一、软件架构概述与认知进阶
软件架构是软件开发的核心组成部分,旨在决定软件系统的性能、可扩展性、可维护性等方面的表现。在开始架构设计的旅程之前,我们需要全面考虑软件系统的需求、目标、限制条件及技术选型等因素。
一个卓越的架构设计应该具备多重特点:能够适应未来的变化和增长,具备强大的可扩展性;易于维护和更新,表现出卓越的可维护性;满足用户需求,展现出优异的性能;保证数据安全和保密性,体现坚实的安全性;以及易于理解和使用,拥有清晰易懂的结构。
在架构设计的实践中,我们常常使用架构模型来描绘系统的结构和功能,如三层架构、MVC架构等。我们还会借助架构设计模式来系统的功能,比如单例模式、工厂模式等。在架构设计过程中,需要不断地调整和优化,以确保系统能够满足用户需求并取得最佳表现。
二、深入理解软件架构
软件架构,尽管其定义难以明确或标准化,但无处不在。从航空飞机到电商系统中的一个小功能组件,都需要架构设计的加持。简而言之,架构是对系统中的实体以及实体间关系的抽象描述,是对物或信息的功能与形式元素的对应分配,以及对元素间及元素与周边环境间关系的明确定义。其核心价值在于控制系统的复杂性,将核心业务逻辑与技术细节相分离和解耦。
软件架构犹如系统的草图,描述的对象是构成系统的抽象组件。这些组件之间的连接详细描述着组件间的通信。在实现阶段,这些抽象组件会被细化为具体的类对象。在面向对象的世界里,组件间的连接通常通过接口实现。架构师需训练自己的思维,以理解复杂的系统。通过合理的分解和抽象,创建有用的模型,并对其进行确认、细化和扩展。还需要管理架构、进行系统分解以形成整体架构、进行技术选型、制定技术规格说明并推动实施落地。
三、应对系统复杂性的挑战
在系统生命周期中,复杂性不可避免地会增加。随着系统规模的扩大,需要更多的人参与开发,管理复杂性的工作变得更加困难。Eric Evans在Domain‐Driven Design一书中提到意大利面式架构的问题,认为领域问题复杂度与技术细节复杂度的混合是导致整体复杂度指数级增长的主要原因。
四、大型网站的特点与架构目标
大型网站面临用户多、分布广泛、大流量、高并发、海量数据服务高可用等挑战。它们还面临安全环境恶劣、易受网络攻击的问题。功能丰富且变更迅速是大型网站的另一特点。这些网站从小到大逐渐发展,始终以学生为中心提供免费的收费体验服务。
大型网站的架构目标包括提供高性能以提供快速的访问体验、保持高可用以确保网站服务始终可访问、可伸缩以适应硬件处理能力的增减等。还需要关注安全性、扩展性及敏捷性等方面的需求以满足用户的期望和要求。
