17、创建可演化的架构

创建可演化的架构

1. 理解软件项目面临的挑战

在软件项目中,需求的多变性,也就是客户需求的不断变化,是一个不可避免的挑战。随着时间推移,产品需求和环境都会发生改变,应用程序也必须随之改变。然而,需求的变化可能会导致软件的不稳定,甚至使开发进程脱轨。

2. 应对需求变化的策略

为了应对需求的多变性,管理者通常会采用迭代开发流程,如敏捷开发。而开发者可以通过构建可演化的架构来适应需求的变化。可演化的架构应避免复杂性,因为复杂性是可演化性的大敌。

3. 理解复杂性

复杂性指的是与系统结构相关的、使系统难以理解和修改的因素。复杂系统通常具有高依赖性、高模糊性和高惯性这三个特征:
| 特征 | 描述 | 影响 | 解决办法 |
| — | — | — | — |
| 高依赖性 | 软件依赖其他代码的 API 或行为,每增加一个新连接和假设都会使代码更难更改 | 导致模块之间紧密耦合,一个小的更改可能需要对依赖项进行大量修改 | 进行深思熟虑的 API 设计,谨慎使用抽象 |
| 高模糊性 | 程序员难以预测更改的副作用、代码的行为以及需要进行更改的位置 | 增加学习成本,开发者更容易无意中破坏代码 | 使用具有清晰契约和标准模式的 API |
| 高惯性 | 软件持续使用的倾向,例如为关键业务应用提供支持的服务具有高惯性 | 复杂性成本会随时间累积 | 对于高惯性、高变化的系统进行简化,低惯性或低变化的系统可保持复杂 |

复杂性并非总能消除,但可以选择将其放置的位置。例如,向后兼容的更改可能会使代码使用起来更简单,但实现起来更复杂;使用间接层解耦子系统可以减少依赖性,但会

### 软件演化架构维护的最佳实践和方法论 软件演化架构维护的核心在于如何让软件系统持续适应外部环境变化并满足新的业务需求。以下是关于这一主题的一些最佳实践和方法论: #### 1. **遵循主体维持原则** 主体维持原则强调,在软件演化的过程中,系统的平均增量增长应保持平稳,从而确保软件系统的主要功能和行为不会因频繁变更而失去稳定性[^2]。 #### 2. **采用系统总体结构优化策略** 在每次架构调整或扩展时,需关注整体结构的合理性。这不仅涉及技术层面的设计改进,还可能包括模块划分、依赖关系管理等方面的工作[^2]。 #### 3. **实施平滑演化机制** 平滑演化意味着控制软件的演变速度,使其逐渐而非剧烈地发生变化。这种渐进式的更新方式有助于减少风险,并提高团队对新版本的信心[^2]。 #### 4. **坚持目标一致性导向** 架构演化的每一阶段都应当围绕最终目标展开,即所有的短期决策都要服务于长期愿景。只有这样,才能避免偏离方向或者浪费资源的情况发生。 #### 5. **运用成熟的方法论指导实际操作** 方法论是对某一类问题求解路径的高度概括,它能帮助开发者更有效地应对复杂场景下的挑战。例如,Zachman框架提供了企业信息化建设的标准视角;TOGAF则是一套完整的面向企业的开放组体系规划指南[^3]。这些工具都可以作为制定具体方案的重要参考资料。 #### 6. **区分不同类型的架构演化活动** 根据时间点的不同,可以把软件架构的动态特性分为四种主要形式——设计时期内的预想性改变(Design-time Evolution),编译完成后部署之前的准备性调整(Runtime-preparation Evolution),受限条件下运行期间的小范围修正(Limited-runtime Evolution)以及完全自由状态下的大规模重构(Full-fledged Runtime Evolution)[^4]。理解它们各自的特点对于合理安排工作流程至关重要。 ```python # 示例代码展示了一个简单的微服务拆分逻辑,体现了架构演化的思路 def split_service(original_system, service_name): """ 将原有单体应用中的某个组件分离成独立的服务 参数: original_system (dict): 原始系统的组成部分及其依赖项描述 service_name (str): 需要提取出来的服务名称 返回值: dict: 新创建的服务定义以及其他剩余部分组成的简化版核心系统 """ extracted_service = {service_name: original_system.pop(service_name)} # 处理与其他部件之间的交互接口转换等问题... adjust_interactions(extracted_service, original_system) return extracted_service, original_system def adjust_interactions(new_service, remaining_core): pass # 实际实现省略 ``` 以上内容综合考虑了理论基础和技术手段两方面要素,旨在为从事相关工作的人员提供有价值的建议和支持。
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