周二,我们聊了架构出现的历史背景和推动因素。以史为鉴,对我们了解架构设计的目的很有帮助。谈到架构设计,相信每个技术人员都是耳熟能详,但如果深入探讨一下,“为何要做架构设计?”或者“架构设计目的是什么?”类似的问题,大部分人可能从来没有思考过,或者即使有思考,也没有太明确可信的答案。
架构设计的误区
关于架构设计的目的,常见的误区有:
- 因为架构很重要,所以要做架构设计
这是一句正确的废话,架构是很重要,但架构为何重要呢?
例如:不做架构设计系统就跑不起来么?
其实不然,很多朋友尤其是经历了创业公司的朋友可能会发现,公司的初始产品可能没有架构设计,大伙撸起袖子简单讨论一下就开始编码了,根本没有正规的架构设计过程,而且也许产品开发速度还更快,上线后运行也还不错。
例如:做了架构设计就能提升开发效率么?
也不尽然,实际上有时候最简单的设计开发效率反而是最高的,架构设计毕竟需要投入时间和人力,这部分投入如果用来尽早编码,项目也许会更快。
例如:设计良好的架构能促进业务发展么?
好像有一定的道理,例如设计高性能的架构能够让用户体验更好,但反过来想,我们照抄微信的架构,业务就能达到微信的量级么?肯定不可能,不要说达到微信的量级,达到微信的1/10做梦都要笑醒了。
- 不是每个系统都要做架构设计吗
这其实是知其然不知其所以然,系统确实要做架构设计,但还是不知道为何要做架构设计,反正大家都要做架构设计,所以做架构设计肯定没错。
这样的架构师或者设计师很容易走入生搬硬套业界其他公司已有架构的歧路,美其名曰“参考”“微改进”。一旦强行引入其他公司架构后,很可能会发现架构水土不服,或者运行起来很别扭等各种情况,最后往往不得不削足适履,或者不断重构,甚至无奈推倒重来。
- 公司流程要求系统开发过程中必须有架构设计
与此答案类似还有因为“架构师总要做点事情”,所以要做架构设计,其实都是舍本逐末。因为流程有规定,所以要做架构设计;因为架构师要做事,所以要做架构设计,这都是很表面地看问题,并没有真正理解为何要做架构设计,而且很多需求并不一定要进行架构设计。如果认为架构师一定要找点事做,流程一定要进行架构设计,就会出现事实上不需要架构设计但形式上却继续去做架构设计,不但浪费时间和人力,还会拖慢整体的开发进度。
- 为了高性能、高可用、可扩展,所以要做架构设计
能够给出这个答案,说明已经有了一定的架构经历或者基础,毕竟确实很多架构设计都是冲着高性能、高可用……等“高XX”的目标去的。
但往往持有这类观点的架构师和设计师会给项目带来巨大的灾难,这绝不是危言耸听,而是很多实际发生的事情,为什么会这样呢?因为这类架构师或者设计师不管三七二十一,不管什么系统,也不管什么业务,上来就要求“高性能、高可用、高扩展”,结果就会出现架构设计复杂无比,项目落地遥遥无期,团队天天吵翻天……等各种让人抓狂的现象,费尽九牛二虎之力将系统整上线,却发现运行不够稳定,经常出问题,出了问题很难解决,加个功能要改1个月……等各种继续让人抓狂的事件。
架构设计的真正目的
那架构设计的真正目的究竟是什么?
从周二与你分享的架构设计的历史背景,可以看到,整个软件技术发展的历史,其实就是一部与“复杂度”斗争的历史,架构的出现也不例外。简而言之,架构也是为了应对软件系统复杂度而提出的一个解决方案,通过回顾架构产生的历史背景和原因,我们可以基本推导出答案:架构设计的主要目的是为了解决软件系统复杂度带来的问题。
这个结论虽然很简洁,但却是架构设计过程中需要时刻铭记在心的一条准则,为什么这样说呢?
