架構(gòu)師不是一個人，他需要建立高效卓越的體系，帶領(lǐng)團(tuán)隊去攻城略地，在規(guī)定的時間內(nèi)完成項目。

架構(gòu)師需要能夠識別定義并確認(rèn)需求，能夠進(jìn)行系統(tǒng)分解形成整體架構(gòu)，能夠正確地技術(shù)選型，能夠制定技術(shù)規(guī)格說明并有效推動實施落地。

按 TOGAF 的定義，架構(gòu)師的職責(zé)是了解并關(guān)注實際上關(guān)系重大但未變得過載的一些關(guān)鍵細(xì)節(jié)和界面。

架構(gòu)師的角色有：

• 理解并解析需求

• 創(chuàng)建有用的模型

• 確認(rèn)、細(xì)化并擴展模型

• 管理架構(gòu)

從業(yè)界來看對于架構(gòu)師的理解可以大概區(qū)分為：

• 企業(yè)架構(gòu)師：專注于企業(yè)總體 IT 架構(gòu)的設(shè)計。

• IT 架構(gòu)師-軟件產(chǎn)品架構(gòu)師：專注于軟件產(chǎn)品的研發(fā)。

• IT 架構(gòu)師-應(yīng)用架構(gòu)師：專注于結(jié)合企業(yè)需求，定制化 IT 解決方案；大部分需要交付的工作包括總體架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)，甚至部署架構(gòu)。

• IT 架構(gòu)師-技術(shù)架構(gòu)師：專注于基礎(chǔ)設(shè)施，某種軟硬件體系，甚至云平臺，提交：產(chǎn)品建議、產(chǎn)品選型、部署架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)方案，甚至數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案等。

阿里內(nèi)部沒有在職位 Title 上專門設(shè)置架構(gòu)師了，架構(gòu)師更多是以角色而存在，現(xiàn)在還留下可見的 Title 有兩個：首席架構(gòu)師和解決方案架構(gòu)師。

其中解決方案架構(gòu)師目前在大部分 BU 都有設(shè)置，特別是在阿里云和電商體系。

①工作方式

工作方式理解：

• 了解和挖掘客戶痛點，項目定義，現(xiàn)有環(huán)境管理。

• 梳理明確高階需求和非功能性需求。

• 客戶有什么資產(chǎn)，星環(huán)（阿里電商操作系統(tǒng)）／阿里云等有什么解決方案。

• 溝通，方案建議，多次迭代，交付總體架構(gòu)。

• 架構(gòu)決策。
  

②工作職責(zé)

從客戶視圖來看：

• 堅定客戶高層信心：利用架構(gòu)和解決方案能力，幫忙客戶選擇星環(huán)／阿里云平臺的信心。

• 解決客戶中層問題：利用星環(huán)／阿里云平臺服務(wù)+結(jié)合應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計/解決方案能力，幫忙客戶解決業(yè)務(wù)問題，獲得業(yè)務(wù)價值。

• 引領(lǐng)客戶 IT 員工和阿里生態(tài)同學(xué)：技術(shù)引領(lǐng)、方法引領(lǐng)、產(chǎn)品引領(lǐng)。

從項目視圖看：

• 對接管理部門：匯報技術(shù)方案，進(jìn)度；技術(shù)溝通。

• 對接客戶 PM，項目 PM：協(xié)助項目計劃，人員管理等。負(fù)責(zé)所有技術(shù)交付物的指導(dǎo)。

• 對接業(yè)務(wù)部門和需求人員：了解和挖掘痛點，幫忙梳理高級業(yè)務(wù)需求，指導(dǎo)需求工藝。

• 對接開發(fā)：產(chǎn)品支持、技術(shù)指導(dǎo)、架構(gòu)指導(dǎo)。

• 對接測試：配合測試計劃和工藝制定。配合性能測試或者非功能性測試。

• 對接運維：產(chǎn)品支持，運維支持。

• 對接配置&環(huán)境：產(chǎn)品支持。

• 其他：阿里技術(shù)資源聚合。

從阿里內(nèi)部看：

• 銷售方案支持。

• 市場宣貫。

• 客戶需求 Facade。

• 解決方案沉淀。

架構(gòu)師職責(zé)明確了，那么有什么架構(gòu)思維可以指導(dǎo)架構(gòu)設(shè)計呢？請看下述的架構(gòu)思維。

要點主要如下：

• 首先定義問題，而定義問題中最重要的是定義客戶的問題。定義問題，特別是識別出關(guān)鍵問題。

  關(guān)鍵問題是對客戶有體感，能夠解決客戶痛點，通過一定的數(shù)據(jù)化來衡量識別出來，關(guān)鍵問題要優(yōu)先給出解決方案。

• 問題定義務(wù)必加入時間維度，把手段/方案和問題定義區(qū)分開來。

• 問題定義中，需要對問題進(jìn)行升層思考后再進(jìn)行升維思考，從而真正抓到問題的本質(zhì)，理清和挖掘清楚需求；要善用第一性原理思維進(jìn)行分析思考問題。

• 問題解決原則：先解決客戶的問題（使命），然后才能解決自己的問題（愿景）；務(wù)必記住不是強調(diào)我們怎么樣，而是我們能為客戶具體解決什么問題，然后才是我們變成什么，從而怎么樣去更好得服務(wù)客戶。

• 善用多種方法對客戶問題進(jìn)行分析，轉(zhuǎn)換成我們產(chǎn)品或者平臺需要提供的能力，比如倉儲系統(tǒng) WMS 可以提供哪些商業(yè)能力。

• 對我們現(xiàn)有的流程和能力模型進(jìn)行梳理，找到需要提升的地方，升層思考和升維思考真正明確提升部分。

• 定義指標(biāo)，并能夠?qū)χ笜?biāo)進(jìn)行拆解，然后進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。

