我以為自己是個(gè)優(yōu)秀的架構(gòu)師撑蚌,直到看完本文……

架構(gòu)師是一個(gè)既能掌控整體又能洞悉局部瓶頸并依據(jù)具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景給出解決方案的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)型人物上遥。看似完美的“人格模型”背后争涌,是艱辛的探索粉楚。今天,阿里巴巴技術(shù)專家九摩將多年經(jīng)驗(yàn)亮垫,進(jìn)行系統(tǒng)性地總結(jié)模软,幫助更多架構(gòu)師在進(jìn)階這條路上走得更“順暢”,姿態(tài)更“優(yōu)雅”饮潦。

架構(gòu)師職責(zé)

架構(gòu)師不是一個(gè)人燃异,他需要建立高效卓越的體系,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)去攻城略地继蜡,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目回俐。

架構(gòu)師需要能夠識(shí)別定義并確認(rèn)需求逛腿,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)選型仅颇,能夠制定技術(shù)規(guī)格說明并有效推動(dòng)實(shí)施落地忘瓦。

按 TOGAF 的定義,架構(gòu)師的職責(zé)是了解并關(guān)注實(shí)際上關(guān)系重大但未變得過載的一些關(guān)鍵細(xì)節(jié)和界面耕皮,架構(gòu)師的角色有:理解并解析需求明场,創(chuàng)建有用的模型汽摹,確認(rèn)逼泣、細(xì)化并擴(kuò)展模型拉庶,管理架構(gòu)秃励。

從業(yè)界來看對(duì)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(jì)皆尔。

  • 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)慷蠕。

  • IT 架構(gòu)師-應(yīng)用架構(gòu)師:專注于結(jié)合企業(yè)需求流炕,定制化 IT 解決方案每辟;大部分需要交付的工作包括總體架構(gòu)干旧、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)峻堰,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)施闹击,某種軟硬件體系镶蹋,甚至云平臺(tái),提交:產(chǎn)品建議拂酣、產(chǎn)品選型仲义、部署架構(gòu)埃撵、網(wǎng)絡(luò)方案饺谬,甚至數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案等募寨。

阿里內(nèi)部沒有在職位 title 上專門設(shè)置架構(gòu)師,架構(gòu)師更多是以角色而存在格郁,現(xiàn)在還留下可見的 title 有兩個(gè):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)置决采,特別是在阿里云和電商體系拇厢。

解決方案架構(gòu)師

工作方式理解:

  • 了解和挖掘客戶痛點(diǎn)孝偎,項(xiàng)目定義,現(xiàn)有環(huán)境管理势决;

  • 梳理明確高階需求和非功能性需求;

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

  • 溝通菠隆,方案建議,多次迭代破衔,交付總體架構(gòu);

  • 架構(gòu)決策读第。

職責(zé):

1、從客戶視圖來看

  • 堅(jiān)定客戶高層信心:利用架構(gòu)和解決方案能力吴汪,幫忙客戶選擇星環(huán)/阿里云平臺(tái)的信心杆融;

  • 解決客戶中層問題:利用星環(huán)/阿里云平臺(tái)服務(wù)+結(jié)合應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)/解決方案能力臀晃,幫忙客戶解決業(yè)務(wù)問題徽惋,獲得業(yè)務(wù)價(jià)值踢京;

  • 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)蹈丸、產(chǎn)品引領(lǐng)。

2荸百、從項(xiàng)目視圖看

  • 對(duì)接管理部門:匯報(bào)技術(shù)方案,進(jìn)度更鲁;技術(shù)溝通;

  • 對(duì)接客戶 PM媒至,項(xiàng)目 PM:協(xié)助項(xiàng)目計(jì)劃驯绎,人員管理等。負(fù)責(zé)所有技術(shù)交付物的指導(dǎo)拴孤;

  • 對(duì)接業(yè)務(wù)部門和需求人員:了解和挖掘痛點(diǎn),幫忙梳理高級(jí)業(yè)務(wù)需求,指導(dǎo)需求工藝化漆;

  • 對(duì)接開發(fā):產(chǎn)品支持、技術(shù)指導(dǎo)疙教、架構(gòu)指導(dǎo);

  • 對(duì)接測(cè)試:配合測(cè)試計(jì)劃和工藝制定。配合性能測(cè)試或者非功能性測(cè)試理疙;

  • 對(duì)接運(yùn)維:產(chǎn)品支持,運(yùn)維支持赃梧;

  • 對(duì)接配置&環(huán)境:產(chǎn)品支持物咳;

  • 其他:阿里技術(shù)資源聚合。

3、從阿里內(nèi)部看

  • 銷售方案支持晴弃;

  • 市場(chǎng)宣貫际邻;

  • 客戶需求Facade缨恒;

  • 解決方案沉淀。

架構(gòu)師職責(zé)明確了萧锉,那么有什么架構(gòu)思維可以指導(dǎo)架構(gòu)設(shè)計(jì)呢?請(qǐng)看下述的架構(gòu)思維。

架構(gòu)思維1波附、自頂向下構(gòu)建架構(gòu)

要點(diǎn)主要如下:

1)首先定義問題财饥,而定義問題中最重要的是定義客戶的問題。定義問題谦炒,特別是識(shí)別出關(guān)鍵問題,關(guān)鍵問題是對(duì)客戶有體感裸删,能夠解決客戶痛點(diǎn)诺凡,通過一定的數(shù)據(jù)化來衡量識(shí)別出來鞋邑,關(guān)鍵問題要優(yōu)先給出解決方案逾一。

