公司決定使用軟件解決特定問題奈梳，因此它收集了該系統(tǒng)的需求列表雇毫。 存在多種用于執(zhí)行需求收集的技術(shù)眠砾，這些技術(shù)通常由團隊使用的軟件開發(fā)過程定義商模。 但是至会，架構(gòu)師在設(shè)計軟件解決方案時必須考慮許多其他因素蜀肘，如圖所示吗蚌。

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架構(gòu)師可以在定義域或業(yè)務(wù)需求方面進行協(xié)作科吭，但是一項主要職責(zé)是定義煞烫、發(fā)現(xiàn)和分析軟件必須執(zhí)行的與領(lǐng)域或業(yè)務(wù)不直接相關(guān)的所有事情：架構(gòu)特征损晤。

軟件架構(gòu)與編碼和設(shè)計的區(qū)別是什么？許多事情红竭，包括架構(gòu)師在定義架構(gòu)特征方面的角色尤勋，是獨立于問題域的系統(tǒng)方面的重要問題。許多組織使用各種術(shù)語（包括非功能性需求）來描述軟件的這些功能茵宪，但是我們不喜歡該術(shù)語最冰，因為它是貶義的。架構(gòu)師創(chuàng)建該術(shù)語是為了將架構(gòu)特征與功能需求區(qū)分開來稀火，但是從語言的角度來看暖哨，命名非功能性的東西會帶來負面影響：如何說服團隊充分注意“非功能性”的東西？另一個流行的術(shù)語是質(zhì)量屬性凰狞，我們不喜歡它篇裁，因為它暗示事后質(zhì)量評估而不是設(shè)計。我們更喜歡架構(gòu)特征赡若，因為它描述了對架構(gòu)以及整個系統(tǒng)的成功至關(guān)重要的關(guān)注點达布，同時又不影響其重要性。

架構(gòu)特征滿足三個條件：

• 指定非領(lǐng)域設(shè)計注意事項
• 影響設(shè)計結(jié)構(gòu)的某些方面
• 對應(yīng)用程序的成功至關(guān)重要

我們定義的這些相互聯(lián)系的部分如圖所示逾冬。

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圖中所示的定義除了列出的三個修飾符外黍聂，還列出了三個組件：

• 指定非領(lǐng)域設(shè)計注意事項
  在設(shè)計應(yīng)用程序時，要求指定了應(yīng)用程序應(yīng)執(zhí)行的操作身腻；架構(gòu)特征指定了成功的運維和設(shè)計標準产还，涉及如何實施的要求以及為何做出某些選擇。例如嘀趟，一個常見的重要架構(gòu)特征為應(yīng)用程序指定了一定的性能水平脐区，而這通常不會出現(xiàn)在需求文檔中。更相關(guān)的示例是：沒有需求文檔指出“技術(shù)債務(wù)”她按，但這是架構(gòu)師和開發(fā)人員的常見設(shè)計考慮因素炕柔。我們在“從領(lǐng)域問題中提取架構(gòu)特征”中深入討論了顯性和隱性特征之間的區(qū)別。

• 影響設(shè)計結(jié)構(gòu)的某些方面
  架構(gòu)師試圖在項目上描述架構(gòu)特征的主要原因與設(shè)計注意事項有關(guān)：此架構(gòu)特征是否需要特殊的結(jié)構(gòu)考慮才能成功汗唱？例如丈攒，安全實際上是每個項目的關(guān)注點授霸，并且所有系統(tǒng)都必須在設(shè)計和編碼過程中采取預(yù)防措施基準。但是碘耳，當架構(gòu)師需要設(shè)計一些特殊的東西時，它會上升到架構(gòu)特征的水平辛辨。在示例系統(tǒng)中，考慮兩種圍繞付款的情況：

  • 第三方付款處理器
    如果在集成點處理付款明細指攒，則該架構(gòu)不需要特殊的結(jié)構(gòu)考慮。該設(shè)計應(yīng)包含標準的安全措施允悦，例如加密和散列虑啤，但不需要特殊的結(jié)構(gòu)。

