一文看懂什麼是架構

架构师汤师爷發表於2024-09-11

對程式設計師來說,架構是一個常見詞彙。如果想成為一名架構師,對架構概念的理解必須清晰。否則,在制定架構方案時,肯定會漏洞百出,問題頻發,這將對你的面試、晉升和團隊領導產生負面影響。

我們看下維基百科關於架構的定義:

軟體架構是抽象描述系統的一組結構,以及構建這些結構的規則。這些結構包括:軟體要素、要素之間的關係以及它們的屬性。

在這個定義中,核心概念為系統、要素、關係。

系統

在軟體架構中,"系統"是指由多個相互作用的部分組成的複雜整體,這些部分共同完成特定的功能或任務,而架構設計就是對某個系統的抽象描述。

要素

“要素”是構成系統的基本單元,通常有子系統、模組、元件。

  • 子系統是一個較大系統的一部分,具有特定的功能責任,通常可以獨立於整個系統操作。每個子系統可以包含多個模組或元件,且通常圍繞特定的業務領域或技術功能進行組織。
  • 模組是軟體架構中的邏輯單元,它封裝了一組相關的功能或服務。模組通常透過定義良好的介面與其他模組互動,支援高內聚和低耦合的設計原則。
  • 元件是自包含的、可程式設計的、可重用的、與語言無關的軟體單元,軟體元件可以很容易被用於組裝應用程式中,是可以獨立完成部署的最小單元。

可能有人對模組、元件的概念比較懵。簡單來說,模組是從業務邏輯維度上的劃分,元件是從技術維度上的複用。下面還會用一個例子說明它們的區別。

關係

”關係“指的是系統中各個要素(如子系統、元件、模組、類等)之間的連線和互動方式。這些關係定義了要素如何協作,以及它們如何共同實現系統的功能。

我們以新零售SaaS系統為例,解釋一下各個概念:

  • 子系統包括:線上商城子系統、POS收銀子系統、訂單管理子系統、商品管理子系統、客戶管理子系統、倉儲管理子系統、配送子系統、中央庫存子系統、客服子系統、採購子系統等。
  • 訂單履約系統,從業務維度可劃分為以下模組:C端履約服務模組、訂單派單模組、訂單管理模組、揀貨管理模組、發貨管理模組、逆向履約模組等。
  • 訂單管理模組從技術維度上,依賴Mysql、Redis、Elasticsearch、安全元件等技術元件。
  • 各子系統、各模組、各元件都可能產生關係,透過協作關係共同完成系統功能。

架構的檢視與視角

在工作當中,我們經常會聽到以下說法:

  • 產品負責人說,現在的業務架構太複雜,需要仔細梳理一下。
  • 技術領導說,這個專案很複雜,需要做下架構方案評審。
  • 研發經理說,這次秒殺活動方案,需要用到高併發架構方案。
  • 一線研發說,網際網路大廠都會用到微服務架構,我要學好微服務。

上面提到的架構到底是指什麼?這些說法究竟對還是錯?

其實上面的說法都是對的,只是採取的視角不一樣。

因為複雜系統涉及的利益干係人眾多,例如:客戶、產品經理、研發、銷售、運營、管理層等。由於背景不同,認知不同,每個人看待系統的角度、方法都不相同。

為了控制複雜度,我們需要設計一整套架構描述物,並且為它們做好分類和定義,讓每種架構描述物都有自己的側重,讓每個利益干係人都能快速獲取關注的資訊。

為了達成這個目標,首先需要理解檢視與視角的概念。

架構視角

什麼是視角?大白話就是你站在什麼地方看。

我們以城市系統為例,你站在城市的某條馬路上,能看到什麼?

能看到幾座樓房,幾排樹木,幾條大馬路,熙熙攘攘的一些人。

但是你坐在飛機上看,能看到什麼?