首先,遵循这条准则能够让“新手”架构师心中有数,而不是一头雾水。
新手架构师开始做架构设计的时候,心情都很激动,希望大显身手,甚至恨不得一出手就设计出世界上最牛的XX架构,从此走上人生巅峰,但真的面对具体的需求时,往往都会陷入一头雾水的状态:
“这么多需求,从哪里开始下手进行架构设计呢?”。
“架构设计要考虑高性能、高可用、高扩展……这么多高XX,全部设计完成估计要1个月,但老大只给了1周时间”。
“业界A公司的架构是X,B公司的方案是Y,两个差别比较大,该参考哪一个呢?”。
以上类似问题,如果明确了“架构设计是为了解决软件复杂度”原则后,就很好回答。
- “这么多需求,从哪里开始下手进行架构设计呢?”
——通过熟悉和理解需求,识别系统复杂性所在的地方,然后针对这些复杂点进行架构设计。
- “架构设计要考虑高性能、高可用、高扩展……这么多高XX,全部设计完成估计要1个月,但老大只给了1周时间”
——架构设计并不是要面面俱到,不需要每个架构都具备高性能、高可用、高扩展等特点,而是要识别出复杂点然后有针对性地解决问题。
- “业界A公司的架构是X,B公司的方案是Y,两个差别比较大,该参考哪一个呢?”
——理解每个架构方案背后所需要解决的复杂点,然后才能对比自己的业务复杂点,参考复杂点相似的方案。
其次,遵循这条准则能够让“老鸟”架构师有的放矢,而不是贪大求全。
技术人员往往都希望自己能够做出最牛的东西,架构师也不例外,尤其是一些“老鸟”架构师,为了证明自己的技术牛,可能会陷入贪大求全的焦油坑而无法自拔。例如:
“我们的系统一定要做到每秒TPS 10万”。
“淘宝的架构是这么做的,我们也要这么做”。
“Docker现在很流行,我们的架构应该将Docker应用进来”。
以上这些想法,如果拿“架构设计是为了解决软件复杂度”这个原则来衡量,就很容易判断。
- “我们的系统一定要做到每秒TPS 10万”
——如果系统的复杂度不是在性能这部分,TPS做到10万并没有什么用。
- “淘宝的架构是这么做的,我们也要这么做”
——淘宝的架构是为了解决淘宝业务的复杂度而设计的,淘宝的业务复杂度并不就是我们的业务复杂度,绝大多数业务的用户量都不可能有淘宝那么大。
- “Docker现在很流行,我们的架构应该将Docker应用进来”
——Docker不是万能的,只是为了解决资源重用和动态分配而设计的,如果我们的系统复杂度根本不是在这方面,引入Docker没有什么意义。
简单的复杂度分析案例
我来分析一个简单的案例,一起来看看如何将“架构设计的真正目的是为了解决软件系统复杂度带来的问题”这个指导思想应用到实践中。
假设我们需要设计一个大学的学生管理系统,其基本功能包括登录、注册、成绩管理、课程管理等。当我们对这样一个系统进行架构设计的时候,首先应识别其复杂度到底体现在哪里。
性能:一个学校的学生大约1 ~ 2万人,学生管理系统的访问频率并不高,平均每天单个学生的访问次数平均不到1次,因此性能这部分并不复杂,存储用MySQL完全能够胜任,缓存都可以不用,Web服务器用Nginx绰绰有余。
可扩展性:学生管理系统的功能比较稳定,可扩展的空间并不大,因此可扩展性也不复杂。
高可用:学生管理系统即使宕机2小时,对学生管理工作影响并不大,因此可以不做负载均衡,更不用考虑异地多活这类复杂的方案了。但是,如果学生的数据全部丢失,修复是非常麻烦的,只能靠人工逐条修复,这个很难接受,因此需要考虑存储高可靠,这里就有点复杂了。我们需要考虑多种异常情况:机器故障、机房故障,针对机器故障,我们需要设计MySQL同机房主备方案;针对机房故障,我们需要设计MySQL跨机房同步方案。
安全性:学生管理系统存储的信息有一定的隐私性,例如学生的家庭情况,但并不是和金融相关的,也不包含强隐私(例如玉照、情感)的信息,因此安全性方面只要做3个事情就基本满足要求了:Nginx提供ACL控制、用户账号密码管理、数据库访问权限控制。
成本:由于系统很简单,基本上几台服务器就能够搞定,对于一所大学来说完全不是问题,可以无需太多关注。
还有其他方面,如果有兴趣,你可以自行尝试去分析。通过我上面的分析,可以看到这个方案的主要复杂性体现在存储可靠性上,需要保证异常的时候,不要丢失所有数据即可(丢失几个或者几十个学生的信息问题不大),对应的架构如下:

学生管理系统虽然简单,但麻雀虽小五脏俱全,基本上能涵盖软件系统复杂度分析的各个方面,而且绝大部分技术人员都曾经自己设计或者接触过类似的系统,如果将这个案例和自己的经验对比,相信会有更多的收获。
小结
今天我为你分析了架构设计的误区,结合周二讲的架构设计的历史背景,给出架构设计的主要目的是为了解决软件系统复杂度带来的问题,并分析了一个简单复杂度的案例,希望对你有所帮助。
这就是今天的全部内容,留一道思考题给你吧。请按照“架构设计的主要目的是为了解决软件复杂度带来的问题”这个指导思想来分析一下你目前的业务系统架构,看看是否和你当时分析的结果一样?