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

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

4)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(qiáng)調(diào)我們?cè)趺礃咏奥荩俏覀兡転榭蛻艟唧w解決什么問題吸奴,然后才是我們變成什么考润,從而怎么樣去更好得服務(wù)客戶。

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

6)對(duì)我們的現(xiàn)有的流程和能力模型進(jìn)行梳理纤怒,找到需要提升的地方泊窘,升層思考和升維思考真正明確提升部分。

7)定義指標(biāo)像寒,并能夠?qū)χ笜?biāo)進(jìn)行拆解州既,然后進(jìn)行數(shù)學(xué)建模萝映。

8)將抽象出來的能力訴求轉(zhuǎn)換成技術(shù)挑戰(zhàn)吴叶,此步對(duì)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(jì)了序臂,需要結(jié)合自底向上的架構(gòu)推導(dǎo)方式蚌卤。

9)創(chuàng)新可以是業(yè)務(wù)創(chuàng)新,也可以是產(chǎn)品創(chuàng)新奥秆,也可以是技術(shù)創(chuàng)新逊彭,也可以是運(yùn)營創(chuàng)新,升層思考构订、升維思考侮叮,使用第一性原理思維、生物學(xué)(進(jìn)化論--進(jìn)化=變異+選擇+隔離悼瘾、熵增定律囊榜、分形和涌現(xiàn))思維等哲科思維可以幫助我們?cè)跇I(yè)務(wù),產(chǎn)品亥宿,技術(shù)上發(fā)現(xiàn)不同的創(chuàng)新可能卸勺。可以說哲科思維是架構(gòu)師的靈魂思維烫扼。

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2曙求、自底向上推導(dǎo)應(yīng)用架構(gòu)

先根據(jù)業(yè)務(wù)流程,分解出系統(tǒng)時(shí)序圖映企,根據(jù)時(shí)序圖開始對(duì)模塊進(jìn)行歸納悟狱,從而得到粒度更大的模塊,模塊的組合/聚合構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)堰氓。

基本上應(yīng)用邏輯架構(gòu)的推導(dǎo)有4個(gè)子路徑挤渐,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)概念模型豆赏;

  • 系統(tǒng)流程:來自業(yè)務(wù)流程挣菲;

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

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

自底向上重度依賴于演繹和歸納认境。

如果是產(chǎn)品方案已經(jīng)明確,程序員需要理解這個(gè)業(yè)務(wù)需求挟鸠,并根據(jù)產(chǎn)品方案推導(dǎo)出架構(gòu)叉信,此時(shí)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艘希。

對(duì)于自底向上的分析方法硼身,如果提煉一下關(guān)鍵詞,會(huì)得到如下兩個(gè)關(guān)鍵詞:

1)演繹:演繹就是邏輯推導(dǎo)覆享,越是底層的佳遂,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)模型也屬于演繹撒顿;

  • 根據(jù)目前的問題丑罪,推導(dǎo)出要實(shí)施某種穩(wěn)定性措施,這是也是演繹凤壁。

2)歸納:這里的歸納是根據(jù)事物的某個(gè)維度來進(jìn)行歸類吩屹,越是高層的,越需要?dú)w納:

  • 問題空間模塊劃分屬于歸納客扎;

  • 邏輯架構(gòu)中有部分也屬于歸納祟峦;

  • 根據(jù)一堆穩(wěn)定性問題罚斗,歸納出徙鱼,事前,事中针姿,事后都需要做對(duì)應(yīng)的操作袱吆,是就是根據(jù)時(shí)間維度來進(jìn)行歸納。

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3距淫、領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

大部分傳統(tǒng)架構(gòu)都是基于領(lǐng)域模型分析架構(gòu)绞绒,典型的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)模型設(shè)計(jì)可以參考DDD(領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)),詳細(xì)可以參考《實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)》這本書榕暇,另外《UML和模式應(yīng)用》在領(lǐng)域建模實(shí)操方面比較好蓬衡,前者偏理論了解喻杈,后者便于落地實(shí)踐。

領(lǐng)域劃分設(shè)計(jì)步驟:

1狰晚、對(duì)用戶需求場(chǎng)景分析筒饰,識(shí)別出業(yè)務(wù)全維度 Use Case。

2壁晒、分析模型魯棒圖瓷们,識(shí)別出業(yè)務(wù)場(chǎng)景中所有的實(shí)體對(duì)象。魯棒圖 —— 是需求設(shè)計(jì)過程中使用的一種方法(魯棒性分析)秒咐,通過魯棒分析法可以讓設(shè)計(jì)人員更清晰谬晕,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(jì)前做軟件架構(gòu)分析之用携取,它主要注重于功能需求的設(shè)計(jì)分析工作攒钳。需求規(guī)格說明書為其輸入信息,設(shè)計(jì)模型為其輸出信息雷滋。它是從功能需求向設(shè)計(jì)方案過渡的第一步夕玩,重點(diǎn)是識(shí)別組成軟件系統(tǒng)的高級(jí)職責(zé)模塊、規(guī)劃模塊之間的關(guān)系惊豺。魯棒圖包含三種圖形:邊界燎孟、控制、實(shí)體尸昧,三個(gè)圖形如下:

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3揩页、領(lǐng)域劃分,將所有識(shí)別出的實(shí)體對(duì)象進(jìn)行分類烹俗。

