架構(gòu)的本質(zhì),萬(wàn)千方法中的道
目前討論架構(gòu)實(shí)操(術(shù))的文章較多,討論架構(gòu)理念(道)的較少,本文基于作者在大型電商系統(tǒng)架構(gòu)方面的一些實(shí)踐和思考,和大家聊聊架構(gòu)理念性的東西,希望能夠拋磚引玉,推進(jìn)大家對(duì)架構(gòu)的認(rèn)識(shí)。
什么是道,什么是術(shù)?道是事物發(fā)展的本質(zhì)規(guī)律,術(shù)是事物發(fā)展的具體途徑。規(guī)律只有一個(gè),途徑很多,條條大路通羅馬,羅馬是道,大路是術(shù)。道為本,術(shù)為途,如果事先知道羅馬在哪里,那么遍地是路,路路相通。架構(gòu)也是如此,如果能領(lǐng)悟架構(gòu)的本質(zhì),就不會(huì)拘泥于現(xiàn)有的實(shí)踐和理論框框,而以最直接的方式解決問(wèn)題,無(wú)招勝有招。本文的內(nèi)容包括架構(gòu)的本質(zhì)、架構(gòu)的服務(wù)對(duì)象、架構(gòu)師能力模型 、架構(gòu)境界等。
架構(gòu)的本質(zhì)
任何系統(tǒng),自然情況下,都是從有序到無(wú)序,這是有科學(xué)依據(jù)的, 按照熱力學(xué)第二定律,自然界的一切自發(fā)過(guò)程都有方向性,一個(gè)孤立系統(tǒng)會(huì)由有序變?yōu)闊o(wú)序,即它的熵會(huì)不斷增加,最終寂滅。但生物可以通過(guò)和外界交互,主動(dòng)進(jìn)行新陳代謝,制造 “負(fù)熵” 來(lái)保證自身有序,繼續(xù)生存。
同樣,一個(gè)軟件系統(tǒng)隨著功能越來(lái)越多,調(diào)用量急劇增長(zhǎng),整個(gè)系統(tǒng)逐漸碎片化,越來(lái)越無(wú)序,最終無(wú)法維護(hù)和擴(kuò)展,所以系統(tǒng)在一段時(shí)間的野蠻生長(zhǎng)后,也需要及時(shí)干預(yù),避免越來(lái)越無(wú)序。
架構(gòu)的本質(zhì)就是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有序化重構(gòu),不斷減少系統(tǒng)的 “熵”,使系統(tǒng)不斷進(jìn)化。
那架構(gòu)是如何實(shí)現(xiàn)無(wú)序到有序的呢? 基本的手段就是分和合,先把系統(tǒng)打散,然后重新組合。
分的過(guò)程是把系統(tǒng)拆分為各個(gè)子系統(tǒng) / 模塊 / 組件,拆的時(shí)候,首先要解決每個(gè)組件的定位問(wèn)題,然后才能劃分彼此的邊界,實(shí)現(xiàn)合理的拆分。合就是根據(jù)最終要求,把各個(gè)分離的組件有機(jī)整合在一起,相對(duì)來(lái)說(shuō),第一步的拆分更難。
拆分的結(jié)果使開(kāi)發(fā)人員能夠做到業(yè)務(wù)聚焦、技能聚焦,實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)敏捷,合的結(jié)果是系統(tǒng)變得柔性,可以因需而變,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)敏捷。
舉個(gè)例子,在 Web 1.0 時(shí)代,一個(gè) ASP 或 JSP 頁(yè)面里,HTML 和腳本代碼混在一起,此時(shí)腳本代碼越多,系統(tǒng)越混亂(即熵增加),最終連開(kāi)發(fā)者自己都無(wú)法理解。此時(shí)就需要對(duì)系統(tǒng)重新架構(gòu),辦法是引入 view helper 模式,分離 HTML 和腳本,HTML 成為 view,腳本成為幫助類。然后再簡(jiǎn)單整合在一起。通過(guò)重新分和合,整個(gè)系統(tǒng)層次清晰,職責(zé)明確,系統(tǒng)的無(wú)序度降低,容易擴(kuò)展。同時(shí)不同技能的開(kāi)發(fā)人員,如 UED 和程序員,可以負(fù)責(zé)不同部分,有效提高開(kāi)發(fā)效率。
好的架構(gòu)就像一篇優(yōu)美的散文,形散神不散,表面看無(wú)序,實(shí)則高度有序。
