如何成為優(yōu)秀的系統架構師

　　系統架構師的工作是復雜設計總體解決方案以及領(lǐng)域對象的邏輯和物理布局,這是一項在復雜環(huán)境中高風(fēng)險、高影響力的活動(dòng)。那么如何才能成為一名優(yōu)秀的系統架構師呢，一起來(lái)學(xué)習學(xué)習吧!

　　1、軟件架構的定義：

　　軟件架構(Software Architecture)也稱(chēng)之為軟件體系結構，它是一組有關(guān)如下要素的重要決策：軟件系統的組織，構成系統的結構化元素，接口和它們相互協(xié)作的行為的選擇，結構化元素和行為元素組合成粒度更大的子系統方式的選擇，以及指導這一組織(元素及其接口、協(xié)作和組合方式)的架構風(fēng)格的選擇。換句話(huà)說(shuō)，軟件架構實(shí)際上是對系統整體結構設計的刻劃，系統架構師是做全局的、整體的把握工作。架構的組成與決策是架構設計的兩個(gè)基本概念。架構=>藍圖+規則+解決方案

　　軟件架構是一個(gè)認識事物的過(guò)程：原型、發(fā)現、改進(jìn)、再發(fā)現、再改進(jìn)，這是軟件開(kāi)發(fā)的必由螺旋。

　　2、架構師成長(cháng)路線(xiàn)圖：

　　系統架構師已經(jīng)不僅僅是技術(shù)精湛的技術(shù)專(zhuān)家，他需要與業(yè)務(wù)團隊緊密合作，并且精通市場(chǎng)、業(yè)務(wù)與管理。從上升趨勢來(lái)說(shuō)，可以有三個(gè)層面的路線(xiàn)圖：第一個(gè)層面，要關(guān)注系統思考。在這個(gè)層面，重要的不僅僅是掌握設計的知識點(diǎn)，而是更重視分析能力、創(chuàng )新思維能力的提升，需要更廣闊的思路，這方面的空間相當非常大。這是第一層面的能力基礎。第二個(gè)層面，要關(guān)注總結和指導，思維空間要轉向群體。如何把已有的經(jīng)驗總結出來(lái)，并讓這種智力資產(chǎn)真正發(fā)揮作用?成為架構師上升第二層面的能力基礎。第三個(gè)層面，要提升自身的全面修養。我們必須引發(fā)自己思維方式的變革，要培養組織力、領(lǐng)導力、創(chuàng )新力以及擁有激情，這是架構師上升第三層面的能力基礎。

　　要看到自身的弱點(diǎn)，思路要寬，多思考

　　架構師并不是一個(gè)普通的技術(shù)人員，他對設計站的角度更高，需要的知識和能力結構更復雜，他需要具有其他人所沒(méi)有的思想、眼光和感知世界的方法，必須突破已有的思維模式和行為模式，突破長(cháng)期束縛自己的思維瓶頸，才可能達到自己從未達到過(guò)的高度。

　　架構師要養成每項工作都記錄并分析的好習慣，以形成更扎實(shí)的工作風(fēng)格。在每個(gè)項目完成都需要進(jìn)行總結。

　　3、架構師要保持自己的競爭力：

　　架構師必須關(guān)注今天的IT技術(shù)、商業(yè)模式變革以及由此引發(fā)的軟件產(chǎn)業(yè)變革的重大趨勢，勤于思考并迎接新的挑戰。一個(gè)人最核心的競爭優(yōu)勢是學(xué)習能力。架構師作為技術(shù)層面資深的一群，為了保持競爭力需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：(1)、保持激情：關(guān)鍵是信念。激情源自于信念，有了信念才會(huì )主動(dòng)挑戰自我，迎接挑戰才會(huì )有激情，有了激情工作才會(huì )更有意思。(2)、創(chuàng )新思考：在工作中多嘗試一些新方法，是維持自我能力的重要手段。(3)、逆向思維：逆向思維指的是使用與正常思路相反的思維方式去分析同一個(gè)問(wèn)題，使思路多樣化。逆向思維能夠幫助人們沖破傳統思維的束縛，克服慣性思維方式。從反方向考慮問(wèn)題往往會(huì )取得出人意料的結果。

