从零开始学架构

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从零开始学架构

基础概念

• 系统：泛指由一群有关联的个体组成，根据某种规则运作，能完成个别元件不能单独完成的工作的群体。
• 子系统：也是由一群有关联的个体所组成的系统，一个系统可能是另外一个更大系统的子系统。

例如，把一个发动机和一台 PC 放在一起不能称之为一个系统，把发动机、底盘、轮胎、
车架组合起来才能成为一台汽车。

• 模块：是一套一致且互相有紧密关联的软件组织， 它包含程序和数据结构两部分。
• 组件：软件组件定义为自包含的、 可编程的、 可重用的、 与语言无关的软件单元， 软件组件可以很容易地被用于组装应用程序。
• 模块与组件的区别：从逻辑的角度来拆分后得到的单元就是“模块”，从物理的角度来拆分系统得到的单元就是“组件”；划分模块的主要目的是职责分离，划分组件的主要目的是单元复用。

一个学生信息管理系统，这个系统从逻辑的角度来拆分，可以分为“登录注册模块”“个人信息模块”、“个人成绩模块”；从物理的角度来拆分，可以拆分为Nginx、 Web服务器、 MySQL。

• 框架：为了实现某个业界标准或完成特定基本任务的软件组件规范，也指为了实现某个软件组件规范时， 提供规范所要求之基础功能的软件产品。
  例如， SpringMVC 是 MVC 的开发框架。
• 架构：指软件系统的“基础结构”，创造这些基础结构的准则，以及对这些结构的描述。

框架关注的是“规范”，架构关注的是“结构”。框架的英文是Framework，架构的英文是Architecture。

“基础结构”这个概念并没有明确说是从什么角度来分解的。从不同的角度或维度，可以将系统划分为不同的结构。
从业务逻辑的角度分解，“学生管理系统”的架构如下图所示。

从物理部署的角度分解，“学生管理系统”的架构如下图所示。

从开发规范的角度分解，“学生管理系统”可以采用标准的MVC框架来开发，因此架构又变成了 MVC架构， 如下图所示。

以上这些“架构”，都是“学生管理系统”正确的架构，只是从不同的角度来分解而己，这
也是IBM 的RUP将软件架构视图分为著名的“4+1 视图”的原因。

架构设计的目的

架构设计的主要目的是为了解决复杂度带来的问题。

• 通过熟悉理解需求，识别系统复杂性所在的地方，然后针对这些复杂点进行架构设计。
• 架构设计并不是要面面俱到，不需要每个架构都具备高性能、高可用、高扩展等特点， 而是要识别出复杂点，然后有针对性地解决问题。
• 理解每个架构方案背后所需要解决的复杂点，然后才能对比自己的业务复杂点，参考复杂点相似的方案。
• 遵循这条准则能够让“老鸟”架构师有的放矢，而不是贪大求全。

复杂度来源

• 高性能：
  • 单机复杂度
  • 集群的复杂度:任务分配、任务分解等
• 高可用：
  高可用指“系统无中断地执行其功能”的能力。
  系统的高可用方案本质上都是通过“冗余”来实现高可用。
• 可扩展性：
  可扩展性指系统为了应对将来需求变化而提供的一种扩展能力，当有新的需求出现时，系
  统不需要或仅需要少量修改就可以支持，无须整个系统重构或重建。
  • 预测变化
  • 应对变化： 第一种应对变化的常见方案是将“变化”封装在一个“变化层”，将不变的部分封装在一个独立的“稳定层”，其基本架构如下图所示。