2023軟體架構和設計的趨勢

2023年即將結束，值得回顧一下過去一年的軟體架構和設計流行話題。在本文中，我們將討論一些常見的軟體架構和設計，這些架構和設計被廣泛採納。我們主要關注創新者和早期採用者部分。

設計可移植性的概念正在獲得關注，像Dapr這樣的框架專注於雲原生抽象模型。這種方法使架構師能夠將業務邏輯與實現細節分離。

大型語言模型有望以多種方式產生重大影響，例如幫助理解架構權衡，並賦予新一代低程式碼和無程式碼開發人員能力。

在未來幾年，軟體設計的可持續性將成為一個重要考慮因素，正在努力測量和減少軟體系統的碳足跡。儘管去中心化應用正在將區塊鏈的實用性擴充套件到加密貨幣和NFT之外，但由於缺乏消費者需求，它們的採用仍然有限。

架構師們不斷尋求提升決策的文件化、溝通和理解的方式，大型語言模型可能在未來發揮作用。

首先來看看「創新者」的部分。

大型語言模型

大型語言模型（如GPT-3）代表了自然語言處理和人工智慧能力的革命性飛躍。這些模型擁有數十億個引數，在內容生成、語言翻譯、聊天機器人和程式碼生成等各個領域具有應用。

它們使人與機器之間的互動更加類似人類，並有潛力徹底改變我們的溝通方式、工作方式和解決複雜問題的能力。

然而，它們也引發了關於資料偏見、隱私問題和負責任的人工智慧部署等重要的倫理和社會問題，這些問題需要在它們的使用普及之際進行謹慎考慮。

軟體供應鏈安全

隨著針對軟體開發過程的網路攻擊日益普遍，軟體供應鏈安全日益受到關注。它涉及確保構成軟體應用的元件和依賴的完整性和安全性。這包括驗證程式碼庫的真實性、監測漏洞，並採用強大的持續整合和持續交付（CI/CD）實踐。

最近的一些備受關注的供應鏈攻擊，比如SolarWinds入侵事件，突顯了組織加強軟體供應鏈安全的緊迫性，以保護其系統和資料免受惡意行為者的侵害。

可持續性設計

可持續性設計是各個行業減少產品和服務對環境影響的關鍵方法。它包括環保設計原則、資源高效的製造過程和產品生命週期的考慮。

公司越來越多地將可持續性融入其設計和生產實踐中，以應對氣候變化和減少廢物。可持續設計包括使用再生材料、最小化能源消耗和建立易於回收或重新利用的產品，最終為更環保負責、社會意識更強的商業生態系統做出貢獻。

GraphQL聯邦

GraphQL聯邦是一種架構模式，它將多個GraphQL服務組合成一個統一的API。它允許組織將複雜的單體GraphQL模式分解為更小、更易管理的服務，這些服務可以獨立開發和擴充套件。

聯邦提供了一種處理大型和複雜資料圖的強大方式，使構建高效靈活的API變得更加容易。對於採用微服務架構的組織來說，它特別有價值，可以在團隊間分佈開發工作的同時保持單一、協調的GraphQL模式。

策略即程式碼

策略即程式碼是一種實踐，涉及使用程式碼定義和執行策略和合規要求，通常以宣告性格式呈現。在雲基礎架構和DevOps的背景下，它被廣泛應用於自動化策略執行，並確保系統符合安全、治理和合規標準。

透過將策略編碼化，組織可以一致地應用和審計安全措施，跟蹤變更，並降低手動錯誤的風險。像Terraform和Kubernetes策略即程式碼框架這樣的工具使得在複雜、動態的基礎設施環境中實施和管理策略變得更加容易。

HTTP/3

HTTP/3是超文字傳輸協議（HTTP）的最新版本，它是網際網路資料通訊的基礎。與其前身HTTP/2相比，它在速度、安全性和效率方面引入了重大改進。

HTTP/3建立在QUIC傳輸協議之上，透過減少連線建立時間和最佳化資料傳輸來減小延遲。它還為安全連線提供了更好的效能，使網站更快、更具響應性。隨著Web技術的不斷髮展，HTTP/3在改善使用者體驗和支援現代Web應用方面發揮著至關重要的作用。

dApps

去中心化應用（dApps）是建立在區塊鏈技術上的軟體應用。與依賴於集中式伺服器的傳統應用不同，dApps在去中心化網路上執行，提供了更高的透明度、安全性和抗審查能力。