4爆侣、評(píng)估域劃分合理性,并進(jìn)行優(yōu)化幢妄。

4兔仰、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

隨著 IoT、大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展蕉鸳,以領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)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)期的效果乎赴,在大數(shù)據(jù)時(shí)代,在大數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景潮尝,我們需要轉(zhuǎn)變思維榕吼,從領(lǐng)域分析升維到基于大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果來進(jìn)行業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)勉失、數(shù)據(jù)架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)羹蚣。這里需要架構(gòu)師具備數(shù)理統(tǒng)計(jì)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)乱凿,典型的系統(tǒng)像阿里的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)采云間和菜鳥的數(shù)據(jù)分析平臺(tái) FBI顽素。

上述四種思維咽弦,往往在架構(gòu)設(shè)計(jì)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)重思維方式胁出。

有了架構(gòu)思維的指導(dǎo)离唬,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(jì)?請(qǐng)看常見的架構(gòu)框架划鸽。下述的架構(gòu)框架其實(shí)本身也包含了重要的一些架構(gòu)思維输莺。

常見架構(gòu)框架1、TOGAF

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

TOGAF 強(qiáng)調(diào)商業(yè)目標(biāo)作為架構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力嘱函,并提供了一個(gè)最佳實(shí)踐的儲(chǔ)藏庫,其中包括 TOGAF 架構(gòu)開發(fā)方法(ADM)埂蕊、TOGAF 架構(gòu)內(nèi)容框架往弓、TOGAF 參考模型、架構(gòu)開發(fā)方法(ADM)指引和技術(shù)蓄氧、企業(yè)連續(xù)統(tǒng)一體和 TOGAF 能力框架函似。

1、ADM

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

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2撇寞、架構(gòu)內(nèi)容框架

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3、參考模型

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4堂氯、ADM指引和技術(shù)

1)架構(gòu)迭代階段:

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2)在不同水平運(yùn)用ADM:

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3)利益相關(guān)者分類:

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5蔑担、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

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6、能力框架

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(更多內(nèi)容可以參考《TOGAF標(biāo)準(zhǔn)9.1版本》或者https://www.opengroup.org/togaf

2咽白、Zachman

第一個(gè)最有影響力的框架方法論就是 Zachman 框架啤握,它是 John Zachman 首次在1987年提出的。

Zachman 框架模型分兩個(gè)維度:橫向維度采用6W(what晶框、how排抬、where、who三妈、when畜埋、why)進(jìn)行組織,縱向維度反映了 IT 架構(gòu)層次畴蒲,從上到下(Top-Down),分別為范圍模型对室、企業(yè)模型模燥、系統(tǒng)模型咖祭、技術(shù)模型、詳細(xì)模型蔫骂、功能模型么翰。橫向結(jié)合6W,Zachman 框架分別由數(shù)據(jù)辽旋、功能浩嫌、網(wǎng)絡(luò)、人員补胚、時(shí)間码耐、動(dòng)機(jī)分別對(duì)應(yīng)回答What、How溶其、Where骚腥、Who、When 與 Why 這六個(gè)問題瓶逃。

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3束铭、ITSA

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

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4昔汉、DODAF

DODAF 是美國國防部架構(gòu)框架埠褪,是一個(gè)控制“EA開發(fā)、維護(hù)和決策生成”的組織機(jī)制挤庇,是統(tǒng)一組織“團(tuán)隊(duì)資源钞速、描述和控制EA活動(dòng)”的總體結(jié)構(gòu)。

DODAF 涵蓋 DoD 的所有業(yè)務(wù)領(lǐng)域嫡秕,定義了表示渴语、描述、集成 DoD 范圍內(nèi)眾多架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)方法昆咽,確保架構(gòu)描述可比較驾凶、評(píng)估,提供了對(duì) FoS (系統(tǒng)族)和 SoS (體系)進(jìn)行理解掷酗、比較调违、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(shí)現(xiàn)泻轰。

DODAF 核心是8個(gè)視點(diǎn)和52個(gè)模型技肩。

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1、全景視點(diǎn) AV

與所有視點(diǎn)相關(guān)的體系結(jié)構(gòu)描述的頂層概貌浮声。提供有關(guān)體系結(jié)構(gòu)描述的總體信息虚婿,諸如體系結(jié)構(gòu)描述的范圍和背景旋奢。范圍包括體系結(jié)構(gòu)描述的專業(yè)領(lǐng)域和時(shí)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)各種條件組成然痊,包括條令至朗,戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序剧浸,相關(guān)目標(biāo)和構(gòu)想的描述锹引,作戰(zhàn)概念(CONOPS),想定和環(huán)境條件唆香。

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2嫌变、能力視點(diǎn)CV

能力視點(diǎn)(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(dòng)過程或是達(dá)成期望效果的能力袋马,它們綜合使用各種手段和方式來完成一組任務(wù)初澎。

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虑凛。

這些模型是高層的碑宴,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)想桑谍。

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3延柠、作戰(zhàn)視點(diǎn)OV

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

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4、服務(wù)視點(diǎn) SvcV

服務(wù)視點(diǎn)(SvcV)集中反映了為作戰(zhàn)行動(dòng)提供支撐的系統(tǒng)胧辽、服務(wù)和相互交織的功能峻仇。DoD 流程包括作戰(zhàn)、業(yè)務(wù)邑商、情報(bào)和基礎(chǔ)設(shè)施功能摄咆。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(dòng)人断,促進(jìn)信息交換吭从。