• 將抽象出來的能力訴求轉(zhuǎn)換成技術(shù)挑戰(zhàn)，此步對于技術(shù)人員來說相當(dāng)于找到了靶子，可以進(jìn)行方案的設(shè)計了，需要結(jié)合自底向上的架構(gòu)推導(dǎo)方式。

• 創(chuàng)新可以是業(yè)務(wù)創(chuàng)新，也可以是產(chǎn)品創(chuàng)新，也可以是技術(shù)創(chuàng)新，也可以是運營創(chuàng)新，升層思考、升維思考，使用第一性原理思維、生物學(xué)（進(jìn)化論--進(jìn)化=變異+選擇+隔離、熵增定律、分形和涌現(xiàn)）思維等哲科思維可以幫助我們在業(yè)務(wù)，產(chǎn)品，技術(shù)上發(fā)現(xiàn)不同的創(chuàng)新可能?？梢哉f哲科思維是架構(gòu)師的靈魂思維。

先根據(jù)業(yè)務(wù)流程，分解出系統(tǒng)時序圖，根據(jù)時序圖開始對模塊進(jìn)行歸納，從而得到粒度更大的模塊，模塊的組合／聚合構(gòu)建整個系統(tǒng)架構(gòu)。

基本上應(yīng)用邏輯架構(gòu)的推導(dǎo)有 4 個子路徑，他們分別是：

• 業(yè)務(wù)概念架構(gòu)：業(yè)務(wù)概念架構(gòu)來自于業(yè)務(wù)概念模型和業(yè)務(wù)流程。

• 系統(tǒng)模型：來自于業(yè)務(wù)概念模型。

• 系統(tǒng)流程：來自業(yè)務(wù)流程。

• 非功能性的系統(tǒng)支撐：來自對性能、穩(wěn)定性、成本的需要。
  

效率、穩(wěn)定性、性能是最影響邏輯架構(gòu)落地成物理架構(gòu)的三大主要因素，所以從邏輯架構(gòu)到物理架構(gòu)，一定需要先對效率、穩(wěn)定性和性能做出明確的量化要求。

自底向上重度依賴于演繹和歸納。如果是產(chǎn)品方案已經(jīng)明確，程序員需要理解這個業(yè)務(wù)需求，并根據(jù)產(chǎn)品方案推導(dǎo)出架構(gòu)，此時一般使用自底向上的方法，而領(lǐng)域建模就是這種自底向上的分析方法。

對于自底向上的分析方法，如果提煉一下關(guān)鍵詞，會得到如下兩個關(guān)鍵詞：

• 演繹

• 歸納

演繹就是邏輯推導(dǎo)，越是底層的，越需要演繹：

• 從用例到業(yè)務(wù)模型就屬于演繹。

• 從業(yè)務(wù)模型到系統(tǒng)模型也屬于演繹。

• 根據(jù)目前的問題，推導(dǎo)出要實施某種穩(wěn)定性措施，這也是演繹。
  

這里的歸納是根據(jù)事物的某個維度來進(jìn)行歸類，越是高層的，越需要歸納：

• 問題空間模塊劃分屬于歸納。

• 邏輯架構(gòu)中有部分也屬于歸納。

• 根據(jù)一堆穩(wěn)定性問題，歸納出，事前，事中，事后都需要做對應(yīng)的操作，是根據(jù)時間維度來進(jìn)行歸納。

大部分傳統(tǒng)架構(gòu)都是基于領(lǐng)域模型分析架構(gòu)，典型的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)模型設(shè)計可以參考 DDD（領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計），詳細(xì)可以參考《實現(xiàn)領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計》這本書。

另外《UML 和模式應(yīng)用》在領(lǐng)域建模實操方面比較好，前者偏理論了解，后者便于落地實踐。

領(lǐng)域劃分設(shè)計步驟：

①對用戶需求場景分析，識別出業(yè)務(wù)全維度 Use Case。

②分析模型魯棒圖，識別出業(yè)務(wù)場景中所有的實體對象。魯棒圖是需求設(shè)計過程中使用的一種方法（魯棒性分析），通過魯棒分析法可以讓設(shè)計人員更清晰，更全面地了解需求。

它通常使用在需求分析后及需求設(shè)計前做軟件架構(gòu)分析之用，它主要注重于功能需求的設(shè)計分析工作。

需求規(guī)格說明書為其輸入信息，設(shè)計模型為其輸出信息。它是從功能需求向設(shè)計方案過渡的第一步，重點是識別組成軟件系統(tǒng)的高級職責(zé)模塊、規(guī)劃模塊之間的關(guān)系。

魯棒圖包含三種圖形：邊界、控制、實體，三個圖形如下：

③領(lǐng)域劃分，將所有識別出的實體對象進(jìn)行分類。

④評估域劃分合理性，并進(jìn)行優(yōu)化。

隨著 IoT、大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展，以領(lǐng)域驅(qū)動的方式進(jìn)行架構(gòu)往往滿足不了需求或者達(dá)不到預(yù)期的效果。

在大數(shù)據(jù)時代，在大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景，我們需要轉(zhuǎn)變思維，從領(lǐng)域分析升維到基于大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果來進(jìn)行業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)。

這里需要架構(gòu)師具備數(shù)理統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)和 BI 的能力，以數(shù)據(jù)思維來架構(gòu)系統(tǒng)，典型的系統(tǒng)像阿里的數(shù)據(jù)分析平臺采云間和菜鳥的數(shù)據(jù)分析平臺 FBI。

上述四種思維，往往在架構(gòu)設(shè)計中是融合使用的，需要根據(jù)業(yè)務(wù)或者系統(tǒng)的需求來選擇側(cè)重思維方式。

有了架構(gòu)思維的指導(dǎo)，具體有沒有通用／標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu)框架以更好的執(zhí)行架構(gòu)設(shè)計？請看常見的架構(gòu)框架。下述的架構(gòu)框架其實本身也包含了重要的一些架構(gòu)思維。