　　4、架構師要關(guān)注軟件的新趨勢：

　　目前傳統軟件危機暴露出的問(wèn)題還未真正解決，新的挑戰卻已擺在眼前。在人們不斷思考面臨的挑戰以及對策中，形成了一些新的趨勢，包括：(1)、軟件質(zhì)量以服務(wù)質(zhì)量形式展現，對質(zhì)量的投資可獲得更高的投資回報。(2)、軟件過(guò)程擴展到用戶(hù)，希望更多的用戶(hù)深入參與到軟件全生命周期。(3)、功能至上遠遠不夠，用戶(hù)體驗得到空前重視。(4)、系統集成模式面臨變革，軟件、服務(wù)、終端、IT基礎設施將形成更緊密的價(jià)值體系。(5)、研發(fā)要更多關(guān)注非功能性需求，如安全性質(zhì)量、性能、可靠性、可擴充性、可伸縮性、可用性等，從而不斷提高軟件的價(jià)值。

　　知識就是力量==>信息就是力量

　　架構并不完全是概要設計。概要設計還是停留在圖紙上，而架構必須證明這個(gè)技術(shù)路線(xiàn)可行，并且能夠證明大多數質(zhì)量風(fēng)險已經(jīng)得到了解決。

　　5、所謂設計就是解決問(wèn)題的過(guò)程：

　　軟件設計是一種思維活動(dòng)，設計的魅力在于破解難題，通過(guò)直面問(wèn)題的挑戰，以及對相應解決方案的仔細推敲，才可能設計出真正有靈性的產(chǎn)品。(1)、設計不具普遍性：軟件設計很少具有普通性，不同的目標需要不同的設計來(lái)支持。(2)、做出權衡：所謂軟件設計，本質(zhì)上就是在質(zhì)量、成本、時(shí)間以及其它各種因素之間做出權衡。(3)、記錄設計的理由(設計文檔)。

　　多關(guān)注各種方面的架構設計

　　6、質(zhì)量屬性決定了架構風(fēng)格：

　　一種架構的風(fēng)格，很大程度上與設計者如何滿(mǎn)足質(zhì)量要求的對策有關(guān)。需求的功能和非功能兩方面都可能有質(zhì)量要求。具體歸納如下：(1)、與功能性有關(guān)的質(zhì)量屬性主要包括：A、正確性：是指軟件按照需求正確執行任務(wù)的能力。B、健壯性：指的是在異常情況下，軟件能夠正常運行的能力。正確性與健壯性的區別在于，前者是在功能需求之內描述問(wèn)題，后者是在功能需求之外描述問(wèn)題。健壯性一般有兩層含義：首先是容錯能力，其次是恢復能力。容錯指的是發(fā)生異常情況不出錯誤的能力，而恢復指的是軟件發(fā)生錯誤以后能恢復到?jīng)]有發(fā)生錯誤錢(qián)的狀態(tài)的能力。C、可靠性：是一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的屬性，指的是在一定的環(huán)境下，在一定的時(shí)間段，系統不出現故障的概率。通常用平均無(wú)故障時(shí)間來(lái)衡量。(2)、與非功能性有關(guān)的質(zhì)量屬性主要包括：A、性能：是指軟件的“時(shí)間-空間”效率，而不僅僅是指軟件運行速度。換句話(huà)說(shuō)是速度要快而占用資源要少。性能=速度/資源。B、易用性：指的是用戶(hù)使用軟件的容易程度。C、清晰性：意味著(zhù)工作成果易讀、易理解。D、安全性：它的目的是系統應該具備防止非法入侵的能力，這既屬于技術(shù)問(wèn)題也屬于管理問(wèn)題。E、可擴展性：這反映軟件適應“變化”的能力，包括需求、設計的變化、算法的改進(jìn)和變化。F、可移植性：指的是軟件不經(jīng)修改(或者稍加修改)就可以在不同軟硬件環(huán)境中使用的能力。

　　7、抵制前期進(jìn)行龐大設計的誘惑：

　　(1)、架構應該具備易演化特征;(2)、項目開(kāi)發(fā)周期不要超過(guò)6個(gè)月;(3)、分而治之：抓住真正的需求、分而治之(把大項目分成小項目)、設置優(yōu)先級、盡快交付;(4)、增量式開(kāi)發(fā)與交付：如果前期需求比較清楚，可以把一個(gè)大項目分成若干相對獨立能夠持續交付的部分，這樣就可以把大問(wèn)題分成若干小問(wèn)題;(5)、迭代式開(kāi)發(fā)與交付：如果前期需求不是太清楚，項目帶有強烈的創(chuàng )新成分，可以使用具有強迭代的逐步求精的模型。