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5、系統(tǒng)視點(diǎn) SV

系統(tǒng)視點(diǎn)(SV)集中反映支持作戰(zhàn)行動(dòng)中的自動(dòng)化系統(tǒng)恶迈、相互交聯(lián)和其他系統(tǒng)功能的信息涩金。隨著對(duì)面向服務(wù)環(huán)境和云計(jì)算的重視,在 DoDAF 的未來版本中也許不會(huì)有系統(tǒng)視點(diǎn)。

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6鸭廷、數(shù)信視點(diǎn) DIV

數(shù)據(jù)和信息視點(diǎn)(DIV)枣抱,簡稱數(shù)信視點(diǎn)熔吗,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)則辆床。

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

必要時(shí),本視點(diǎn)模型中用到的數(shù)據(jù)需要由多個(gè)架構(gòu)團(tuán)隊(duì)來共同考慮中跌。

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7咨堤、標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn) StdV

標(biāo)準(zhǔn)視點(diǎn)(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)則的最小集漩符。其目的是確保系統(tǒng)能滿足特定的一組操作需求一喘。

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

包括一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)闷沥、執(zhí)行慣例萎战、標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng)、規(guī)則和規(guī)范舆逃,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)蚂维。

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8、項(xiàng)目視點(diǎn) PV

項(xiàng)目視點(diǎn)(PV)集中反映了項(xiàng)目是如何有機(jī)地組織成一個(gè)釆辦項(xiàng)目的有序組合路狮。

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

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TOGAF奄妨,Zachman涂籽,ITSA 和 DODAF 是非常不錯(cuò)的架構(gòu)框架,尤其前兩者應(yīng)用很廣泛展蒂,TOGAF 還有專門的架構(gòu)認(rèn)證又活。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(jì)锰悼?請(qǐng)看下文柳骄。

架構(gòu)原則

設(shè)計(jì)原則就是架構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想,它指導(dǎo)我們?nèi)绾螌?shù)據(jù)和函數(shù)組織成類箕般,如何將類鏈接起來成為組件和程序耐薯。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(jì)原則指導(dǎo)我們?nèi)绾尾鸾馇酢⒉鸾獾牧6忍遐恕⒔M件間依賴的方向、組件解耦的方式等臼婆。

設(shè)計(jì)原則有很多抒痒,我們進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)原則是 OCP(開閉原則),在類和代碼的層級(jí)上有:SRP(單一職責(zé)原則)颁褂、LSP(里氏替換原則)故响、ISP(接口隔離原則)、DIP(依賴反轉(zhuǎn)原則)颁独;在組件的層級(jí)上有:REP(復(fù)用彩届、發(fā)布等同原則)、CCP(共同閉包原則)誓酒、CRP(共同復(fù)用原則)樟蠕,處理組件依賴問題的三原則:無依賴環(huán)原則、穩(wěn)定依賴原則靠柑、穩(wěn)定抽象原則寨辩。

1、設(shè)計(jì)原則

1病往、OCP(開閉原則):設(shè)計(jì)良好的軟件應(yīng)該易于擴(kuò)展捣染,同時(shí)抗拒修改。這是我們進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)的主導(dǎo)原則停巷,其他的原則都為這條原則服務(wù)耍攘。

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

舉個(gè)例子缸榛,CTO 和 COO 都要統(tǒng)計(jì)員工的工時(shí)吝羞,當(dāng)前他們要求的統(tǒng)計(jì)方式可能是相同的,我們復(fù)用一套代碼内颗,這時(shí) COO 說周末的工時(shí)統(tǒng)計(jì)要乘以二钧排,按照這個(gè)需求修改完代碼,CTO 可能就要過來罵街了均澳。當(dāng)然這是個(gè)非常淺顯的例子恨溜,實(shí)際項(xiàng)目中也有很多代碼服務(wù)于多個(gè)價(jià)值主體符衔,這帶來很大的探秘成本和修改風(fēng)險(xiǎn),另外糟袁,當(dāng)一份代碼有多個(gè)所有者時(shí)判族,就會(huì)產(chǎn)生代碼合并沖突的問題。

3项戴、LSP(里氏替換原則):當(dāng)用同一接口的不同實(shí)現(xiàn)互相替換時(shí)形帮,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(shí)現(xiàn)方式肯尺。

你一定很疑惑沃缘,實(shí)現(xiàn)了同一個(gè)接口躯枢,他們的行為也肯定是一致的呀则吟,還真不一定。假設(shè)認(rèn)為矩形的系統(tǒng)行為是:面積=寬*高锄蹂,讓正方形實(shí)現(xiàn)矩形的接口氓仲,在調(diào)用 setW 和 setH 時(shí)载城,正方形做的其實(shí)是同一個(gè)事情蹲缠,設(shè)置它的邊長。這時(shí)下邊的單元測(cè)試用矩形能通過幔荒,用正方形就不行朝抖,實(shí)現(xiàn)同樣的接口啥箭,但是系統(tǒng)行為變了,這是違反 LSP 的經(jīng)典案例治宣。

Rectangle r = ... r.setW(5); r.setH(2); assert(r.area() == 10);

4急侥、ISP(接口隔離原則):不依賴任何不需要的方法、類或組件侮邀。該原則指導(dǎo)我們的接口設(shè)計(jì)坏怪。當(dāng)我們依賴一個(gè)接口但只用到了其中的部分方法時(shí),其實(shí)我們已經(jīng)依賴了不需要的方法或類绊茧,當(dāng)這些方法或類有變更時(shí)铝宵,會(huì)引起我們類的重新編譯,或者引起我們組件的重新部署华畏,這些都是不必要的鹏秋。所以我們最好定義個(gè)小接口,把用到的方法拆出來亡笑。