TOGAF 是 The Open Group Architecture Framework 的縮寫，它由 The Open Group 開發(fā)，The Open Group 是一個非盈利的技術(shù)行業(yè)聯(lián)盟，它不斷更新和重申 TOGAF。

TOGAF 強調(diào)商業(yè)目標(biāo)作為架構(gòu)的驅(qū)動力，并提供了一個實踐的儲藏庫，其中包括 TOGAF 架構(gòu)開發(fā)方法（ADM）、TOGAF 架構(gòu)內(nèi)容框架、TOGAF 參考模型、架構(gòu)開發(fā)方法（ADM）指引和技術(shù)、企業(yè)連續(xù)統(tǒng)一體和 TOGAF 能力框架。

①ADM

ADM 是一個迭代的步驟順序以發(fā)展企業(yè)范圍的架構(gòu)的方法。

②架構(gòu)內(nèi)容框架

③參考模型

④ADM 指引和技術(shù)

架構(gòu)迭代階段：

在不同水平運用 ADM：

利益相關(guān)者分類：

⑤企業(yè)連續(xù)統(tǒng)一體

架構(gòu)指導(dǎo)及支持解決方案：基礎(chǔ) ?通用系統(tǒng) ?行業(yè)?組織特定。

⑥能力框架

更多內(nèi)容可以參考《TOGAF標(biāo)準(zhǔn)9.1版本》或者h(yuǎn)ttps://www./togaf。

第一個具有影響力的框架方法論就是 Zachman 框架，它是 John Zachman 首次在 1987 年提出的。

Zachman 框架模型分兩個維度：

• 橫向維度采用6W（what、how、where、who、when、why）進(jìn)行組織。

• 縱向維度反映了 IT 架構(gòu)層次，從上到下（Top-Down），分別為范圍模型、企業(yè)模型、系統(tǒng)模型、技術(shù)模型、詳細(xì)模型、功能模型。

橫向結(jié)合 6W，Zachman 框架分別由數(shù)據(jù)、功能、網(wǎng)絡(luò)、人員、時間、動機分別對應(yīng)回答 What、How、Where、Who、When 與 Why 這六個問題。

ITSA 誕生于 1986 年的惠普，是世界最早的企業(yè)架構(gòu)框架(IT戰(zhàn)略與架構(gòu))。建模原則就是“Everything you need, and nothing you don’t”，只放你要的東西。

DODAF 是美國國防部架構(gòu)框架，是一個控制“EA開發(fā)、維護(hù)和決策生成”的組織機制，是統(tǒng)一組織“團(tuán)隊資源、描述和控制EA活動”的總體結(jié)構(gòu)。

DODAF 涵蓋 DoD 的所有業(yè)務(wù)領(lǐng)域，定義了表示、描述、集成 DoD 范圍內(nèi)眾多架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)方法。

確保架構(gòu)描述可比較、評估，提供了對 FoS (系統(tǒng)族)和 SoS (體系)進(jìn)行理解、比較、集成和互操作共同的架構(gòu)基礎(chǔ)，提供開發(fā)和表達(dá)架構(gòu)描述的規(guī)則和指南，但不指導(dǎo)如何實現(xiàn)。

DODAF 核心是 8 個視點和 52 個模型：

①全景視點 AV

與所有視點相關(guān)的體系結(jié)構(gòu)描述的頂層概貌。它提供有關(guān)體系結(jié)構(gòu)描述的總體信息，諸如體系結(jié)構(gòu)描述的范圍和背景。范圍包括體系結(jié)構(gòu)描述的專業(yè)領(lǐng)域和時間框架。

背景由構(gòu)成體系結(jié)構(gòu)描述背景的相互關(guān)聯(lián)各種條件組成，包括條令，戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序，相關(guān)目標(biāo)和構(gòu)想的描述，作戰(zhàn)概念(CONOPS)，想定和環(huán)境條件。

②能力視點 CV

能力視點(CV)集中反映了與整體愿景相關(guān)的組織目標(biāo)，這些愿景指在特定標(biāo)準(zhǔn)和條件下進(jìn)行特定行動過程或是達(dá)成期望效果的能力，它們綜合使用各種手段和方式來完成一組任務(wù)。

CV 為體系結(jié)構(gòu)描述中闡述的能力提供了戰(zhàn)略背景和相應(yīng)的高層范圍，比作戰(zhàn)概念圖中定義的基于想定的范圍更全面。

這些模型是高層的，用決策者易于理解的術(shù)語來描述能力，以便溝通能力演進(jìn)方面戰(zhàn)略構(gòu)想。

③作戰(zhàn)視點 OV

作戰(zhàn)視點(OV)集中反映了完成 DoD 使命的機構(gòu)、任務(wù)或執(zhí)行的行動以及彼此間必須交換的信息。描述信息交換的種類、頻度、性質(zhì)，信息交換支持哪些任務(wù)和活動。

④服務(wù)視點 SvcV

服務(wù)視點(SvcV)集中反映了為作戰(zhàn)行動提供支撐的系統(tǒng)、服務(wù)和相互交織的功能。DoD 流程包括作戰(zhàn)、業(yè)務(wù)、情報和基礎(chǔ)設(shè)施功能。

SvcV 功能和服務(wù)資源及要素可以鏈接到 0V 中的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)功能和服務(wù)資源支撐作戰(zhàn)行動，促進(jìn)信息交換。

⑤系統(tǒng)視點 SV

系統(tǒng)視點(SV)集中反映支持作戰(zhàn)行動中的自動化系統(tǒng)、相互交聯(lián)和其他系統(tǒng)功能的信息。

隨著對面向服務(wù)環(huán)境和云計算的重視，在 DoDAF 的未來版本中也許不會有系統(tǒng)視點。

⑥數(shù)信視點 DIV

數(shù)據(jù)和信息視點(DIV)，簡稱數(shù)信視點，反映了體系結(jié)構(gòu)描述中的業(yè)務(wù)信息需求和結(jié)構(gòu)化的業(yè)務(wù)流程規(guī)則。