  • 應(yīng)用程序內(nèi)付款處理
    如果正在設(shè)計的應(yīng)用程序必須處理付款狞山，則架構(gòu)師可以為此目的設(shè)計特定的模塊、組件或服務(wù)室埋，以從結(jié)構(gòu)上隔離關(guān)鍵的安全問題。現(xiàn)在姚淆，架構(gòu)特征對架構(gòu)和設(shè)計都有影響屡律。

當然，在很多情況下超埋，即使是這兩個標準也不足以做出此決定：在此決策過程中佳鳖，可能會出現(xiàn)過去的安全事件系吩，與第三方集成的性質(zhì)以及許多其他標準。它仍然顯示了架構(gòu)師在確定如何為某些功能進行設(shè)計時必須考慮的一些注意事項穿挨。

• 對應(yīng)用程序成功至關(guān)重要
  應(yīng)用程序可以支持大量的架構(gòu)特征肴盏，但是不應(yīng)該如此。對每個架構(gòu)特征的支持增加了設(shè)計的復(fù)雜性菜皂。因此，對于架構(gòu)師來說榨崩，一項關(guān)鍵工作在于選擇最少的架構(gòu)特征，而不是選擇最大的可能性母蛛。

我們進一步將架構(gòu)特征細分為隱式和顯式架構(gòu)特征胳施。隱性需求很少出現(xiàn)在需求中，但它們對于項目成功是必不可少的舞肆。例如，可用性筷登、可靠性和安全性實際上是所有應(yīng)用程序的基礎(chǔ)哩盲，但很少在設(shè)計文檔中指定它們。架構(gòu)師必須在分析階段使用他們對問題領(lǐng)域的了解來發(fā)現(xiàn)這些架構(gòu)特征廉油。例如，高頻交易公司可能不必在每個系統(tǒng)中都指定低延遲班巩，但是該問題領(lǐng)域的架構(gòu)師知道這有多重要嘶炭。明確的架構(gòu)特征出現(xiàn)在需求文檔或其他特定說明中逊桦。

在圖中抑进，故意選擇三角形：每個定義元素都支持其他元素，而后者又支持系統(tǒng)的整體設(shè)計匿情。三角形創(chuàng)建的支點說明了以下事實户秤，即這些架構(gòu)特征經(jīng)常相互交互逮矛，從而導(dǎo)致架構(gòu)師在折衷一詞中普遍使用。

已列出架構(gòu)特征（部分）

架構(gòu)特征存在于整個軟件系統(tǒng)中须鼎，范圍從低級代碼特征（例如模塊化）到復(fù)雜的操作問題（例如可伸縮性和彈性）。盡管過去曾嘗試編成標準汞窗，但沒有真正的通用標準存在。相反仲吏，每個組織都會對這些術(shù)語創(chuàng)建自己的解釋蝌焚。此外，由于軟件生態(tài)系統(tǒng)變化如此之快许帐，因此不斷出現(xiàn)新的概念、術(shù)語成畦、度量和驗證涝开，從而為架構(gòu)特征定義提供了新的機會。

盡管數(shù)量眾多舀武、規(guī)模龐大，但架構(gòu)師通常將架構(gòu)特征分為幾大類衷旅。以下各節(jié)描述了一些示例。

運維架構(gòu)特征

運維架構(gòu)的特性涵蓋了性能柿顶、可伸縮性、彈性嘁锯、可用性和可靠性等功能。下表列出了一些運維i架構(gòu)特征蝗羊。

表——一般運維架構(gòu)特征

運維架構(gòu)特征與運維和DevOps關(guān)注點嚴重重疊，在許多軟件項目中形成了這些關(guān)注點的交集必孤。

結(jié)構(gòu)架構(gòu)特征
架構(gòu)師必須關(guān)注代碼結(jié)構(gòu)。 在許多情況下卓练，架構(gòu)師對代碼質(zhì)量問題負全責(zé)或共同承擔(dān)責(zé)任隘蝎，例如良好的模塊化，組件之間的受控耦合狮含，可讀代碼以及許多其他內(nèi)部質(zhì)量評估。 下表列出了一些結(jié)構(gòu)架構(gòu)特征几迄。