5侣夷、DIP(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)形式况芒,使得高層次的模塊不依賴于低層次的模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)惜纸,依賴關(guān)系被顛倒(反轉(zhuǎn))叶撒,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耐版。該原則指導(dǎo)我們?cè)O(shè)計(jì)組件間依賴的方向祠够。

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

6落君、REP(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)布的最小粒度亭引。直白地說绎速,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焙蚓。

7纹冤、CCP(共同閉包原則):為了相同目的而同時(shí)修改的類,應(yīng)該放在同一個(gè)組件中购公。CCP 原則是 SRP 原則在組件層面的描述萌京。該原則指導(dǎo)我們組件拆分的粒度。

對(duì)大部分應(yīng)用程序而言宏浩,可維護(hù)性的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可復(fù)用性知残,由同一個(gè)原因引起的代碼修改,最好在同一個(gè)組件中比庄,如果分散在多個(gè)組件中求妹,那么開發(fā)、提交印蔗、部署的成本都會(huì)上升扒最。

8、CRP(共同復(fù)用原則):不要強(qiáng)迫一個(gè)組件依賴它不需要的東西华嘹。CRP 原則是 ISP原則在組件層面的描述吧趣。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)歷耙厚,集成了組件 A强挫,但組件 A 依賴了組件 B、C薛躬。即使組件 B俯渤、C 你完全用不到,也不得不集成進(jìn)來型宝。這是因?yàn)槟阒挥玫搅私M件 A 的部分能力八匠,組件 A 中額外的能力帶來了額外的依賴絮爷。如果遵循共同復(fù)用原則,你需要把 A 拆分梨树,只保留你要用的部分坑夯。

REP、CCP抡四、CRP 三個(gè)原則之間存在彼此競(jìng)爭的關(guān)系柜蜈,REP 和 CCP 是黏合性原則,它們會(huì)讓組件變得更大指巡,而 CRP 原則是排除性原則淑履,它會(huì)讓組件變小。遵守REP藻雪、CCP 而忽略 CRP秘噪,就會(huì)依賴了太多沒有用到的組件和類,而這些組件或類的變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致你自己的組件進(jìn)行太多不必要的發(fā)布阔涉;遵守 REP缆娃、CRP 而忽略 CCP,因?yàn)榻M件拆分的太細(xì)了瑰排,一個(gè)需求變更可能要改 n 個(gè)組件,帶來的成本也是巨大的暖侨。

除了上述設(shè)計(jì)原則椭住,還有一些重要的指導(dǎo)原則如下:

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2、指導(dǎo)原則

1字逗、N+1設(shè)計(jì):系統(tǒng)中的每個(gè)組件都應(yīng)做到?jīng)]有單點(diǎn)故障京郑;

2、回滾設(shè)計(jì):確保系統(tǒng)可以向前兼容葫掉,在系統(tǒng)升級(jí)時(shí)應(yīng)能有辦法回滾版本些举;

3、禁用設(shè)計(jì):應(yīng)該提供控制具體功能是否可用的配置俭厚,在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠快速下線功能户魏;

4、監(jiān)控設(shè)計(jì):在設(shè)計(jì)階段就要考慮監(jiān)控的手段挪挤,便于有效的排查問題叼丑,比如引入traceId、業(yè)務(wù)身份 Id 便于排查監(jiān)控問題扛门;

5鸠信、多活數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì):若系統(tǒng)需要極高的高可用,應(yīng)考慮在多地實(shí)施數(shù)據(jù)中心進(jìn)行多活论寨,至少在一個(gè)機(jī)房斷電的情況下系統(tǒng)依然可用星立;

6爽茴、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(huì)是一個(gè)災(zāi)難绰垂;

7闹啦、資源隔離設(shè)計(jì):應(yīng)避免單一業(yè)務(wù)占用全部資源;

8辕坝、架構(gòu)水平擴(kuò)展設(shè)計(jì):系統(tǒng)只有做到能水平擴(kuò)展窍奋,才能有效避免瓶頸問題;

9酱畅、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)資源才能解決琳袄,則考慮購買成熟的產(chǎn)品;

10纺酸、使用商用硬件:商用硬件能有效降低硬件故障的機(jī)率窖逗;

11、快速迭代:系統(tǒng)應(yīng)該快速開發(fā)小功能模塊餐蔬,盡快上線進(jìn)行驗(yàn)證碎紊,早日發(fā)現(xiàn)問題大大降低系統(tǒng)交付的風(fēng)險(xiǎn);

12樊诺、無狀態(tài)設(shè)計(jì):服務(wù)接口應(yīng)該做成無狀態(tài)的仗考,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)词爬,具備很好的架構(gòu)思維秃嗜,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(jì)顿膨,不同的業(yè)務(wù)和系統(tǒng)要求不一樣锅锨,那么有沒有針對(duì)不同場(chǎng)景的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)?下文就針對(duì)分布式架構(gòu)演進(jìn)恋沃、單元化架構(gòu)必搞、面向服務(wù) SOA 架構(gòu)、微服務(wù)架構(gòu)囊咏、Serverless 架構(gòu)進(jìn)行介紹恕洲,以便于我們?cè)趯?shí)際運(yùn)用中進(jìn)行參考使用。

常見架構(gòu)1匆笤、分布式架構(gòu)演進(jìn)

1研侣、 初始階段架構(gòu)