描述體系結(jié)構(gòu)描述中與信息交換相關(guān)的信息，諸如屬性、特征和相互關(guān)系。

必要時，本視點模型中用到的數(shù)據(jù)需要由多個架構(gòu)團(tuán)隊來共同考慮。

⑦標(biāo)準(zhǔn)視點 StdV

標(biāo)準(zhǔn)視點(StdV)是用來管控系統(tǒng)各組成部分或要素的編排、交互和相互依賴的規(guī)則的最小集。其目的是確保系統(tǒng)能滿足特定的一組操作需求。

標(biāo)準(zhǔn)視點提供技術(shù)系統(tǒng)的實施指南，以工程規(guī)范為基礎(chǔ)，確立通用的積木塊，開發(fā)產(chǎn)品線。

包括一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)行慣例、標(biāo)準(zhǔn)選項、規(guī)則和規(guī)范，這些標(biāo)準(zhǔn)在特定體系結(jié)構(gòu)描述中可以組成管控系統(tǒng)和系統(tǒng)/服務(wù)要素的文件(profile)。

⑧項目視點 PV

項目視點(PV)集中反映了項目是如何有機地組織成一個釆辦項目的有序組合。

描述多個采辦項目之間關(guān)聯(lián)關(guān)系，每個采辦項目都負(fù)責(zé)交付特定系統(tǒng)或能力。

TOGAF，Zachman，ITSA 和 DODAF 是非常不錯的架構(gòu)框架，尤其前兩者應(yīng)用很廣泛，TOGAF 還有專門的架構(gòu)認(rèn)證。

當(dāng)我們掌握了這些框架，我們是不是需要一些架構(gòu)原則來指導(dǎo)更具體的設(shè)計？請看下文。

設(shè)計原則就是架構(gòu)設(shè)計的指導(dǎo)思想，它指導(dǎo)我們?nèi)绾螌?shù)據(jù)和函數(shù)組織成類，如何將類鏈接起來成為組件和程序。

反向來說，架構(gòu)的主要工作就是將軟件拆解為組件，設(shè)計原則指導(dǎo)我們?nèi)绾尾鸾狻⒉鸾獾牧６?、組件間依賴的方向、組件解耦的方式等。

設(shè)計原則有很多，我們進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計的主導(dǎo)原則是 OCP（開閉原則），在類和代碼的層級上有：SRP（單一職責(zé)原則）、LSP（里氏替換原則）、ISP（接口隔離原則）、DIP（依賴反轉(zhuǎn)原則）。

在組件的層級上有：REP（復(fù)用、發(fā)布等同原則）、CCP（共同閉包原則）、CRP（共同復(fù)用原則），處理組件依賴問題的三原則：無依賴環(huán)原則、穩(wěn)定依賴原則、穩(wěn)定抽象原則。

①OCP（開閉原則）：設(shè)計良好的軟件應(yīng)該易于擴展，同時抗拒修改。這是我們進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計的主導(dǎo)原則，其他的原則都為這條原則服務(wù)。

②SRP（單一職責(zé)原則）：任何一個軟件模塊，都應(yīng)該有且只有一個被修改的原因，“被修改的原因“指系統(tǒng)的用戶或所有者，翻譯一下就是，任何模塊只對一個用戶的價值負(fù)責(zé)，該原則指導(dǎo)我們?nèi)绾尾鸱纸M件。

舉個例子，CTO 和 COO 都要統(tǒng)計員工的工時，當(dāng)前他們要求的統(tǒng)計方式可能是相同的，我們復(fù)用一套代碼，這時 COO 說周末的工時統(tǒng)計要乘以二，按照這個需求修改完代碼，CTO 可能就要過來罵街了。

當(dāng)然這是個非常淺顯的例子，實際項目中也有很多代碼服務(wù)于多個價值主體，這帶來很大的探秘成本和修改風(fēng)險，另外，當(dāng)一份代碼有多個所有者時，就會產(chǎn)生代碼合并沖突的問題。

③LSP（里氏替換原則）：當(dāng)用同一接口的不同實現(xiàn)互相替換時，系統(tǒng)的行為應(yīng)該保持不變。該原則指導(dǎo)的是接口與其實現(xiàn)方式。

你一定很疑惑，實現(xiàn)了同一個接口，他們的行為也肯定是一致的呀，還真不一定。

假設(shè)認(rèn)為矩形的系統(tǒng)行為是：面積=寬*高，讓正方形實現(xiàn)矩形的接口，在調(diào)用 setW 和 setH 時，正方形做的其實是同一個事情，設(shè)置它的邊長。

這時下邊的單元測試用矩形能通過，用正方形就不行，實現(xiàn)同樣的接口，但是系統(tǒng)行為變了，這是違反 LSP 的經(jīng)典案例。

④ISP（接口隔離原則）：不依賴任何不需要的方法、類或組件。該原則指導(dǎo)我們的接口設(shè)計。

當(dāng)我們依賴一個接口但只用到了其中的部分方法時，其實我們已經(jīng)依賴了不需要的方法或類，當(dāng)這些方法或類有變更時，會引起我們類的重新編譯，或者引起我們組件的重新部署，這些都是不必要的。所以我們最好定義個小接口，把用到的方法拆出來。

⑤DIP（依賴反轉(zhuǎn)原則）：指一種特定的解耦（傳統(tǒng)的依賴關(guān)系創(chuàng)建在高層次上。而具體的策略設(shè)置則應(yīng)用在低層次的模塊上）形式，使得高層次的模塊不依賴于低層次的模塊的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，依賴關(guān)系被顛倒（反轉(zhuǎn)），從而使得低層次模塊依賴于高層次模塊的需求抽象。

跨越組建邊界的依賴方向永遠(yuǎn)與控制流的方向相反。該原則指導(dǎo)我們設(shè)計組件間依賴的方向。

依賴反轉(zhuǎn)原則是個可操作性非常強的原則，當(dāng)你要修改組件間的依賴方向時，將需要進(jìn)行組件間通信的類抽象為接口，接口放在邊界的哪邊，依賴就指向哪邊。