架構(gòu)分類和服務(wù)對(duì)象
架構(gòu)一般可分業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu),那么它們分別解決什么問(wèn)題,服務(wù)于誰(shuí)呢? 我們首先看一個(gè)系統(tǒng)落地過(guò)程:
對(duì)于負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)的人來(lái)說(shuō),怕的是業(yè)務(wù)太復(fù)雜,代碼邏輯太亂,超出他能理解的范疇,系統(tǒng)無(wú)法維護(hù)。因此開(kāi)發(fā)的需求是系統(tǒng)整體概念清晰,容易理解,方便擴(kuò)展。
對(duì)于負(fù)責(zé)運(yùn)行的機(jī)器來(lái)說(shuō),怕的是業(yè)務(wù)并發(fā)量太大,系統(tǒng)核心資源不夠用(如數(shù)據(jù)庫(kù)連接)。它希望在業(yè)務(wù)量增加時(shí),系統(tǒng)能夠支持水平擴(kuò)展,支持硬件容錯(cuò)(如避免單點(diǎn)故障)。
開(kāi)發(fā)的痛點(diǎn)主要由業(yè)務(wù)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)解決,業(yè)務(wù)架構(gòu)從概念層面幫助開(kāi)發(fā)理解系統(tǒng)(動(dòng)態(tài)的包括業(yè)務(wù)流程 / 節(jié)點(diǎn) / 輸入輸出,靜態(tài)的包括業(yè)務(wù)域 / 業(yè)務(wù)模塊 / 單據(jù)模型)。
應(yīng)用架構(gòu)從邏輯層面幫助開(kāi)發(fā)落地系統(tǒng)(應(yīng)用種類 / 應(yīng)用形式 / 數(shù)據(jù)交互關(guān)系 / 交互方式等),整個(gè)系統(tǒng)邏輯上容易理解,最近大家談的比較多的 SOA 即屬于應(yīng)用架構(gòu)的范疇。
機(jī)器的痛點(diǎn)主要由技術(shù)架構(gòu)解決,如技術(shù)平臺(tái)選型(操作系統(tǒng) / 中間件 / 設(shè)備等),部署上希望支持多機(jī)房,水平擴(kuò)展,無(wú)單點(diǎn)等。
強(qiáng)調(diào)一下,系統(tǒng)是人的系統(tǒng),架構(gòu)首先是為人服務(wù)的,業(yè)務(wù)概念清晰、應(yīng)用邏輯合理、人好理解是第一位的(即系統(tǒng)有序度高)。現(xiàn)在大家討論更多的是技術(shù)架構(gòu),如高并發(fā)設(shè)計(jì),分布式事務(wù)處理等,只是因?yàn)檫@個(gè)不需要業(yè)務(wù)上下文背景,比較好相互溝通。具體架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),首先要關(guān)注業(yè)務(wù)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu),這個(gè)架構(gòu)新手要特別注意。
架構(gòu)師能力模型
架構(gòu)師只做分和合的事情,但綜合能力要求很高,要求內(nèi)外兼修,下得廚房,上得廳堂,下圖通過(guò)典型的架構(gòu)方式介紹一個(gè)架構(gòu)師的能力要求:
在此基礎(chǔ)上,架構(gòu)師要有技術(shù)的廣度(多領(lǐng)域知識(shí)),又有深度(技術(shù)前瞻),對(duì)主流公司的系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常了解,知道優(yōu)劣長(zhǎng)短,碰到實(shí)際問(wèn)題,很快有多種方案可供評(píng)估。
抽象思維是架構(gòu)師最重要的能力,架構(gòu)師要善于把實(shí)物概念化并歸類。比如面對(duì)一個(gè)大型的 B2C 網(wǎng)站,能夠迅速抽象為采購(gòu)->運(yùn)營(yíng)->前臺(tái)搜索->下單->履單這幾大塊,對(duì)系統(tǒng)分而治之,庖丁解牛,早已目無(wú)全牛。
