流量越來越大,我們就會發現,軟件所部屬的機器就會開始按照樹狀的結構開始分拆,就會形成硬件的部屬架構。這就是為什么會形成部署的分層。

????2、為了把業務在軟件中實現并落地,需要前端人員、業務代碼人員、存儲層等不同技巧的人同時工作,需要切分成代碼的架構。這就是為什么會形成代碼的分層,形成代碼的架構。當然,當這些角色由一個人來完成的時候,不一定會有代碼架構,往往會比較亂。

????3、當參與的人員越來越多,就會形成開發體系的組織架構。因為代碼開發的過程是一個連續的過程,會用流程來吧不同的角色串聯起來,這就是軟件工程。

????4、為了完成業務的工作,需要識別出來業務架構和支撐業務的組織架構,以及業務運作的流程。這是被虛擬化的業務架構和組織架構,也需要體現在代碼中,保持和現實生活中一致。

什么是軟件架構

這就是軟件比較復雜的地方,涉及到軟件本身的業務體系,和所虛擬的業務體系。根據以上的分析,所生成的架構,究竟那些算是軟件架構呢?

????1、軟件因為流量增大而分拆成不同的運行單元,在不同的機器上部署所形成的架構,屬于軟件架構。

????2、每個運行單元為了讓不同角色的人,比如前端,業務,數據存儲等能夠并行工作,所分成的代碼架構,也屬于軟件架構。

所以當我們說軟件架構的時候,我們一定要講清楚,究竟說的是部署的架構,還是代碼的架構。軟件架構的落地,需要軟件的組織架構和流程來保障,離開了這個,軟件架構是一句空話。

另外很多人講,架構是進化出來的。架構實際上是在量不斷的增大,超過了單臺服務器的容量,逐漸的分拆,同時導致超過單個人員的能力,工作人員不斷的增多,工作內容不斷的分拆形成的。這本身就是架構的意義所在。不管怎么分拆,所達到的目標沒有任何變化,就是完成業務在計算機中的虛擬化。

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