⑥REP（復(fù)用、發(fā)布等同原則）：軟件復(fù)用的最小粒度應(yīng)等同于其發(fā)布的最小粒度。

直白地說，就是要復(fù)用一段代碼就把它抽成組件，該原則指導(dǎo)我們組件拆分的粒度。

⑦CCP（共同閉包原則）：為了相同目的而同時修改的類，應(yīng)該放在同一個組件中。

CCP 原則是 SRP 原則在組件層面的描述。該原則指導(dǎo)我們組件拆分的粒度。

對大部分應(yīng)用程序而言，可維護(hù)性的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可復(fù)用性，由同一個原因引起的代碼修改，最好在同一個組件中，如果分散在多個組件中，那么開發(fā)、提交、部署的成本都會上升。

⑧CRP（共同復(fù)用原則）：不要強迫一個組件依賴它不需要的東西。CRP 原則是 ISP原則在組件層面的描述。該原則指導(dǎo)我們組件拆分的粒度。

相信你一定有這種經(jīng)歷，集成了組件 A，但組件 A 依賴了組件 B、C。即使組件 B、C 你完全用不到，也不得不集成進(jìn)來。

這是因為你只用到了組件 A 的部分能力，組件 A 中額外的能力帶來了額外的依賴。如果遵循共同復(fù)用原則，你需要把 A 拆分，只保留你要用的部分。

REP、CCP、CRP 三個原則之間存在彼此競爭的關(guān)系，REP 和 CCP 是黏合性原則，它們會讓組件變得更大，而 CRP 原則是排除性原則，它會讓組件變小。

遵守REP、CCP 而忽略 CRP，就會依賴了太多沒有用到的組件和類，而這些組件或類的變動會導(dǎo)致你自己的組件進(jìn)行太多不必要的發(fā)布。

遵守 REP、CRP 而忽略 CCP，因為組件拆分的太細(xì)了，一個需求變更可能要改 n 個組件，帶來的成本也是巨大的。

除了上述設(shè)計原則，還有一些重要的指導(dǎo)原則如下：

• N+1 設(shè)計：系統(tǒng)中的每個組件都應(yīng)做到?jīng)]有單點故障。

• 回滾設(shè)計：確保系統(tǒng)可以向前兼容，在系統(tǒng)升級時應(yīng)能有辦法回滾版本。

• 禁用設(shè)計：應(yīng)該提供控制具體功能是否可用的配置，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能夠快速下線功能。

• 監(jiān)控設(shè)計：在設(shè)計階段就要考慮監(jiān)控的手段，便于有效的排查問題，比如引入 traceId、業(yè)務(wù)身份 Id 便于排查監(jiān)控問題。

• 多活數(shù)據(jù)中心設(shè)計：若系統(tǒng)需要極高的高可用，應(yīng)考慮在多地實施數(shù)據(jù)中心進(jìn)行多活，至少在一個機房斷電的情況下系統(tǒng)依然可用。

• 采用成熟的技術(shù)：剛開發(fā)的或開源的技術(shù)往往存在很多隱藏的 Bug，出了問題沒有很好的商業(yè)支持可能會是一個災(zāi)難。

• 資源隔離設(shè)計：應(yīng)避免單一業(yè)務(wù)占用全部資源。

• 架構(gòu)水平擴展設(shè)計：系統(tǒng)只有做到能水平擴展，才能有效避免瓶頸問題。

• 非核心則購買的原則：非核心功能若需要占用大量的研發(fā)資源才能解決，則考慮購買成熟的產(chǎn)品。

• 使用商用硬件：商用硬件能有效降低硬件故障的機率。

• 快速迭代：系統(tǒng)應(yīng)該快速開發(fā)小功能模塊，盡快上線進(jìn)行驗證，早日發(fā)現(xiàn)問題大大降低系統(tǒng)交付的風(fēng)險。

• 無狀態(tài)設(shè)計：服務(wù)接口應(yīng)該做成無狀態(tài)的，當(dāng)前接口的訪問不依賴于接口上次訪問的狀態(tài)。

架構(gòu)師知道了職責(zé)，具備很好的架構(gòu)思維，掌握了通用的架構(gòu)框架和方法論，使用架構(gòu)原則進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計，不同的業(yè)務(wù)和系統(tǒng)要求不一樣，那么有沒有針對不同場景的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計？

下文就針對分布式架構(gòu)演進(jìn)、單元化架構(gòu)、面向服務(wù) SOA 架構(gòu)、微服務(wù)架構(gòu)、Serverless 架構(gòu)進(jìn)行介紹，以便于我們在實際運用中進(jìn)行參考使用。

①初始階段架構(gòu)

特征：應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫，文件等所有資源都放在一臺服務(wù)器上。

②應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)以及文件服務(wù)分離

說明：好景不長，發(fā)現(xiàn)隨著系統(tǒng)訪問量的再度增加，Web Server 機器的壓力在高峰期會上升到比較高，這個時候開始考慮增加一臺 Web Server。

特征：應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫、文件分別部署在獨立的資源上。

③使用緩存改善性能

說明：系統(tǒng)訪問特點遵循二八定律，即 80% 的業(yè)務(wù)訪問集中在 20% 的數(shù)據(jù)上。

緩存分為本地緩存和遠(yuǎn)程分布式緩存，本地緩存訪問速度更快但緩存數(shù)據(jù)量有限，同時存在與應(yīng)用程序爭用內(nèi)存的情況。

特征：數(shù)據(jù)庫中訪問較集中的一小部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲在緩存服務(wù)器中，減少數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù)，降低數(shù)據(jù)庫的訪問壓力。

