人人都是架构师???谈何容易!!

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2021-06-13 07:52

软件架构跟盖楼有异曲同工之妙。首先建筑师(软件行业:称之为架构师)在图纸上把大楼外观、主体结构、材料工艺、施工流程等设计好。施工队根据图纸,打好地基,并开始建设能满足抗地震、抗台风、抗沉降(高并发、高性能、高可用)等必备条件的大楼主体结构,然后再浇筑墙体、封顶、室内装饰。

建筑师对主体结构的设计,在软件工程中便是架构设计;大楼的主体结构在软件工程中就是架构,它主要处理软件的子系统和组件的开发和部署方式、技术指标和规范,以及它们之间的相互关系。

很多人多架构师可能有误解,认为只是做了好多很炫的PPT,各种的架构图、UML图、流程图、模块拆分、组件拆分、部署图等,感觉完全是纸上谈兵,一行代码没写,夸夸其谈。

其实不然,古代带兵打仗,讲究兵马未动粮草先行,正式开拔前一定要先把准备工作做好。毕竟做设计比写代码推翻重来的成本要低得多。


成为一名优秀的架构师需要具备很多条件:

  • 业务理解转化能力
  • 思维抽象能力
  • 软件建模能力
  • 高并发、高性能、高可用的分布式系统架构设计能力
  • 前沿技术选型把控能力
  • 系统重构能力
  • 快速学习能力
  • 此外,还要懂分布式缓存、消息队列、负载均衡、数据库、NoSQL、搜索、RPC、容器、分库分表、注册中心、分布式配置、链路跟踪、服务治理、系统监控、微服务等等。此处省略1万字。。。

兵法有云,“战略上藐视敌人,战术上重视敌人!”


有一个自信的意识,意味着你一只脚已经迈入成功的大门。

低头走路,时不时也要抬头看天。要想做好、做精一件事,不能只局限某一个细节点,要做到既有点也有面。放眼全局,才能更好验证细节做的好不好,在整体架构中是否合理。否则,很容易导致木桶效应

如何做好架构设计,有哪些经验可以遵循,我们简单来学习下

🌴 一、“拆分” ,降低架构复杂度


世上没有无缘无故的爱,也没有无缘无故的恨,一切皆有因果。那为什么要做拆分呢?

人类大脑神经信号传递靠的是离子,通过透过钠与钾等离子来传输,其速度被限制在化学扩散的速率,所以我们的大脑内大部分神经信号是以约 30m/s 的速度传播。

由于人脑处理问题的能力是有限的,当面对复杂问题时,会主动去寻找一些方法提升效率(这也是人与动物的最大区别,人具有思考能力)。神器就是拆分,将复杂问题拆解为多个相对简单的小问题。分而治之、各个击破,这样做极大地提高了解决复杂问题的可能性和效率。

简单归纳:应用拆分、服务拆分、数据拆分、应用解耦。

比如常见的电商领域,当用户发展到一定规模后,会拆分成一系列的业务子域:商户、商品、库存、权限、订单、支付、履约、结算、售后、财务、会员、营销、采购、仓储等众多模块,项目实战中可以结合DDD,来帮助我们理清、划分各个子系统的边界。


拆分带来的好处:

  • 需求不断叠加导致并行开发和上线时,通过拆分可以减少相互影响。
  • 降低系统的复杂度,让研发人员适当聚焦,提升专业度。
  • 弱化各个模块间的耦合性,降低整体系统风险
  • 大家分工更加明确,各司其职,工作效率更高
  • 拆分微服务后,无状态化部署,更容易横向扩容,方便我们有针对性补齐某块性能短板,提升整体系统吞吐量


拆分需注意事项:

  • 最好是从顶层按业务及业务流程来垂直拆分,而不是纯技术视角维度。毕竟研发更多是跟着产品节奏来走
  • 对于拆分得到的具体模块,可以按读写分离在线离线分离快慢分离场景分离等方式做进一步的水平拆分。
  • 随着业务的升级演化,不断调整策略,将易变与稳定共性与非共性进行水平拆分

拆分是架构设计大型复杂系统的第一步,对降低系统复杂性有着决定性的意义,它也是架构师的必备技能之一。


🌴 二、认知抽象,架构模式有通用性


认知很重要,认知很重要,认知真的重要,重要的话说三遍。大家应该听过一个成语:“一通百通”,出自明·吴承恩《西游记》。

原文:这猴王也是他一窍通时百窍通,当时习了口诀,自习自练,将七十二般变化,都学成了。


翻译过来:一个主要的弄通了,其他的自然也都会弄通。

相信很多人都面试过别人,或者被别人面试过。大家有没有发现一个现象,简历中项目经验很重要,但是有时想招到一个对口业务的人真的很难,这时考量标准就会转变为对求职者的基础技术能力(比如算法)、表达能力、归纳能力、抽象思维能力。正所谓“一通百通”,你在一个行业积累了成功的项目经验,那么再换一个赛道也不会有问题。