欢迎你把答案写到留言区,和我一起讨论。相信经过深度思考的回答,也会让你对知识的理解更加深刻。(编辑乱入:精彩的留言有机会获得丰厚福利哦!)
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精选留言
2018-05-03 09:05:56
需求驱动架构。在分析设计阶段,需要考虑一定的人力与时间去"跳出代码,总揽全局",为业务和IT技术之间搭建一座"桥梁"。
架构设计处于软件研制的前期,一方面,越是前期,如有问题,就能够越早发现,修改的代价也就越低;另外一方面,也意味着,软件实施后期若有架构上的修改,也需要付出更多的代价。
今日得到:
1 架构是为了应对软件系统复杂度而提出的一个解决方案。
2 架构即(重要)决策
3 需求驱动架构,架起分析与设计实现的桥梁
4 架构与开发成本的关系
2018-05-03 13:28:11
2018-05-18 11:20:37
业务架构和业务量级都是从每个具体项目的实际应用场景中提炼出来的。
业务架构是对业务需求的提炼和抽象,开发软件必须要满足业务需求,否则就是空中楼阁。软件系统业务上的复杂度问题,可以从业务架构的角度切分工作交界面来解决。设计软件架构,首先是要保证能和业务架构对的上,这也是从业务逻辑转向代码逻辑的过程,所以软件架构的设计为开发指明了方向。另外架构设计也为接下来的开发工作分工奠定了基础。
业务量级表现在存储能力、吞吐能力和容错能力等,主要是软件运维期业务的复杂度。做软件架构设计,是要保证软件有能力托起它在业务量级上的要求的,如果软件到运行使用期废了,前面所有的工作都付诸东流了。不同的业务量级,对应的软件的架构复杂度是不同的,所以对于不同的项目,业务量级不同,架构设计也不同。
做业务架构必须与其面向的实际应用场景相匹配,由于每个产品或项目的业务场景均有所不同,所以每次做新的软件开发前,必须先设计软件架构,试图不经分析直接套用先前的架构方案,十有八九会让当前的系统在某个点上报出大问题导致推翻重来,更不要说直接拿别人的现成架构方案了。
所以每个软件在开发前,都要结合自己的应用场景设计适合自身的软件架构,现成的架构方案只能借鉴,不能直接套用。
另外,由于业务架构和业务量级也会不断调整或长大,软件架构也不是一劳永逸的,会随业务不断调整。
2018-05-03 23:48:01
2018-05-05 20:31:05
1.距离选择。如果太远可能就漏出来了
2.成本选择。如果拉屎太贵也不合适
3.性能选择。好的厕所可以拉的心情舒畅
2018-05-03 08:52:15
2018-05-03 10:19:51
1.方便内部非开发人员做数据存储
2.提供对象存储的图形化界面
3.监控整个存储集群的存储相关的指标,例如存储量,下行流量、api调用等等
这几个需求也算是我结合公司的现有业务状况,以及对象存储的特性,自己总结的。
系统上线以后,我预计的使用情况如下:
1.大的天使客户都是一些职能的业务部门,由存储集群提供底层的存储接口,通过中控台进行监控,图形化操作
2.其他零散人员,可存储一些工作上的数据
目前我只是做了个demo出来,整体架构:nginx做前端的负载,springboot提供服务,mysql存储元数据,redis做消息队列,以及缓存,数据通过接口传到存储集群
这个架构也没做太多考虑,就像老师您说的情况一样,只不过公司其他的系统也差不多都这样。
对象存储中控台的业务复杂度我思考有以下几个:
1.提供高可用,高性能的上传下载功能
2.提供bucket 以及对象的查询功能
3.提供低延迟的监控统计功能