表——結(jié)構(gòu)架構(gòu)特征

橫切架構(gòu)特征

盡管許多架構(gòu)特征屬于易于識別的類別，但許多特征屬于不合理的分類焦蘑，但卻構(gòu)成了重要的設(shè)計約束和考慮因素。 下表說明了其中一些狡逢。

表——橫切架構(gòu)特征

任何架構(gòu)特征列表都必然是不完整的列表刽严。 任何軟件都可以基于獨特因素來發(fā)明重要的架構(gòu)特征。

此外眨补，許多先前的術(shù)語不精確且含糊不清，有時是由于細微的差別或缺乏客觀的定義撑螺。例如，互操作性和兼容性可能看起來是等效的甘晤，這在某些系統(tǒng)中是正確的。但是调鬓，它們之間存在差異，因為互操作性意味著易于與其他系統(tǒng)集成腾窝，而后者又意味著已發(fā)布的居砖，已記錄的API。另一方面循集，兼容性更關(guān)注行業(yè)和領(lǐng)域標準蔗草。另一個例子是學(xué)習(xí)能力。一個定義是用戶學(xué)習(xí)使用軟件的難易程度咒精，另一個定義是系統(tǒng)可以自動了解其環(huán)境以使用機器學(xué)習(xí)算法進行自我配置或自我優(yōu)化的級別。

許多定義重疊歇拆。例如范咨，考慮可用性和可靠性，它們幾乎在所有情況下都重疊渠啊。但是請考慮基于TCP的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議UDP。 UDP通過IP可用贯溅，但不可靠：數(shù)據(jù)包可能會亂序到達，接收方可能不得不再次要求丟失數(shù)據(jù)包盗迟。

沒有完整的標準列表罚缕。國際標準組織（ISO）發(fā)布了按功能組織的列表，與我們列出的許多功能重疊邮弹，但主要是建立了不完整的類別列表。以下是一些ISO定義：

• 性能效率
  相對于已知條件下使用的資源量的性能度量盟劫。這包括時間行為（響應(yīng)的度量与纽、處理時間和/或吞吐率的度量），資源利用率（使用的資源的數(shù)量和類型）和容量（超出最大已建立限制的程度）影所。

• 兼容性
  產(chǎn)品僚碎、系統(tǒng)或組件可以在共享相同硬件或軟件環(huán)境的同時與其他產(chǎn)品、系統(tǒng)或組件交換信息和/或執(zhí)行其所需功能的程度勺阐。它包括共存（可以在與其他產(chǎn)品共享公共環(huán)境和資源的同時有效地執(zhí)行其所需的功能）和互操作性（兩個或多個系統(tǒng)可以交換和利用信息的程度）渊抽。

• 易用性
  用戶可以針對其預(yù)期目的有效、高效且令人滿意地使用該系統(tǒng)腰吟。它包括適當性可識別性（用戶可以識別軟件是否適合他們的需求）、可學(xué)習(xí)性（用戶可以輕松學(xué)習(xí)如何使用軟件）、用戶錯誤保護（防止用戶犯錯誤）和可訪問性（使軟件可用）給具有最廣泛特征和能力的人）侦镇。

• 可靠性
  系統(tǒng)在指定條件下指定時間段內(nèi)運行的程度。此特征包括以下子類別：成熟度（軟件是否滿足正常運行下的可靠性需求）壳繁、可用性（軟件可運行且可訪問）震捣、容錯（軟件是否在硬件或軟件故障的情況下仍按預(yù)期運行）和可恢復(fù)性（通過恢復(fù)任何受影響的數(shù)據(jù)并重新建立系統(tǒng)的所需狀態(tài)，軟件可以從故障中恢復(fù)）润樱。

• 安全
  該軟件可以保護信息和數(shù)據(jù)的程度羡棵，從而使人員或其他產(chǎn)品或系統(tǒng)擁有與其權(quán)限類型和授權(quán)級別相適應(yīng)的數(shù)據(jù)訪問程度。這一系列特征包括機密性（只有授權(quán)訪問的人才能訪問數(shù)據(jù)）皂冰、完整性（軟件可防止未經(jīng)授權(quán)訪問或修改軟件或數(shù)據(jù)）店展、不可否認性（可以證明已采取行動或事件）、問責(zé)制（是否可以跟蹤用戶的用戶操作）和真實性（證明用戶身份）秃流。