③使用“應(yīng)用服務(wù)器”集群

說明：在做完分庫分表這些工作后，數(shù)據(jù)庫上的壓力已經(jīng)降到比較低了，又開始過著每天看著訪問量暴增的幸福生活了。

突然有一天，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的訪問又開始有變慢的趨勢了，這個時候首先查看數(shù)據(jù)庫，壓力一切正常。

之后查看 Web Server，發(fā)現(xiàn) Apache 阻塞了很多的請求， 而應(yīng)用服務(wù)器對每個請求也是比較快的，看來是請求數(shù)太高導(dǎo)致需要排隊等待，響應(yīng)速度變慢。

特征：多臺服務(wù)器通過負(fù)載均衡同時向外部提供服務(wù)，解決單臺服務(wù)器處理能力和存儲空間上限的問題。

描述：使用集群是系統(tǒng)解決高并發(fā)、海量數(shù)據(jù)問題的常用手段。通過向集群中追加資源，提升系統(tǒng)的并發(fā)處理能力，使得服務(wù)器的負(fù)載壓力不再成為整個系統(tǒng)的瓶頸。

④數(shù)據(jù)庫讀寫分離

說明：享受了一段時間的系統(tǒng)訪問量高速增長的幸福后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)又開始變慢了，這次又是什么狀況呢？經(jīng)過查找，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫寫入、更新的這些操作的部分?jǐn)?shù)據(jù)庫連接的資源競爭非常激烈，導(dǎo)致了系統(tǒng)變慢。

特征：數(shù)據(jù)庫引入主備部署。

描述：把數(shù)據(jù)庫劃分為讀庫和寫庫，通過引入主從數(shù)據(jù)庫服務(wù)，讀和寫操作在不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)處理。

讀庫可以有多個，通過同步機制把寫庫的數(shù)據(jù)同步到讀庫，對于需要查詢最新寫入數(shù)據(jù)場景，可以通過在緩存中多寫一份，通過緩存獲得最新數(shù)據(jù)。

⑤反向代理和 CDN 加速

特征：采用 CDN 和反向代理加快系統(tǒng)的訪問速度。

描述：為了應(yīng)付復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和不同地區(qū)用戶的訪問，通過 CDN 和反向代理加快用戶訪問的速度，同時減輕后端服務(wù)器的負(fù)載壓力。CDN 與反向代理的基本原理都是緩存。

⑥“分布式文件”系統(tǒng) 和 “分布式數(shù)據(jù)庫”

說明：隨著系統(tǒng)的不斷運行，數(shù)據(jù)量開始大幅度增長，這個時候發(fā)現(xiàn)分庫后查詢?nèi)匀粫行┞?，于是按照分庫的思想開始做分表的工作。

特征：數(shù)據(jù)庫采用分布式數(shù)據(jù)庫，文件系統(tǒng)采用分布式文件系統(tǒng)。

描述：任何強大的單一服務(wù)器都滿足不了大型系統(tǒng)持續(xù)增長的業(yè)務(wù)需求，數(shù)據(jù)庫讀寫分離隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展最終也將無法滿足需求，需要使用分布式數(shù)據(jù)庫及分布式文件系統(tǒng)來支撐。

分布式數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫拆分的最后方法，只有在單表數(shù)據(jù)規(guī)模非常龐大的時候才使用，更常用的數(shù)據(jù)庫拆分手段是業(yè)務(wù)分庫，將不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫部署在不同的物理服務(wù)器上。

⑦使用 NoSQL 和搜索引擎

特征：系統(tǒng)引入 NoSQL 數(shù)據(jù)庫及搜索引擎。

描述：隨著業(yè)務(wù)越來越復(fù)雜，對數(shù)據(jù)存儲和檢索的需求也越來越復(fù)雜，系統(tǒng)需要采用一些非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫如 NoSQL 和分?jǐn)?shù)據(jù)庫查詢技術(shù)如搜索引擎。

應(yīng)用服務(wù)器通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問模塊訪問各種數(shù)據(jù)，減輕應(yīng)用程序管理諸多數(shù)據(jù)源的麻煩。

⑧業(yè)務(wù)拆分

特征：系統(tǒng)上按照業(yè)務(wù)進(jìn)行拆分改造，應(yīng)用服務(wù)器按照業(yè)務(wù)區(qū)分進(jìn)行分別部署。

描述：為了應(yīng)對日益復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景，通常使用分而治之的手段將整個系統(tǒng)業(yè)務(wù)分成不同的產(chǎn)品線，應(yīng)用之間通過超鏈接建立關(guān)系，也可以通過消息隊列進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)，當(dāng)然更多的還是通過訪問同一個數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)來構(gòu)成一個關(guān)聯(lián)的完整系統(tǒng)。

縱向拆分：將一個大應(yīng)用拆分為多個小應(yīng)用，如果新業(yè)務(wù)較為獨立，那么就直接將其設(shè)計部署為一個獨立的 Web 應(yīng)用系統(tǒng)，縱向拆分相對較為簡單，通過梳理業(yè)務(wù)，將較少相關(guān)的業(yè)務(wù)剝離即可。

橫向拆分：將復(fù)用的業(yè)務(wù)拆分出來，獨立部署為分布式服務(wù)，新增業(yè)務(wù)只需要調(diào)用這些分布式服務(wù)橫向拆分需要識別可復(fù)用的業(yè)務(wù)，設(shè)計服務(wù)接口，規(guī)范服務(wù)依賴關(guān)系。

⑨分布式服務(wù)

特征：公共的應(yīng)用模塊被提取出來，部署在分布式服務(wù)器上供應(yīng)用服務(wù)器調(diào)用。

描述：隨著業(yè)務(wù)越拆越小，應(yīng)用系統(tǒng)整體復(fù)雜程度呈指數(shù)級上升，由于所有應(yīng)用要和所有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接，最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫連接資源不足，拒絕服務(wù)。