　　8、重構：

　　在不影響整體外部行為的前提下，不斷地對軟件進(jìn)行細微的設計改進(jìn)，這種漸進(jìn)式的實(shí)踐叫做重構。通過(guò)重構不僅能夠降低維護成本，而且也為我們提供了改進(jìn)代碼質(zhì)量的通用標準，并使我們能迅速添加新功能。從本質(zhì)上說(shuō)，重構根本上就是一個(gè)態(tài)度問(wèn)題，而不全是技術(shù)問(wèn)題。

　　在集中精力完成了代碼邏輯以后，就需要集中精力做第二件事情，那就是重構。在對代碼進(jìn)行重構時(shí)，我們不會(huì )增加新功能，甚至也不會(huì )去修復bug。相反，我們會(huì )通過(guò)將代碼變得更易于理解來(lái)提升代碼的可讀性。

　　重構要堅持不懈：(1)重構可以加快進(jìn)度;(2)、重構應該是小步驟地進(jìn)行;(3)、技術(shù)債務(wù)積累越多，重構的難度就越大。

　　9、對結構進(jìn)行優(yōu)化的基本原則：

　　在完成了功能邏輯之后，除了代碼重構以外，很多情況下還需要重新審視一下軟件結構，對結構進(jìn)行重構。良好的結構設計需要遵循一些原則，而原則本身就是經(jīng)驗的總結。依據這些原則，我們就可以在設計中有良好的設計指向。如需求不變則不需結構。

　　結構的4條設計原則：(1)單一職責原則(SRP)：也被稱(chēng)之為內聚性原則;SRP原則的描述為：就一個(gè)類(lèi)而言，應該僅有一個(gè)引起它變化的原因;(2)、開(kāi)放--封閉原則(OCP)：OCP的關(guān)鍵是依賴(lài)于抽象。OCP原則的目的，是要求我們設計的軟件實(shí)體(類(lèi)、組件、函數等等)應該是可以擴展的，但是不可修改的。A、對于擴展是開(kāi)放的：這意味著(zhù)組件的行為是可以擴展的，當應用的需求改變時(shí)，我們可以對組件進(jìn)行擴展，使其具有滿(mǎn)足那些改變的新行為。換句話(huà)說(shuō)我們可以改變組件的功能。B、對于更改是封閉的：對組件行為進(jìn)行擴展時(shí)，不必改動(dòng)組件的源代碼，無(wú)論是動(dòng)態(tài)鏈接庫、DLL或者是Java的jar文件都無(wú)需改動(dòng)。(3)、依賴(lài)倒置原則(DIP)：使用傳統的結構化設計所創(chuàng )建出來(lái)的依賴(lài)關(guān)系結構，策略是依賴(lài)于細節的，這是糟糕的，因為這樣會(huì )使策略受到細節改變的影響。面向對象的程序設計倒置了依賴(lài)關(guān)系結構，使得細節和策略都依賴(lài)于抽象，并且常常是客戶(hù)擁有服務(wù)接口。事實(shí)上，這種依賴(lài)關(guān)系的倒置正是好的面向對象設計的標志所在。DIP的原則是：A、高層組件不應該依賴(lài)于低層組件。二者都應該依賴(lài)于抽象;B、抽象不應該依賴(lài)于細節，細節應該依賴(lài)于抽象。(4)、接口隔離原則(ISP)：這個(gè)原則用來(lái)處理“胖(fat)”接口所具有的缺點(diǎn)。類(lèi)的“胖”(不內聚)接口可以分解成多組方法。每一組方法都服務(wù)于一組不同的客戶(hù)程序。這樣，一些客戶(hù)程序可以使用一組成員函數，而其它客戶(hù)程序可以使用其它組的成員函數。實(shí)際中當然也存在有一些對象，它們確實(shí)不需要內聚的接口，但是ISP建議客戶(hù)程序不應該看到它們作為單一的類(lèi)存在。相反，客戶(hù)程序看到的應該是多個(gè)具有內聚接口的抽象基類(lèi)。