能看到一片片的樓盤,能看到群山,能看到江河湖海。所以,你能看到什麼和你站在什麼地方看有很大關係,同時也會影響你看待事物的粒度。

如果把視角比作一個座標點,那它需要一套座標系,座標系通常有4個維度:廣度、深度、檢視型別、時間。

廣度是指看待事物的寬度,以業務流程為例,根據出發點不同,有時需要看一個部門內的流程,有時需要看多個部門的協作流程,有時需要看端到端跨部門的流程。

深度是指看待事物時,要到達哪個細節層次,例如看業務流程,需要看到組織級、部門級、還是某個崗位的具體操作步驟。看軟體系統,需要看到系統級、模組級、還是一行行的程式碼。

廣度和深度一般是相互影響的,如果看待事物的廣度越寬,那麼層次就會越抽象,這和組織架構的設計也是相輔相成的,一般高層管理者看問題非常全面,但對細節不關注,一線執行人員,對問題的細節非常瞭解,但視角卻非常窄。

檢視型別是為利益干係人量身打造的一組關注點的集合,下文中會詳細介紹。

時間維度比較好理解,就是看待事物的時間點,過去、現在、還是未來。

架構檢視

什麼是檢視?大白話就是你想看到什麼。

檢視是為利益干係人量身打造的一組關注點的集合。

同樣以城市系統為例,想要趕早高峰的上班族,他的關注點是哪條路線最快,因此他需要一副地鐵公交路線圖。

想要租房的租客,他的關注點是公司附近有哪些小區,租金多少,因此他需要一副租房地圖。

想要疏通下水道的工人,他的關注點是下水道是怎樣排布的,因此他需要一副下水道的排布圖。

同一個城市系統,不同角色的關注點是完全不一樣的,想要獲取的資訊也是完全不一樣,如果把所有資訊雜糅在一起,不做檢視隔離,導致的結果就是資訊太龐雜,每個人都很難獲取想要的資訊。

同理,不同干係人看待軟體系統的關注點也是迥然不同的,為了把不同人的關注點區分開,誕生了很多軟體檢視的分類方法,比較著名的有“4+1”檢視,TOGAF的業務架構、應用架構、資料架構、技術架構等檢視分類法。

我們重點說下TOGAF的檢視型別:業務架構,應用架構,資料架構,技術架構。

其中業務架構是靈魂,應用架構,資料架構,技術架構都是支撐業務架構而存在的,後三者也統稱IT架構。

  • 業務架構:為了實現企業的業務戰略,企業將自身業務結構化表達為全面的、多維度的抽象模型,包括:業務能力、端到端的價值交付、資訊和組織結構,它們之間的關係,以及它們與戰略、產品、策略、專案執行、利益干係人之間的關係。
  • 應用架構:基於業務架構,設計出應用系統的層次結構,包括系統、應用、模組、元件等構件的劃分規範,它們的定義、邊界、相互間的互動協議,以及它們和業務活動的關係。
  • 資料架構:資料架構描述了一系列的模型、策略、規則、標準,它們決定資料如何獲取、如何儲存、如何分佈、如何整合,以及資料如何在系統和組織中使用。資料架構是企業架構中非常重要的一塊架構領域,通常包括3個架構過程,概念模型設計(設計業務概念模型)、邏輯模型設計(設計模型間的邏輯關係與自身屬性)、物理模型設計(設計資料的技術實現細節)。
  • 技術架構:技術架構描述了一系列的可部署的軟體包、硬體能力,以及它們之間的協作關係,透過它們可以支撐起企業對業務、資料、應用服務的需求,它們包括但不限於IT基礎設施、中介軟體、網路、通訊設施、運算能力、硬體標準等。

透過檢視與視角,我們可以分離關注點,將複雜問題進行拆解,讓每個區域性的複雜度控制在一個可以接受的範圍。

同時,團隊有了統一的認知座標系,進一步促成了業務標準化,以業務標準化為基礎,透過分離不變點與變化點,提煉出可複用的元件,快速響應業務需求變化。
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