现如今,互联网行业快速发展,各种垂直化业务如雨后春笋般涌现出来,腾讯的IM即时通讯、阿里巴巴的电商、滴滴的打车、百度的搜索、饿了么的O2O外卖。


看似形态各异,但细细一想,是不是也可以归纳为:读业务、写业务、扣减业务。

  • 读业务:对于读的SLA(服务等级协议)要求非常高。但考虑到数据更改的频率低,通常采用数据尽量前置应对性能要求。
  • 写业务:对写的SLA要求高,写业务的特点是写入的数据是用户私有的而不是共享的,同时写入不需要依赖已有的数据。对于 UGC 写业务,只要尽最大可能将数据存储下来即可。
  • 扣减业务:与上面写业务类似,但是写入的内容要少很多,但是对单个数值的并发修改能力要求很高,可以考虑将大库存拆分N份小库存,从而降低并发写压力。

假如你在微博工作做,知道微博的热搜事件(读事件)如何架构,缓存的热点问题如何解决。那么同样切到电商业务,对一些爆款商品的展示,我们也是有很多共性化的技术方案可以参考,我们要学会举一反三。


🌴 三、一图胜千言,画各种类型图


为什么架构师都喜欢画图呢,一图胜千言啊。人的生理结构更容易接受视觉型知识输入。

《五视图法》描述架构:

  • 逻辑视图:对应逻辑架构,主要关注功能需求,以及系统职责和行为的划分。逻辑视图不仅包括用户可见的功能,还包括相应的辅助功能。比如秒杀系统中的活动场次切换、商品列表、用户登录、活动管理、后台权限等功能

  • 开发视图:对应开发架构,主要关注系统开发过程中的质量属性。它包括软件源码的组织方式、引入开源框架、配置方式、编译打包方式以及与第三方包的依赖关系等。

  • 运行视图:对应运行架构,主要关注软件运行过程中的质量属性,它包括进程、线程、协程、对象之间的并发、同步、通信的问题等。

  • 物理视图:对应物理架构,主要关注安装和部署需求。它包括软件运行时的系统、网络、服务器等基础设施和相关配置,以及如何利用基础设施来实现应用程序的高可用、可伸缩等。

  • 数据视图:对应数据架构,通常用 E-R 图(Entity Relationship Diagram,实体-联系图)表示。主要关注数据需求,它包括数据的格式、属性、关系等。


🌴 四、系统是演化来的,切勿初期就翻天覆地


随着公司业务的扩大,系统也会经历一个演化过程。大致分为这么几个阶段:烟囱式架构 --> 平台化 --> 中台化

就像人一样,每个阶段也都有自己的优点和不足,业务早期追求速度,讲究快速落地,抢占市场,时间就是生命,我们可能采用集中式架构,系统快速落地,后期在慢慢优化、架构升级。

早期的系统很多都是烟囱式架构,自上而下一体化,存在大量的模块重复,导致维护成本很高。另外模块割裂对业务也有很大影响,比如:会员模块,每个渠道都有自己的独立用户体系,用户登录网站系统时需要记住多套账号,体验较差。也不利于数据互通、共享,无法最大化发挥数据的价值。此时,便有了从烟囱式架构朝着平台化演化。


平台化是从降低技术重复的角度出发,将重复模块进行融合,从而提升效率。


中台化,也称为企业级的能力复用平台。从业务复用的角度出发,进一步提升业务落地的效率。

中台的搭建思路:

  • 从平台化到中台化演化升级,可以从业务能力可视化业务能力在线配置化的方法进行落地改造。
  • 开发建设一套业务可视化平台,将业务平台中的代码流程可视化地登记到可视化系统中,按照一定的连线规则流程引擎规则,形成业务流。另外要保证可视化平台能够在业务代码修改后,实时感知更新相对应的流程。


可视化之后,业务逻辑可以直接在可视化平台上展现出来,业务方和产品经理不需要频繁和研发沟通确认需求,可以极大地减少沟通时间,有助于业务快速落地

中台价值:当面对不断出现的新的业务场景和形态时(如电商里新出现的社区团购等),中台需要快速地复用已有能力,去满足业务新建站点或不断扩宽业务边界的诉求。


🌴 最后,聊聊关于 “道” 认知

不管是设计什么样的系统,在做技术方案前一定要充分了解业务背景、客户需求,否则很容易走偏。最终开发出来的系统不是客户想要的。

除了分析功能需求外,还要深入挖掘背后的非功能需求,如:面向的客户群体是哪些?有多少用户?一般什么时候访问系统?可能会做出哪些危害系统的操作?

有针对性的加固系统,如果是秒杀性质,要思考系统如何不被瞬间洪峰流量冲垮。提前准备降级方案,舍小保大。在保证系统的高并发输出外,也要兼顾系统的稳定性。

架构和历史也是一样,分久必合合久必分,但在分分合合的过程中一定要结合业务现状来设计演化。千万不要脱离业务,纯技术或心性自由发挥,这样很容易受挫。

最后,这个世界上没有什么是完美的,架构设计也是一样的,比如拆分后带来的分布式事务、调用链路变长、模块变多,线上服务器增多,排查问题复杂,跨团队沟通成本增加等问题。不管怎样,满足当前业务发展,且预留一定的扩展性,满足未来短期内的发展需要,这样的架构设计就是合格的架构设计。





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互联网全栈架构

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