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

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

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說明:好景不長咆课,發(fā)現(xiàn)隨著系統(tǒng)訪問量的再度增加末誓,webserver 機(jī)器的壓力在高峰期會(huì)上升到比較高扯俱,這個(gè)時(shí)候開始考慮增加一臺(tái) webserver。

特征:應(yīng)用程序喇澡、數(shù)據(jù)庫迅栅、文件分別部署在獨(dú)立的資源上。

3晴玖、使用緩存改善性能

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說明:系統(tǒng)訪問特點(diǎn)遵循二八定律读存,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 遠(yuǎn)程分布式緩存呕屎,本地緩存訪問速度更快但緩存數(shù)據(jù)量有限让簿,同時(shí)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(chǔ)在緩存服務(wù)器中秀睛,減少數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù)尔当,降低數(shù)據(jù)庫的訪問壓力。

4蹂安、使用“應(yīng)用服務(wù)器”集群

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說明:在做完分庫分表這些工作后椭迎,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田盈。突然有一天畜号,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的訪問又開始有變慢的趨勢(shì)了,這個(gè)時(shí)候首先查看數(shù)據(jù)庫缠黍,壓力一切正常弄兜,之后查看 webserver,發(fā)現(xiàn)apache 阻塞了很多的請(qǐng)求瓷式, 而應(yīng)用服務(wù)器對(duì)每個(gè)請(qǐng)求也是比較快的,看來是請(qǐng)求數(shù)太高導(dǎo)致需要排隊(duì)等待语泽,響應(yīng)速度變慢贸典。

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

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

5西饵、數(shù)據(jù)庫讀寫分離

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

特征:數(shù)據(jù)庫引入主備部署喳坠。

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)茂蚓,讀和寫操作在不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)處理壕鹉,讀庫可以有多個(gè),通過同步機(jī)制把寫庫的數(shù)據(jù)同步到讀庫聋涨,對(duì)于需要查詢最新寫入數(shù)據(jù)場(chǎng)景晾浴,可以通過在緩存中多寫一份,通過緩存獲得最新數(shù)據(jù)牛郑。

6怠肋、反向代理和CDN加速

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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)用戶的訪問淹朋,通過 CDN 和反向代理加快用戶訪問的速度笙各,同時(shí)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础芍。

7杈抢、“分布式文件”系統(tǒng) 和 “分布式數(shù)據(jù)庫”

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說明:隨著系統(tǒng)的不斷運(yùn)行,數(shù)據(jù)量開始大幅度增長仑性,這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)分庫后查詢?nèi)匀粫?huì)有些慢惶楼,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)诊杆。

描述:任何強(qiáng)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)需求歼捐,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)來支撐晨汹。

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

8、使用 NoSQL 和搜索引擎

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

描述:隨著業(yè)務(wù)越來越復(fù)雜钠怯,對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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)如搜索引擎曙聂。

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)晦炊,減輕應(yīng)用程序管理諸多數(shù)據(jù)源的麻煩。

9、業(yè)務(wù)拆分

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

描述:為了應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的業(yè)務(wù)場(chǎng)景,通常使用分而治之的手段將整個(gè)系統(tǒng)業(yè)務(wù)分成不同的產(chǎn)品線并思,應(yīng)用之間通過超鏈接建立關(guān)系庐氮,也可以通過消息隊(duì)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(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)來構(gòu)成一個(gè)關(guān)聯(lián)的完整系統(tǒng)宋彼。

縱向拆分:將一個(gè)大應(yīng)用拆分為多個(gè)小應(yīng)用弄砍,如果新業(yè)務(wù)較為獨(dú)立,那么就直接將其設(shè)計(jì)部署為一個(gè)獨(dú)立的 Web 應(yīng)用系統(tǒng)縱向拆分相對(duì)較為簡單输涕,通過梳理業(yè)務(wù)音婶,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)拆分出來莱坎,獨(dú)立部署為分布式服務(wù)衣式,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(shí)別可復(fù)用的業(yè)務(wù),設(shè)計(jì)服務(wù)接口檐什,規(guī)范服務(wù)依賴關(guān)系碴卧。

10、分布式服務(wù)

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

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(jí)上升瓮具,由于所有應(yīng)用要和所有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接荧飞,最終導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫連接資源不足,拒絕服務(wù)名党。

分布式服務(wù)的問題和挑戰(zhàn):

  1. 當(dāng)服務(wù)越來越多時(shí)叹阔,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(diǎn)壓力也越來越大传睹。

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

  3. 服務(wù)的調(diào)用量越來越大委煤,服務(wù)的容量問題就暴露出來堂油,這個(gè)服務(wù)需要多少機(jī)器支撐?什么時(shí)候該加機(jī)器碧绞?

  4. 服務(wù)多了府框,溝通成本也開始上升,調(diào)某個(gè)服務(wù)失敗該找誰讥邻?服務(wù)的參數(shù)都有什么約定迫靖?

  5. 一個(gè)服務(wù)有多個(gè)業(yè)務(wù)消費(fèi)者院峡,如何確保服務(wù)質(zhì)量?

  6. 隨著服務(wù)的不停升級(jí)系宜,總有些意想不到的事發(fā)生照激,比如 cache 寫錯(cuò)了導(dǎo)致內(nèi)存溢出,故障不可避免盹牧,每次核心服務(wù)一掛俩垃,影響一大片,人心慌慌汰寓,如何控制故障的影響面口柳?服務(wù)是否可以功能降級(jí)?或者資源劣化有滑?

