【細品架構11/100】架構由術至道的轉變(2)

猿碼道發表於2019-02-20

上一篇文章《架構由術至道的轉變(1)》已經從“人”、“組織”、“社會”三個方面講述了架構的起源,為什麼會產生架構,產生架構的動力條件,並分析瞭如何可以更好的做好架構,比如:概念認知、問題識別、架構切分,這些都是做好架構最核心、最實用的思維手段,相信真正理解了這些道的含義,再到軟體行業進行架構實踐,會更加的遊刃有餘。

其實軟體行業也是社會的一部分,社會是由人組成的,自然架構最終是解決人的問題。有人的地方,便有了江湖,林子大了啥鳥都有,江湖中也便起了紛爭,其實歸根結底還是人對自己利益最大化的訴求。不過在此強調下,人對利益最大化的訴求,不是產生架構的必要條件,產生架構必要條件可檢視《架構由術至道的轉變(1)》

好了,那就讓我們來看下,在軟體行業中,架構又是為何產生,又是解決人的什麼問題,最後再討論下,軟體行業的架構是如何做的。


首先,我們要確認什麼是軟體

軟體的歷史,實際上可以說是用機器模擬人的歷史。不管大家(包括在這個歷史過程中的參與者)有沒有意識到,我們都有意無意的在計算機上模仿人類的行為。

人們越來越願意把原來只有人才能做的事情,交給計算機來做。結果就導致軟體越來越豐富,能夠做的事情也越來越多,成本也越來越低。可以這麼說,成本是我們為什麼採用軟體的主要動力,可以節省大量的人員培訓,減少僱員的數目。隨著網際網路的發展,人類社會也開始軟體化了。

有了軟體之後,實際上,我們是把我們日常生活中所做的事情,包括我們自己本人都一起虛擬化到了計算機中。而人則演化成了,通過計算機的輸入輸出裝置,控制計算機中的自己,來完成日常的工作,以及與其他人的溝通。也就是說,軟體一直以來的動力,始終都是來模擬人和這個社會的

不管如何發展,模擬人的所有行為都是一個大的趨勢。也就是說,軟體的主要目的,還是把人類的生活模擬化,提供更低成本,高效率的新的生活。從這個角度來看,軟體主要依賴的還是人類的生活知識。軟體更多的是扮演一個cost center,這也是為什麼會出現很多的軟體代工。

軟體架構為何出現

軟體工程師是實現這個模擬過程的關鍵人物,他必須先理解人是怎麼在日常生活中完成工作的,才能夠很好的把這些工作在計算機中模擬出來。可是軟體工程師需要學習大量的計算機語言和計算機知識,還需要學習各行各業的專業知識。軟體工程師本身的培養就比較難,同時行業知識也要靠時間的積累,這樣就遠遠超出了軟體工程師的能力了。所以軟體開發就開始有分工了,行業知識和業務的識別,會交給BA,系統的設計會交給架構師,設計的實現交給架構師,實現的檢驗交給測試,還有很多其他角色的配合。為了組織這些角色的工作,還有專案經理。這就把原來一個人的連續工作,拆分成了不同角色的人的連續配合,演化成了不同的軟體開發的模式。然後慢慢演變出專門為別人開發軟體的軟體公司。

一開始是懵懵懂懂的去寫軟體,後來慢慢的就有意識的去切分,演變成了不同的架構。這個背後的動力也是一樣的,就是提升參與的人的利益,降低成本。導火索也是軟體工程師的任務太重,我們需要把很多工作拆分出來。拆分的原則也是一樣的,如何讓權責一致。同樣,這個拆分也是需要組織架構的調整,來保證架構的落地。

以上通過簡單的描述計算機和軟體的發展歷史,闡明軟體的本質,其實就是通過把人類的日常工作生活虛擬化,減少成本,提升單個人員的生產力,提升人類自己的利益。軟體工程師的職責在這個浪潮中,不堪重負,自然而然就分拆為不同的角色,形成了一個獨特的架構體系。這一切的背後,仍然是為了提升人類自己的利益,解決人類自己的問題。


然後,確認軟體架構解決的核心問題

如前所述,軟體實際上就是把現實生活模擬到計算機中,並且軟體是需要在計算機的硬體中執行起來的。在這個過程中,要做到這一點需要解決兩個問題:

  1. 業務問題

    具體的現實生活狀態下,沒有軟體的時候,所解決的問題的主體是誰,解決的是什麼問題,是如何解決,如何運作的?