4.并发访问量个人感觉都集中在存储集群的接口调用,中控台这边并不高,但是一定要做到系统的高可用,保证内部职工正常的工作使用,同时mysql也要做到主备和异地多活,以及redis的主备
老师这样的分析可以么,针对这样的业务,现有的架构有问题么
2018-05-03 08:28:44
2. 一个简单的例子能说明相关问题也很赞,就是这样,大家有时不需要大而全的大公司大例子,反手一个赞,加油,运华兄
2018-05-04 20:53:46
2018-05-03 08:11:01
2018-05-04 06:05:26
架构设计在发展的不同阶段面临不同的问题,例如我们公司刚开始就做了业务拆分,后端是多个服务,前端一个站点,并且提供了一个服务互相调用的公共代理,现在主站越来越庞大,涵盖的业务越来越多,所以要做业务拆分,公共代理所包含的服务也越来越多,也要进行拆分。另外一个业务要调用多个服务,如何去监控调用链的完整性,这也需要解决。
所以架构本身在不同阶段集中解决几个最主要的问题,之后随着业务,技术,问题的不断变化,架构的重点也在不断调整。
2018-05-03 08:18:18
2018-05-18 13:06:53
2018-05-04 20:14:24
背景:我工作3年多,最近在学习uml,但是感觉程序设计帮助并不大。程序设计和编程还是靠经验和加班加出来的。
所以问题是,方法论这个东西在程序设计方面真的作用大吗?编程是不是还就是靠经验和加班?
不知道版主哥对方法论怎么看的,并且你用uml吗?
补充,uml我才用了3个月,只用它开发了3个功能,所以也可能是我资历太浅,没掌握要领和精髓。
2018-05-03 07:34:45
现有业务复杂度分析:
性能: 提供外部接口,对性能有一定的要求,对对存储也有一定要求,但访问量每天不高,1万~2万,mysql+缓存,还是有必要的,量不高,但要快
可扩展性:因为需要经常对接其他支付接口,所以这里的可扩展性有一定要求
高可用:这是重点,因为是提供给商场使用的支付接口,哪怕一分钟宕机都是不行的,针对高可用方案,我现在只能想到,在不同机器上部署多套服务,然后用nginx做负载。不过晚上没有交易,可以停机的。存储数据都是订单,这个很重要,因为每天需要查账,不过已经使用了阿里云的rds主备方案,这里也不用担心
安全性:现在接口都是用sign验签,而秘钥都是独立的,所以这里也没有问题了
综合来说,我们对高可用,稳定性是要求最多的,这是这里的复杂度
2018-05-19 09:58:17
2018-05-03 12:11:48
2018-05-04 18:44:56
2018-05-03 08:30:54
这是个好问题,值得每个架构师和想成为架构师的技术人经常思考。
为了解决软件复杂性,是经典答案;
个人认为架构设计的目的有:
制定群解决业务问题复杂性的解决方案规范,包括核心业务流、扩展点位置、流程重组规范、服务编排方 法、等等,简而言之规范是架构的灵魂,方 法 '论(比如DDD)是架构的指导意见,统一技术认知和屏蔽横向业务影响是架构核心价值。
拙见,请大家指正
2019-02-28 15:31:54
1. 架构,架者,实体也,构者,行为也。架即数据,构即服务。
2.架构分业务架构和技术架构,业务架构优先(决定)技术架构。脱离业务的技术架构不是好架构,不懂业务的架构师不是好架构师。
3.技术架构解决业务服务的复杂性问题。
4.架构可从性能、可用、可靠、安全、维护、扩展、人力、成本、团队经验、推动力等维度切分业务场景的复杂度,按复杂度高低顺序排列,找到解决该纬度复杂性的方案,通盘评估各解决方案间的冲突及可行性,最终得到一个可落地的架构方案。