⑩分布式服務(wù)的問題和挑戰(zhàn)：

• 當(dāng)服務(wù)越來越多時，服務(wù) URL 配置管理變得非常困難，F(xiàn)5 硬件負(fù)載均衡器的單點壓力也越來越大。

• 當(dāng)進(jìn)一步發(fā)展，服務(wù)間依賴關(guān)系變得錯蹤復(fù)雜，甚至分不清哪個應(yīng)用要在哪個應(yīng)用之前啟動，架構(gòu)師都不能完整的描述應(yīng)用的架構(gòu)關(guān)系。

• 服務(wù)的調(diào)用量越來越大，服務(wù)的容量問題就暴露出來，這個服務(wù)需要多少機器支撐？什么時候該加機器？

• 服務(wù)多了，溝通成本也開始上升，調(diào)某個服務(wù)失敗該找誰？服務(wù)的參數(shù)都有什么約定？ 

• 一個服務(wù)有多個業(yè)務(wù)消費者，如何確保服務(wù)質(zhì)量？

• 隨著服務(wù)的不停升級，總有些意想不到的事發(fā)生，比如 Cache 寫錯了導(dǎo)致內(nèi)存溢出，故障不可避免，每次核心服務(wù)一掛，影響一大片，人心慌慌，如何控制故障的影響面？服務(wù)是否可以功能降級？或者資源劣化？ 

針對這些問題，下述的單元化架構(gòu)，微服務(wù)架構(gòu)以及 Serveless 架構(gòu)可以一定程度解決，另外針對業(yè)務(wù)系統(tǒng)，需要做到業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)隔離、管理域和運行域分開、業(yè)務(wù)與平臺隔離方可解決上述問題。

①什么是單元化：單元化架構(gòu)是從并行計算領(lǐng)域發(fā)展而來。在分布式服務(wù)設(shè)計領(lǐng)域，一個單元（Cell）就是滿足某個分區(qū)所有業(yè)務(wù)操作的自包含的安裝。

而一個分區(qū)（Shard），則是整體數(shù)據(jù)集的一個子集，如果你用尾號來劃分用戶，那同樣尾號的那部分用戶就可以認(rèn)為是一個分區(qū)。單元化就是將一個服務(wù)設(shè)計改造讓其符合單元特征的過程。

②單元化的必要性：隨著硬件的不斷升級，計算機硬件能力已經(jīng)越來越強，CPU 越來越快，內(nèi)存越來越大，網(wǎng)絡(luò)越來越寬。這讓我們看到了在單臺機器上垂直擴展的機會。

尤其是當(dāng)你遇到一個性能要求和容量增長可以預(yù)期的業(yè)務(wù)，單元化給我們提供另外的機會，讓我們可以有效降低資源的使用，提供更高性能的服務(wù)。

更高性能更低成本是我們的主要目標(biāo)，經(jīng)過單元化改造，我們得以用更少（約二分之一）的機器，獲得了比原來更高（接近百倍）的性能。

性能的提升很大部分原因在于服務(wù)的本地化，而服務(wù)的集成部署又進(jìn)一步降低了資源的使用。

除了性能收益，還有很多收益，比如更好的隔離性，包括請求隔離和資源隔離，比如更友好的升級，產(chǎn)品可以灰度發(fā)布等。單元化改造后對高峰的應(yīng)對以及擴容方式等問題的解決。

③如何做到單元化：先看下圖傳統(tǒng)的服務(wù)架構(gòu)，服務(wù)是分層的，每一層使用不同的分區(qū)算法，每一層都有不同數(shù)量的節(jié)點，上層節(jié)點隨機選擇下層節(jié)點。

再看下圖單元化架構(gòu)，其為性能和隔離性而設(shè)計，上層節(jié)點訪問指定下層節(jié)點。

在單元化架構(gòu)下，服務(wù)雖然分層劃分，但每個單元自成一體。按照層次來講的話，所有層使用相同的分區(qū)算法，每一層都有相同數(shù)量的節(jié)點，上層節(jié)點也會訪問指定的下層節(jié)點。

SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)的架構(gòu)）是一個組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元（稱為服務(wù)）通過這些服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來。

接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的，它應(yīng)該獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。

這使得構(gòu)建在各種各樣的系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。

面向服務(wù)架構(gòu)，它可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。

服務(wù)層是 SOA 的基礎(chǔ)，可以直接被應(yīng)用調(diào)用，從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性。

SOA 的實施具有幾個鮮明的基本特征。實施 SOA 的關(guān)鍵目標(biāo)是實現(xiàn)企業(yè) IT 資產(chǎn)的最大化作用。

要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就要在實施 SOA 的過程中牢記以下特征：

• 可從企業(yè)外部訪問

• 隨時可用

• 粗粒度的服務(wù)接口分級

• 松散耦合

• 可重用的服務(wù)

• 服務(wù)接口設(shè)計管理

• 標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)接口

• 支持各種消息模式

• 精確定義的服務(wù)契約
  

為了實現(xiàn) SOA，企業(yè)需要一個服務(wù)架構(gòu)，下圖顯示了一個例子：

在上圖中， 服務(wù)消費者（service consumer）可以通過發(fā)送消息來調(diào)用服務(wù)。這些消息由一個服務(wù)總線（service bus）轉(zhuǎn)換后發(fā)送給適當(dāng)?shù)姆?wù)實現(xiàn)。

這種服務(wù)架構(gòu)可以提供一個業(yè)務(wù)規(guī)則引擎（business rules engine），該引擎容許業(yè)務(wù)規(guī)則被合并在一個服務(wù)里或多個服務(wù)里。

這種架構(gòu)也提供了一個服務(wù)管理基礎(chǔ)（service management infrastructure），用來管理服務(wù)，類似審核，列表（billing），日志等功能。

此外，該架構(gòu)給企業(yè)提供了靈活的業(yè)務(wù)流程，更好地處理控制請求（regulatory requirement），例如 Sarbanes Oxley（SOX），并且可以在不影響其他服務(wù)的情況下更改某項服務(wù)。