針對(duì)這些問題跃闹,下述的單元化架構(gòu),微服務(wù)架構(gòu)以及 Serveless 架構(gòu)可以一定程度解決毛好,另外針對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)望艺,需要做到業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)隔離、管理域和運(yùn)行域分開睛榄、業(yè)務(wù)與平臺(tái)隔離方可解決上述問題荣茫。

2、單元化架構(gòu)

1场靴、什么是單元化:單元化架構(gòu)是從并行計(jì)算領(lǐng)域發(fā)展而來啡莉。在分布式服務(wù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,一個(gè)單元(Cell)就是滿足某個(gè)分區(qū)所有業(yè)務(wù)操作的自包含的安裝旨剥。而一個(gè)分區(qū)(Shard)咧欣,則是整體數(shù)據(jù)集的一個(gè)子集,如果你用尾號(hào)來劃分用戶轨帜,那同樣尾號(hào)的那部分用戶就可以認(rèn)為是一個(gè)分區(qū)魄咕。單元化就是將一個(gè)服務(wù)設(shè)計(jì)改造讓其符合單元特征的過程。

2蚌父、單元化的必要性:隨著硬件的不斷升級(jí)哮兰,計(jì)算機(jī)硬件能力已經(jīng)越來越強(qiáng),CPU越來越快苟弛,內(nèi)存越來越大喝滞,網(wǎng)絡(luò)越來越寬。這讓我們看到了在單臺(tái)機(jī)器上垂直擴(kuò)展的機(jī)會(huì)膏秫。尤其是當(dāng)你遇到一個(gè)性能要求和容量增長可以預(yù)期的業(yè)務(wù)右遭,單元化給我們提供另外的機(jī)會(huì),讓我們可以有效降低資源的使用,提供更高性能的服務(wù)窘哈。

更高性能更低成本是我們的主要目標(biāo)吹榴,經(jīng)過單元化改造,我們得以用更少(約二分之一)的機(jī)器滚婉,獲得了比原來更高(接近百倍)的性能图筹。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满哪。除了性能收益婿斥,還有很多收益,比如更好的隔離性哨鸭,包括請(qǐng)求隔離和資源隔離民宿,比如更友好的升級(jí),產(chǎn)品可以灰度發(fā)布等像鸡。單元化改造后對(duì)高峰的應(yīng)對(duì)以及擴(kuò)容方式等問題的解決活鹰。

3、如何做到單元化:先看下圖傳統(tǒng)的服務(wù)架構(gòu)只估,服務(wù)是分層的志群,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(diǎn)蛔钙,上層節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇下層節(jié)點(diǎn)锌云。

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

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

3凿蒜、SOA架構(gòu)

SOA(Service-Oriented Architecture禁谦,面向服務(wù)的架構(gòu))是一個(gè)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)系起來废封。接口是采用中立的方式進(jìn)行定義的枷畏,它應(yīng)該獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語言虱饿。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(duì)松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署氮发、組合和使用渴肉。服務(wù)層是 SOA 的基礎(chǔ),可以直接被應(yīng)用調(diào)用爽冕,從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性仇祭。

SOA的實(shí)施具有幾個(gè)鮮明的基本特征。實(shí)施 SOA 的關(guān)鍵目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)企業(yè) IT 資產(chǎn)的最大化作用颈畸。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)乌奇,就要在實(shí)施 SOA 的過程中牢記以下特征:

  • 可從企業(yè)外部訪問;

  • 隨時(shí)可用眯娱;

  • 粗粒度的服務(wù)接口分級(jí)礁苗;

  • 松散耦合;

  • 可重用的服務(wù)徙缴;

  • 服務(wù)接口設(shè)計(jì)管理试伙;

  • 標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)接口;

  • 支持各種消息模式于样;

  • 精確定義的服務(wù)契約疏叨。

為了實(shí)現(xiàn) SOA,企業(yè)需要一個(gè)服務(wù)架構(gòu)穿剖,下圖顯示了一個(gè)例子:

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在上圖中蚤蔓, 服務(wù)消費(fèi)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(gè)服務(wù)總線(service bus)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給適當(dāng)?shù)姆?wù)實(shí)現(xiàn)糊余。這種服務(wù)架構(gòu)可以提供一個(gè)業(yè)務(wù)規(guī)則引(business rules engine)秀又,該引擎容許業(yè)務(wù)規(guī)則被合并在一個(gè)服務(wù)里或多個(gè)服務(wù)里。這種架構(gòu)也提供了一個(gè)服務(wù)管理基礎(chǔ)(service management infrastructure)啄刹,用來管理服務(wù)涮坐,類似審核,列表(billing)誓军,日志等功能袱讹。

此外,該架構(gòu)給企業(yè)提供了靈活的業(yè)務(wù)流程昵时,更好地處理控制請(qǐng)求(regulatory requirement)捷雕,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(xiàng)服務(wù)壹甥。

4救巷、微服務(wù)架構(gòu)

先來看看傳統(tǒng)的 web 開發(fā)方式,通過對(duì)比比較容易理解什么是 Microservice Architecture句柠。和 Microservice 相對(duì)應(yīng)的浦译,這種方式一般被稱為 Monolithic(單體式開發(fā))棒假。

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

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1屡谐、優(yōu)點(diǎn):

  • 開發(fā)簡單,集中式管理蝌数;

  • 基本不會(huì)重復(fù)開發(fā)愕掏;

  • 功能都在本地,沒有分布式的管理和調(diào)用消耗籽前。

2亭珍、缺點(diǎn):