這些應用使用智慧合約，即預定義規則的自執行協議，來促進交易和自動化流程。dApps在金融、遊戲、供應鏈管理等各個領域的潛力備受關注。然而，要實現其全部潛力併成為數字領域的主流解決方案，還需要解決可擴充套件性和使用者採用等挑戰。

以下是「早期採用者」相關技術。

可移植性設計

可移植性設計是軟體和系統架構中的一個重要原則，強調建立能夠在不同環境和平臺上無縫執行的解決方案。它包括最小化對特定技術或基礎設施的依賴，確保相容性，並使用標準化介面。

透過遵循可移植性設計，組織可以實現更大的靈活性，減少供應商鎖定，並簡化應用程式和服務在雲提供商或部署環境之間的遷移。

資料驅動架構

資料驅動架構將資料作為系統設計的核心組成部分，著重於資料建模、儲存和可訪問性，以支援決策、分析和洞察。

資料驅動架構通常使用資料倉儲、資料湖和資料管道，以確保資料可用、準確和可用於各種業務流程和應用程式。

團隊協作的架構

團隊協作的架構代表了組織內架構設計和決策制定的協作性質。它承認架構不僅僅是架構師的責任，還需要來自各種利益相關者的參與和貢獻，包括開發人員、運維團隊、業務分析師等。

有效的架構決策需要跨職能的合作和共享目標和限制的理解，促進協調，並確保架構滿足整個組織的需求。

WebAssembly（伺服器端和客戶端）

WebAssembly（Wasm）是一種多功能技術，可以讓程式碼在Web瀏覽器及其它環境中以接近本機速度執行。

在客戶端，它使得Web應用程式能夠在瀏覽器內執行高效能程式碼，實現跨不同平臺的高效執行。

在伺服器端，WebAssembly用於提升無伺服器函式和微服務的效能，便於部署輕量且可移植的伺服器端程式碼。

安全設計

安全設計是軟體和系統架構的基本方面，優先考慮從一開始識別和減輕潛在安全風險。它包括將安全措施納入架構中，如訪問控制、加密、身份驗證和威脅建模，以防止漏洞和威脅。

透過將安全嵌入設計中，組織可以建立更具彈性的系統，降低安全漏洞和資料洩露的風險。

彈性設計

彈性設計關注建立能夠優雅地承受和恢復故障和中斷的系統。

這種架構方法包括冗餘、容錯和優雅降級，以確保即使在不利條件下，系統也能繼續執行或以最小的停機時間和資料丟失恢復。在現代應用程式中，彈性設計至關重要，其中可用性和可靠性至關重要。

可觀測性設計

可觀測性設計強調構建易於監控和分析的系統。它包括為應用程式新增日誌記錄、跟蹤和指標，以瞭解其行為、效能和健康狀況。

透過設計可觀測性，組織可以快速檢測和診斷問題，提高故障排除效率，加快事故響應，並增強整體系統可靠性。

微前端

微前端是將微服務原則擴充套件到Web應用程式前端層的一種架構模式。它涉及將前端拆分為更小、可獨立部署的元件，每個元件負責特定的使用者介面部分。

這種方法使團隊能夠自主開發、測試和部署前端元件，促進更快的開發、測試和部署週期，同時保持一個統一的使用者體驗。

AsyncAPI

AsyncAPI是一種新興的規範，用於設計、文件和定義非同步API的介面。類似於OpenAPI用於RESTful API，AsyncAPI幫助開發人員和組織標準化描述訊息驅動系統，如訊息佇列和事件驅動架構。

它提供了一種清晰的方式來定義訊息的結構和行為，使構建、整合和維護非同步系統變得更加容易。

工作流和決策自動化平臺

工作流和決策自動化平臺是用於簡化和自動化業務流程和決策的軟體工具或框架。它們使組織能夠對複雜工作流進行建模、執行和監控，實現重複性任務和決策的高效自動化。

這些平臺可以在各個行業中使用，從金融和醫療保健到供應鏈管理，以最佳化運營和改進決策流程。

低程式碼/無程式碼

低程式碼和無程式碼是一種開發方法，使具有不同技術水平的使用者能夠以最小的手寫程式碼建立軟體應用。低程式碼平臺提供了一個視覺化的開發環境，具有預構建的元件和模板，而無程式碼平臺更進一步，通常不需要任何編碼。

這些方法加速了應用程式的開發，使軟體創作民主化，並使企業能夠快速應對不斷變化的需求，而無需廣泛的程式設計技能。