　　10、關(guān)注變化、關(guān)注特征：

　　擁抱著(zhù)變化而設計。讓變化成為一個(gè)重要的設計要素，需求總是會(huì )發(fā)生變化。面向對象是個(gè)思維方式�；�于接口進(jìn)行設計。

　　軟件復用(SoftwareReuse)：是將已有軟件的各種有關(guān)知識用于建立新的軟件，以縮減軟件開(kāi)發(fā)和維護的花費。軟件復用是提高軟件生產(chǎn)力和質(zhì)量的一種重要技術(shù)。早期的軟件復用主要是代碼級復用，被復用的知識專(zhuān)指程序，后來(lái)擴大到包括領(lǐng)域知識、開(kāi)發(fā)經(jīng)驗、設計決定、體系結構、需求、設計、代碼和文檔等一切有關(guān)方面。

　　軟件重用，是指在兩次或多次不同的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中重復使用相同或相似軟件元素的過(guò)程。軟件元素包括程序代碼、測試用例、設計文檔、設計過(guò)程、需要分析文檔甚至領(lǐng)域知識。通常，可重用的元素也稱(chēng)作軟構件，可重用的軟構件越大，重用的粒度越大。

　　11、面向服務(wù)的架構(Service-OrientedArchitecture, SOA)：

　　面向服務(wù)的架構成功的要點(diǎn)是服務(wù)識別。服務(wù)識別的基本過(guò)程：(1)、了解項目的性質(zhì);(2)、業(yè)務(wù)牽頭，一定不是技術(shù)牽頭;(3)、明確產(chǎn)品的戰略目標;(4)、研究企業(yè)業(yè)務(wù)流程;(5)、重用行業(yè)制品;(6)、建立契約基線(xiàn);(7)、完善服務(wù)屬性等級矩陣(ARMS);(8)、使用業(yè)務(wù)敏捷場(chǎng)景仿真(BASS)進(jìn)行測試;(9)、擁抱變更。

　　12、架構與框架的區別：

　　框架是一個(gè)軟件，但架構不是軟件，而是關(guān)于軟件如何設計的重要決策。但是在引入軟件框架以后，軟件架構決策往往會(huì )體現在框架設計之中。不論是架構技術(shù)還是框架技術(shù)，都是為了解決軟件日益復雜所帶來(lái)的困難，而采取的“分而治之”的結果。架構的思維是先大局后局部，這是一種問(wèn)題在抽象層面地解決方案，首先考慮大局而忽略細節�？蚣艿乃季S是先通用后專(zhuān)用，這是一種半成品，還需要通過(guò)后期的定制才能成為具體的軟件。

　　框架和架構的關(guān)系可以總結為兩個(gè)方面：(1)、為了盡早驗證架構設計，或者出于支持產(chǎn)品線(xiàn)開(kāi)發(fā)的目的，可以把通用機制甚至整個(gè)架構以框架方式實(shí)現;(2)、企業(yè)可能存在大量可重用框架，這些框架可能已經(jīng)實(shí)現了架構所需的重要機制，或者對某個(gè)子系統提供了可擴展的半成品，最終軟件架構可以借助這些框架來(lái)構造。

　　框架設計最重要的部分，其實(shí)并不在于采用何種技術(shù)方案來(lái)實(shí)現，而是對已經(jīng)存在的業(yè)務(wù)過(guò)程進(jìn)行深入思考，尋找它們的共性，探究其中的規律，建立恰當的模式，然后選擇恰當的技術(shù)實(shí)現方案。

　　帶團隊關(guān)鍵因素：決心、手段(方法)、激情、信心，技術(shù)不是關(guān)鍵因素。

　　13、把經(jīng)驗歸納總結成理論：

　　總結是兩方面的，(1)總結過(guò)程：歸納出良好設計必須遵循的步驟，以及每一步驟的目標、解決什么問(wèn)題、應該有什么樣的思考點(diǎn)和思考方向。(2)總結模式(設計模式)：模式是一種實(shí)踐經(jīng)驗的總結，通過(guò)總結每個(gè)思考點(diǎn)的各種解決方案，并且和過(guò)程的節點(diǎn)裝配在一起，形成能夠指導他人的模式語(yǔ)言。

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