【新东网技术大咖带您走进软件架构设计】软件架构设计那点事儿

发布时间： 2016-11-18 12:04:02  

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文/郑实 通信研发部

计算系统的软件构架是指该系统的一个或多个结构，它由软件组件、组件的外部可见特性以及这些组件之间的关系组成。

系统架构设计一般分为三个阶段

本阶段是架构实践中最常见的短板，这一阶段的目的是分析业务需求和约束背后的衍生需求、发现遗漏需求、确定关键功能、确定关键质量、权衡质量属性之间的矛盾关系。

系统架构设计失败的原因，最常见的有以下几个：

1. 遗漏至关重要的架构影响因素（失败率约50%）；

2. 不能驯服频繁变化的需求（失败率约40%）；

3. 不能覆盖架构各方面（失败率约30%）；

4. 不能验证架构并作出调整（失败率约40%）；

这些导致业主方得不到真正满足他们需求的系统，因此我们在架构准备阶段要确定系统关键质量和关键功能。

确定关键质量有以下五大原则：

1. 考虑多方涉众

业主方不仅关注功能，同时也需要质量。业主方关注的质量可能包括易用性、性能、持续可用性、稳定性和健壮性等。业主方不一定是最终用户，比如电信网上营业厅系统的客户是电信公司，但最终用户可能是终端用户或系统配置员，他们所关注的质量属性可能并不一致。

2. 检查性思维

随时检查各个质量属性，判定每一项是否确实算得上“关键质量”，从而防止遗漏关键需求。

3. 识别矛盾+划定优先级；

4. 严格程度符合领域与规模特点；

5. 关键质量属性个数根据项目、产品、平台不同而不同。

确定关键功能要区分出核心功能、必做功能、高风险功能、独特功能。关键功能子集的确定不存在所谓的标准答案，关键功能所占比例应灵活确定，大概占20%~30%。

本阶段是大型系统成败关键，根据重大需求，确定概要架构。概要架构要满足“架构=组件+交互”的基本定义，对高层组件的“职责”进行笼统界定，并给出高层组件的相互关系，不应涉及接口细节。实际上，架构设计的驱动力是“功能+质量+约束”，概要架构阶段根据重大需求、特殊需求、高风险需求形成稳定的高层架构设计成果。

概要架构可分为3个步骤：

1. 基于关键功能（而不是对所有功能）、借助鲁棒图（而不是序列图）进行初步设计；

2. 综合初步设计确定高层分割；

3. 考虑非功能性需求做出相应决策，非功能性需求包括可用性、安全性、性能、易用性、可修改性、可测试性等，架构设计更应该关注非功能性需求，考虑非功能性需求要趁早。

本阶段是团队大规模并行开发基础阶段，要细化架构设计，关注不同视图。在概念架构阶段输出系统解决方案，但是方案并不等同于架构。方案是“项目+需求+架构”的总览，方案包含一定的架构内容，但是架构设计的工作还远未完成，还需细化架构。

细化架构与概念架构是存在差异的。

在细化架构中，接口占据非常核心的地位，而概念架构并不关心明确的接口定义（只有抽象的组件和抽象的交互机制）。

细化架构重视通过子系统和模块来分割整个系统，并且子系统往往有明确的接口；而概念架构中只有抽象的组件，这些组件没有接口。

细化架构基于接口编程、消息机制或远程方法调用进行实在的交互；而概念架构的交互是“概念化”的，如“A层使用B层服务”。

细化架构包括逻辑架构、物理架构、运行架构、开发架构、数据架构。

最后在架构设计过程中要持续贯穿关注非功能需求，包括可用性、安全性、性能、易用性、可修改性、可测试性等，架构设计应该关注非功能性需求，更要提前关注非功能性需求。它是一个系统是否可用、好用的关键，也是一个系统架构设计是否成功的关键。