抽象思維是往高層次的總結(jié)升華,由實(shí)到虛;而透過(guò)問(wèn)題看本質(zhì)則是由虛到實(shí),往深層次地挖掘。比如看到一段 Java 代碼,知道它在 JVM 如何執(zhí)行;一個(gè)跨網(wǎng)絡(luò)調(diào)用,知道數(shù)據(jù)是如何通過(guò)各種介質(zhì)到達(dá)目標(biāo) (操作系統(tǒng)內(nèi)核 / 網(wǎng)卡端口 / 電磁介質(zhì)等)。透過(guò)問(wèn)題看本質(zhì)使架構(gòu)師能夠敏銳地發(fā)現(xiàn)底層之真實(shí),系統(tǒng)性端到端地思考問(wèn)題,識(shí)別木桶的短板并解決之。
能落地的架構(gòu)才是好架構(gòu),良好的溝通能力確保各方對(duì)架構(gòu)達(dá)成共識(shí),愿意采取行動(dòng);良好的平衡取舍能力確保架構(gòu)在現(xiàn)有資源約束下是最合理的,理想最終照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
總結(jié)下,架構(gòu)師的能力要求包括:
- 兼具技術(shù)的廣度(多領(lǐng)域知識(shí))和深度(技術(shù)前瞻)
- 兼具思維的高度(抽象思維)和深度(問(wèn)題到本質(zhì))
- 兼具感性(溝通)和理性(平衡)
架構(gòu)境界
架構(gòu)師從境界上由淺到深可以分為四層:第一看山不是山,第二看山是山,第三看山不是山,第四看山是山。
剛接手項(xiàng)目時(shí),對(duì)業(yè)務(wù)不了解,時(shí)時(shí)被業(yè)務(wù)方冒出的術(shù)語(yǔ)弄得一愣一愣的,如果把現(xiàn)有問(wèn)題比作山,則是橫看成嶺側(cè)成峰,根本摸不透,此時(shí)看山不是山。
經(jīng)過(guò)業(yè)務(wù)梳理和對(duì)系統(tǒng)深入了解,可以設(shè)計(jì)出一個(gè)屌絲的方案,把各個(gè)系統(tǒng)串起來(lái),解決當(dāng)前的問(wèn)題,對(duì)當(dāng)前這個(gè)山能夠看清楚全貌,此時(shí)能夠做到看山是山。
通過(guò)進(jìn)一步抽象,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì),原來(lái)這個(gè)問(wèn)題是共性的,后續(xù)還會(huì)有很多類似問(wèn)題。設(shè)計(jì)上進(jìn)行總結(jié)和升華,得出一個(gè)通用的方案,不光能解決當(dāng)前的問(wèn)題,還可以解決潛在的問(wèn)題。此時(shí)看到的已經(jīng)是問(wèn)題本質(zhì),看山不是山。
最后回到問(wèn)題本身,去除過(guò)度的抽象,給出的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了,增之一分嫌肥,減之一分嫌瘦,既解決當(dāng)前問(wèn)題,又保留最基本的擴(kuò)展,此時(shí)問(wèn)題還是那個(gè)問(wèn)題,山還是那個(gè)山。
第一境界給不出合適方案,不表。
第二境界的方案只解決表面問(wèn)題,往往設(shè)計(jì)不夠,碰到其它類似問(wèn)題或者問(wèn)題稍微變形,系統(tǒng)需要重新做。
第三境界的方案往往過(guò)度設(shè)計(jì),太追求通用化會(huì)創(chuàng)造出過(guò)多抽象,生造概念,理解和實(shí)現(xiàn)均困難,此時(shí)系統(tǒng)的無(wú)序度反而增加,過(guò)猶不及。
第四境界的方案,在了解問(wèn)題本質(zhì)的基礎(chǔ)上,同時(shí)考慮現(xiàn)狀,評(píng)估未來(lái),不多做,不少做。
佛教講空和色,色即事物現(xiàn)象,空即事物本質(zhì),從這個(gè)意義上說(shuō),第一重境界無(wú)色無(wú)空,第二重境界過(guò)色,第三重境界過(guò)空,第四重境界站在色和空之間,既色又空,不執(zhí)著于當(dāng)前,不虛無(wú)于未來(lái)。
不空不色,既空既色,道法自然,本性如來(lái),架構(gòu)之髓也。