  • 效率低:開發(fā)都在同一個(gè)項(xiàng)目改代碼,相互等待枝哄,沖突不斷肄梨;

  • 維護(hù)難:代碼功功能耦合在一起,新人不知道何從下手挠锥;

  • 不靈活:構(gòu)建時(shí)間長众羡,任何小修改都要重構(gòu)整個(gè)項(xiàng)目,耗時(shí)蓖租;

  • 穩(wěn)定性差:一個(gè)微小的問題粱侣,都可能導(dǎo)致整個(gè)應(yīng)用掛掉;

  • 擴(kuò)展性不夠:無法滿足高并發(fā)下的業(yè)務(wù)需求蓖宦。

3齐婴、常見的系統(tǒng)架構(gòu)遵循的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)力:

  • 提高敏捷性:及時(shí)響應(yīng)業(yè)務(wù)需求,促進(jìn)企業(yè)發(fā)展稠茂;

  • 提升用戶體驗(yàn):提升用戶體驗(yàn)柠偶,減少用戶流失;

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

4淮捆、基于微服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計(jì):

目的:有效的拆分應(yīng)用毅弧,實(shí)現(xiàn)敏捷開發(fā)和部署。

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關(guān)于微服務(wù)的一個(gè)形象表達(dá):

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  • X軸:運(yùn)行多個(gè)負(fù)載均衡器之后的運(yùn)行實(shí)例巨坊;

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

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

5、SOA和微服務(wù)的區(qū)別:

  • SOA喜歡重用涎嚼,微服務(wù)喜歡重寫阱州;

  • SOA喜歡水平服務(wù),微服務(wù)喜歡垂直服務(wù)法梯;

  • SOA喜歡自上而下,微服務(wù)喜歡自下而上犀概。

5立哑、Serverless架構(gòu)

1、思想:無服務(wù)器是一種架構(gòu)理念姻灶,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)铛绰,以 API 接口的方式供給用戶按需調(diào)用,真正做到按需伸縮产喉、按使用收費(fèi)捂掰。

2、優(yōu)勢(shì):消除了對(duì)傳統(tǒng)的海量持續(xù)在線服務(wù)器組件的需求曾沈,降低了開發(fā)和運(yùn)維的復(fù)雜性这嚣,降低運(yùn)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(jià)值密度更高的業(yè)務(wù)邏輯的開發(fā)上塞俱。

3姐帚、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(gè)方面,即提供計(jì)算資源的函數(shù)服務(wù)平臺(tái) FaaS障涯,以及提供托管云服務(wù)的后端服務(wù) BaaS罐旗。

函數(shù)即服務(wù)(Function as a Service):是一項(xiàng)基于事件驅(qū)動(dòng)的函數(shù)托管計(jì)算服務(wù)。通過函數(shù)服務(wù)唯蝶,開發(fā)者只需要編寫業(yè)務(wù)函數(shù)代碼并設(shè)置運(yùn)行的條件九秀,無需配置和管理服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施,函數(shù)代碼運(yùn)行在無狀態(tài)的容器中粘我,由事件觸發(fā)且短暫易失鼓蜒,并完全由第三方管理,基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)應(yīng)用開發(fā)者完全透明涂滴。函數(shù)以彈性友酱、高可靠的方式運(yùn)行,并且按實(shí)際執(zhí)行資源計(jì)費(fèi)柔纵,不執(zhí)行不產(chǎn)生費(fèi)用缔杉。

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)庫搁料、身份驗(yàn)證或详、對(duì)象存儲(chǔ)等服務(wù)系羞,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霸琴,而無需構(gòu)建后端應(yīng)用椒振,更不必管理虛擬機(jī)或容器等基礎(chǔ)設(shè)施,就能保證應(yīng)用的正常運(yùn)行梧乘。

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三個(gè)less感覺很好:

  • Codeless 對(duì)應(yīng)的是服務(wù)開發(fā)澎迎,實(shí)現(xiàn)了源代碼托管,你只需要關(guān)注你的代碼實(shí)現(xiàn)选调,而不需要關(guān)心你的代碼在哪夹供,因?yàn)樵谡麄€(gè)開發(fā)過程中你都不會(huì)感受到代碼庫和代碼分支的存在。

  • Applicationless 對(duì)應(yīng)的是服務(wù)發(fā)布仁堪,在服務(wù)化框架下哮洽,你的服務(wù)發(fā)布不再需要申請(qǐng)應(yīng)用,也不需要關(guān)注你的應(yīng)用在哪弦聂。

  • Serverless 對(duì)應(yīng)的則是服務(wù)運(yùn)維鸟辅,有了 Serverless 化能力,你不再需要關(guān)注你的機(jī)器資源莺葫,Servlerless 會(huì)幫你搞定機(jī)器資源的彈性擴(kuò)縮容匪凉。

架構(gòu)師在完成上述架構(gòu)設(shè)計(jì)后,最終是需要協(xié)同利益相關(guān)方一起按項(xiàng)目化運(yùn)作落地拿結(jié)果徙融,那么應(yīng)該如何保證利益相關(guān)方在項(xiàng)目落地的滿意度洒缀,如何保證按照架構(gòu)很好的拿到項(xiàng)目成功的結(jié)果呢?架構(gòu)管理能力是架構(gòu)師非常重要的能力欺冀。

架構(gòu)師管理架構(gòu)雙贏模型

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架構(gòu)結(jié)果管理

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參考資料

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