• 可維護性
  表示開發(fā)人員可以修改軟件以對其進行改進赂蕴，糾正或使其適應(yīng)環(huán)境和/或要求的變化的有效性和效率舶胀。此特性包括模塊化（軟件由離散組件組成的程度），可重用性（開發(fā)人員可以在多個系統(tǒng)中使用資產(chǎn)或用于構(gòu)建其他資產(chǎn)的程度）糖赔，可分析性（開發(fā)人員如何輕松地收集有關(guān)組件的具體指標）軟件），可修改性（開發(fā)人員可以在不引入缺陷或不降低現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量的情況下修改軟件的程度）和可測試性（開發(fā)人員及其他人員測試軟件的容易程度）纤控。

• 可移植性
  開發(fā)人員可以將系統(tǒng)挂捻，產(chǎn)品或組件從一種硬件船万，軟件或其他操作或使用環(huán)境轉(zhuǎn)移到另一種環(huán)境的程度。此特征包括適應(yīng)性的子特性（開發(fā)人員可以有效地并有效地使軟件適應(yīng)不同或不斷發(fā)展的硬件耿导、軟件或其他操作或使用環(huán)境）声怔、可安裝性（可以在指定的環(huán)境中安裝和/或卸載軟件）和可替換性（開發(fā)人員以其他軟件輕松替換功能）。

ISO列表中的最后一項針對軟件的功能方面舱呻，我們認為它不屬于該列表：

• 功能適用性
  此特性表示在特定條件下使用時，產(chǎn)品或系統(tǒng)提供滿足規(guī)定和隱含需求的功能的程度芥驳。此特征由以下子特征組成：
  • 功能完整性
    功能集涵蓋所有指定任務(wù)和用戶目標的程度茬高。
  • 功能正確性
    產(chǎn)品或系統(tǒng)以所需的精度提供正確結(jié)果的程度丽猬。
  • 功能適當性
    功能在多大程度上促進了特定任務(wù)和目標的完成。這些不是架構(gòu)特征由桌，而是構(gòu)建軟件的動機要求邑雅。這說明了如何思考架構(gòu)特征和問題域之間的關(guān)系淮野。

權(quán)衡與最差的架構(gòu)

由于多種原因，應(yīng)用程序只能支持我們列出的部分架構(gòu)特征队贱。首先锋恬，每個受支持的特征都需要進行設(shè)計工作嘉抓，也許還需要結(jié)構(gòu)上的支持蕾盯。其次，更大的問題在于以下事實：每個架構(gòu)特征通常會對其他特征產(chǎn)生影響鸥跟。例如枫匾，如果架構(gòu)師想要提高安全性很泊，那么幾乎可以肯定會對性能產(chǎn)生負面影響：應(yīng)用程序必須進行更多的動態(tài)加密，隱藏私密信息的間接操作以及可能降低性能的其他活動。

隱喻將有助于說明這種相互聯(lián)系。顯然燃异，飛行員經(jīng)常難以學(xué)習(xí)如何駕駛直升機仅颇，因為這需要對每只手和每只腳進行控制引颈，而改變一只手會影響另一只手粱年。因此，駕駛直升機是一項平衡的工作，它很好地描述了選擇架構(gòu)特征時的權(quán)衡過程粱快。架構(gòu)師設(shè)計支持的每種架構(gòu)特征都可能使總體設(shè)計復(fù)雜化币励。

因此仅胞，架構(gòu)師很少遇到能夠設(shè)計系統(tǒng)并使每個架構(gòu)特征最大化的情況。通常，決策歸結(jié)為幾個相互競爭的問題之間的權(quán)衡舔稀。

提示
永遠不要追求最佳架構(gòu)，而要追求最差的架構(gòu)拂酣。

太多的架構(gòu)特征導(dǎo)致通用解決方案試圖解決每個業(yè)務(wù)問題，并且這些架構(gòu)很少起作用暂刘，因為設(shè)計變得笨拙。

這表明架構(gòu)師應(yīng)該努力設(shè)計架構(gòu)贵涵，使其盡可能地迭代。如果您可以更輕松地對架構(gòu)進行更改，則可以減少在第一次嘗試中發(fā)現(xiàn)確切正確內(nèi)容的壓力怀骤。敏捷軟件開發(fā)最重要的教訓(xùn)之一就是迭代的價值。這在軟件開發(fā)的各個級別（包括架構(gòu)）都適用。