  2. 計算機問題

    (1)如何把現實生活用軟體來模擬?

    (2)模擬出來的軟體,需要哪些硬體設施才能夠滿足要求? 並且當訪問量越來越大的時候,軟體能否支援硬體慢慢長大,效能線性擴充套件?

    (3)因為硬體是可能會失效的,軟體如何在硬體失效的情況下,仍然能夠保證可用性,讓使用者能夠不中斷的訪問軟體提供的服務?

    (4)怎麼收集軟體產生的資料,為下一階段的工作提供依據?


然後,明確上面兩個核心問題主體

  1. 業務owner的問題,需要提升業務的效率,降低業務的成本,這是動機,所以一般軟體開發的出發點就在這裡。
  2. 軟體工程師的問題,要解決業務owner把業務虛擬化的問題,並且要解決軟體開發和運營的生命週期的問題。

然後,明確分解上面兩個核心問題

  1. 業務問題的本質,是業務所服務的物件的利益問題,明白了這個,就很容易搞清業務的概念和組織方式。再次強調一下,有了軟體,可以降低業務的成本,沒有軟體的情況下,業務是一樣跑的。如果只是為了跟風要用軟體,說不定反而提高了成本,這個是採用軟體之前首先要先搞清楚的。我們經常說軟體和技術是業務的enabler,實際就是把原來成本很高的降到到了很低的程度而已,並不是有了什麼新的業務。另外軟體也不是降低業務成本的唯一方式。

  2. 為了能夠讓軟體很好的跑起來,軟體工程師必須理解業務所服務的物件,他們的利益所在,即業務問題。業務面對這些問題是如何分拆解決的? 涉及到了哪些概念? 這些概念分別解決了哪些哪些問題?我們不能自己按照自己的理解,用自己的一套概念體系來表述。如果這麼做的話,會導致兩個問題:

    業務無法和我們交流,因為他們無法明白我們所自己建立的概念,所以他們無法確認我們的理解是否正確。

    我們所表述的東西,並沒有在實際生活中實踐過,我們也不知道這些概念是否能夠解決業務的問題。

  3. 軟體工程師還必須要考慮,用什麼樣的硬體把軟體跑起來,怎樣跑得好,跑得快,並且可以隨著業務的流量逐漸的長大?


分析解決分解後的問題

對於2,在有限的時間下,軟體工程師毫無疑問無法一個人去完成這麼多事情,那麼我們需要把所做的事情列出來,進行分析:

  1. 虛擬化業務需要完成這些事情:

    1. 學習業務知識,認識業務所涉及的stakeholders的核心利益訴求,以及業務是如何分拆滿足這些利益訴求,並通過怎樣的組織架構完成整個組織的核心利益的,以及業務運作的流程,涉及到哪些概念,有哪些權利和責任等。
    2. 通過對業務知識的學習,針對這些概念所對應的權利和責任以及組織架構,對業務進行建模,把並把建模的結果用程式語言實現。這是業務的模型,通常是現實生活中利益鬥爭的結果,是非常穩定的。
    3. 學習業務所參與的stakeholder是如何和業務打交道,並完成每個人的權利和義務的,並通過程式語言,結合業務模型實現這些打交道的溝通通道。這部分是變化最頻繁的,屬於組合關係。明白了這一點,對後續的實現非常有幫助。
    4. 如何把業務執行的結果,持久化,並通過合適的手段把持久化後的資料,在合適的時間合適的地點載入出來。這部分和基礎設施有關,變化可能也會比較頻繁。
  2. 程式碼如何運營,需要完成這些事情:

    1. 需要多少硬體裝置來滿足訪問的需求?
    2. 程式碼要分成多少個元件部署到哪些硬體裝置上?
    3. 這些程式碼如何通過硬體裝置互相連線在一起?
    4. 當業務流量增大到超過一臺機器的容量時,軟體能否支援通過部署到新增機器上的方式,擴大對業務的支撐
    5. 當某臺或某些硬體裝置失效時,軟體是否仍然能夠不影響使用者的訪問。
    6. 軟體執行產生的資料,能否支援提取出來並加以分析,為下一輪的業務決策提供依據。
  3. 如果分成不同的角色來完成這些事情,就需要一個組織架構來組織程式碼的編寫和運營,需要做哪些事情:

    1. 完成一和二所列的這些事情,需要哪些角色參與
    2. 這些事情基本都需要順序的發生,如何保證資訊在不同角色的傳遞過程中不會有損失? 或者說即使有損失,也能快速糾正?
    3. 這些角色之間是如何協調,才能共同完成虛擬化業務的需求?

最終,生成哪些架構

如果業務足夠簡單,使用者流量夠小,時間要求也不急迫,那麼一個人,一臺機器就夠了,這個時候一般不會去討論架構的問題。當訪問的流量越來越大,機器就會越來越多,程式碼的部署單元就會拆分的越來越多。

同樣就會需要越來越多的人來完成拆分出來的越來越多的部署單元,甚至同一個部署單元也需要分拆為多人合作完成。但是我們需要注意到一點,整個的概念體系,或者說業務的建模不會有任何的變化,還是完成同樣的這些事情。唯一的區別就是量越來越大,超過了單個人和單個機器的容量,不斷地增長。這樣就會導致以下的架構:

  1. 當流量越來越大,我們就會發現,軟體所部署的機器就會開始按照樹狀的結構開始分拆,就會形成硬體的部署架構。這就是為什麼會形成部署的分層。
  2. 為了把業務在軟體中實現並落地,需要前端人員、業務程式碼人員、儲存層等不同技巧的人同時工作,需要切分成程式碼的架構。這就是為什麼會形成程式碼的分層,形成程式碼的架構。當然,當這些角色由一個人來完成的時候,不一定會有程式碼架構,往往會比較亂。
  3. 當參與的人員越來越多,就會形成開發體系的組織架構。因為程式碼開發的過程是一個連續的過程,會用流程來把不同的角色串聯起來,這就是軟體工程。
  4. 為了完成業務的工作,需要識別出來業務架構和支撐業務的組織架構,以及業務運作的流程。這是被虛擬化的業務架構和組織架構,也需要體現在程式碼中,保持和現實生活中一致。

再談,何為軟體架構

這就是軟體比較複雜的地方,涉及到軟體本身的業務體系,和所虛擬的業務體系。根據以上的分析,所生成的架構,究竟那些算是軟體架構呢?

  1. 軟體因為流量增大而分拆成不同的執行單元,在不同的機器上部署所形成的架構,屬於軟體架構。【部署架構】
  2. 每個執行單元為了讓不同角色的人,比如前端,業務,資料儲存等能夠並行工作,所分成的程式碼架構,也屬於軟體架構。【程式碼架構】

所以當我們說軟體架構的時候,我們一定要講清楚,究竟說的是部署的架構,還是程式碼的架構。軟體架構的落地,需要軟體的組織架構和流程來保障,離開了這個,軟體架構是一句空話

另外很多人講,架構是進化出來的,但其實架構是設計出來的,架構的好壞體現於在進化過程中支撐業務高效運轉的生命週期

架構實際是為了在量不斷的增大,超過了單臺伺服器的容量,逐漸的分拆,同時導致超過單個人員的能力,工作人員不斷的增多,工作內容不斷的分拆的情況下,仍然能夠良好地支撐業務流程高效運轉。這本身就是架構的意義所在。不管怎麼分拆,所達到的目標沒有任何變化,就是完成業務在計算機中的虛擬化。

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