先來看看傳統(tǒng)的 Web 開發(fā)方式，通過對比比較容易理解什么是 Microservice Architecture。

和 Microservice 相對應(yīng)的，這種方式一般被稱為 Monolithic（單體式開發(fā)）。

所有的功能打包在一個 WAR 包里，基本沒有外部依賴（除了容器），部署在一個 JEE 容器（Tomcat，JBoss，WebLogic）里，包含了 DO/DAO，Service，UI 等所有邏輯。

優(yōu)點：

• 開發(fā)簡單，集中式管理。

• 基本不會重復(fù)開發(fā)。

• 功能都在本地，沒有分布式的管理和調(diào)用消耗。

缺點：

• 效率低：開發(fā)都在同一個項目改代碼，相互等待，沖突不斷。
  

• 維護(hù)難：代碼功能耦合在一起，新人不知道從何下手。
  

• 不靈活：構(gòu)建時間長，任何小修改都要重構(gòu)整個項目，耗時。
  

• 穩(wěn)定性差：一個微小的問題，都可能導(dǎo)致整個應(yīng)用掛掉。
  

• 擴展性不夠：無法滿足高并發(fā)下的業(yè)務(wù)需求。
  

常見的系統(tǒng)架構(gòu)遵循的三個標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)驅(qū)動力：

• 提高敏捷性：及時響應(yīng)業(yè)務(wù)需求，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。

• 提升用戶體驗：提升用戶體驗，減少用戶流失。

• 降低成本：降低增加產(chǎn)品、客戶或業(yè)務(wù)方案的成本。

基于微服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計：

• 目的：有效的拆分應(yīng)用，實現(xiàn)敏捷開發(fā)和部署。

關(guān)于微服務(wù)的一個形象表達(dá)：

• X 軸：運行多個負(fù)載均衡器之后的運行實例。

• Y 軸：將應(yīng)用進(jìn)一步分解為微服務(wù)（分庫）。

• Z 軸：大數(shù)據(jù)量時，將服務(wù)分區(qū)（分表）。

SOA 和微服務(wù)的區(qū)別：

• SOA 喜歡重用，微服務(wù)喜歡重寫。

• SOA 喜歡水平服務(wù)，微服務(wù)喜歡垂直服務(wù)。

• SOA 喜歡自上而下，微服務(wù)喜歡自下而上。

①思想：無服務(wù)器是一種架構(gòu)理念，其核心思想是將提供服務(wù)資源的基礎(chǔ)設(shè)施抽象成各種服務(wù)，以 API 接口的方式供給用戶按需調(diào)用，真正做到按需伸縮、按使用收費。

②優(yōu)勢：消除了對傳統(tǒng)的海量持續(xù)在線服務(wù)器組件的需求，降低了開發(fā)和運維的復(fù)雜性，降低運營成本并縮短了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的交付周期，使得用戶能夠?qū)Ｗ⒃趦r值密度更高的業(yè)務(wù)邏輯的開發(fā)上。

③內(nèi)容：目前業(yè)界較為公認(rèn)的無服務(wù)器架構(gòu)主要包括兩個方面，即提供計算資源的函數(shù)服務(wù)平臺 FaaS，以及提供托管云服務(wù)的后端服務(wù) BaaS。

函數(shù)即服務(wù)（Function as a Service）：是一項基于事件驅(qū)動的函數(shù)托管計算服務(wù)。

通過函數(shù)服務(wù)，開發(fā)者只需要編寫業(yè)務(wù)函數(shù)代碼并設(shè)置運行的條件，無需配置和管理服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施，函數(shù)代碼運行在無狀態(tài)的容器中，由事件觸發(fā)且短暫易失，并完全由第三方管理，基礎(chǔ)設(shè)施對應(yīng)用開發(fā)者完全透明。

函數(shù)以彈性、高可靠的方式運行，并且按實際執(zhí)行資源計費，不執(zhí)行不產(chǎn)生費用。

后端即服務(wù)（Backend as a Service）：BaaS 覆蓋了應(yīng)用可能依賴的所有第三方服務(wù)，如云數(shù)據(jù)庫、身份驗證、對象存儲等服務(wù)。

開發(fā)人員通過 API 和由 BaaS 服務(wù)商提供的 SDK，能夠集成所需的所有后端功能，而無需構(gòu)建后端應(yīng)用，更不必管理虛擬機或容器等基礎(chǔ)設(shè)施，就能保證應(yīng)用的正常運行。

三個 less 感覺很好：

• Codeless 對應(yīng)的是服務(wù)開發(fā)，實現(xiàn)了源代碼托管，你只需要關(guān)注你的代碼實現(xiàn)，而不需要關(guān)心你的代碼在哪，因為在整個開發(fā)過程中你都不會感受到代碼庫和代碼分支的存在。

• Applicationless 對應(yīng)的是服務(wù)發(fā)布，在服務(wù)化框架下，你的服務(wù)發(fā)布不再需要申請應(yīng)用，也不需要關(guān)注你的應(yīng)用在哪。

• Serverless 對應(yīng)的則是服務(wù)運維，有了 Serverless 化能力，你不再需要關(guān)注你的機器資源，Servlerless 會幫你搞定機器資源的彈性擴縮容。

架構(gòu)師在完成上述架構(gòu)設(shè)計后，最終是需要協(xié)同利益相關(guān)方一起按項目化運作落地拿結(jié)果。

那么應(yīng)該如何保證利益相關(guān)方在項目落地的滿意度，如何保證按照架構(gòu)很好的拿到項目成功的結(jié)果呢？架構(gòu)管理能力是架構(gòu)師非常重要的能力。

架構(gòu)共贏模型：

架構(gòu)結(jié)果管理：

參考資料：

• https://developer.alipay.com/article/8538

• https://www.cnblogs.com/wintersun/p/8972949.html

• https://www./articles/95466

• https://www./articles/104688

• https://yuque./tmf/documents/how-to-desigin-domain