技術(shù)債務(wù)（Technical Debt）是軟件開發(fā)的熱門話題，隨著時(shí)間推移，源代碼逐漸增多，技術(shù)債務(wù)也變得越來越復(fù)雜。有很多分析技術(shù)債務(wù)的工具，基本上都專注于代碼質(zhì)量。架構(gòu)債務(wù)是技術(shù)債務(wù)的一部分，但由于沒有像技術(shù)債務(wù)那樣的自動化工具，因此并不容易確定。

在確定架構(gòu)債務(wù)時(shí)，應(yīng)研究與源代碼耦合的"架構(gòu)反模式"。以下是需要確定和消除的常見架構(gòu)反模式：

• 不穩(wěn)定接口：這些接口通常是系統(tǒng)的應(yīng)用程序接口或入口點(diǎn)，有許多依賴組件，接口的微小改動都會讓所有依賴組件頭疼不已。
• 違反模塊化原則：軟件系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化架構(gòu)。這意味著可變更組件應(yīng)架構(gòu)在同一模塊中，以避免模塊間的依賴。如果一個(gè)模塊的變化對其他模塊產(chǎn)生了巨大影響，就應(yīng)該研究這一不穩(wěn)定的根本原因。
• 不健康的繼承：當(dāng)超類依賴于子類或調(diào)用者類依賴于超類和子類實(shí)例時(shí)，就會出現(xiàn)這種情況。
• 循環(huán)依賴：例如，當(dāng)組件 A 依賴于組件 B，而組件 B 又依賴于組件 C，組件 C 又依賴于組件 A，就產(chǎn)生了循環(huán)依賴。這種情況應(yīng)通過"依賴倒置原則（Dependency Inversion Principle）"加以避免。
• 軟件包循環(huán)：多個(gè)軟件包或插件混亂的相互依賴，而不是形成等級依賴關(guān)系。
• 交叉：依賴于多個(gè)其他類的上帝類，另一方面，眾多不同的類又依賴于這個(gè)特定的類。

為了避免這些架構(gòu)反模式，軟件架構(gòu)師應(yīng)考慮實(shí)施 S.O.L.I.D.原則、GoF 設(shè)計(jì)模式、耦合原則/組件原則。

下面是示例性現(xiàn)金流 Spring Boot 應(yīng)用的 UML，可以在 git 倉庫[2]中查看源代碼。如你所見，該項(xiàng)目由三個(gè)基礎(chǔ)包構(gòu)成：api、core、database，采用分層模式。api負(fù)責(zé)向外部調(diào)用者公開restful API，core包含內(nèi)部所有與業(yè)務(wù)相關(guān)的代碼，而database則專注于數(shù)據(jù)庫層。

現(xiàn)金流應(yīng)用程序的 UML 圖

在研究了現(xiàn)金流應(yīng)用程序的 UML 圖之后，我們來生成系統(tǒng)的依賴結(jié)構(gòu)矩陣（Dependency Structure Matrix）。我通過 Jarchitect[3] 工具生成矩陣，但此外還有很多替代方法：如 Intellij 或 Ndepend[4] 的 DSM[5] 支持。列和行代表 Spring Boot 應(yīng)用程序 src 文件夾中的 Java 類，它們的結(jié)構(gòu)是對稱的。第 8 列是 IncomeService，與第 8 行對應(yīng)的是相同的類/接口。單元格中的數(shù)字表示類之間的靜態(tài)依賴導(dǎo)入。例如第 12 列（ConverterServiceImpl.java）在第4/5/10行中標(biāo)了1，表示該類實(shí)現(xiàn)了 ConverterService、ExpenseConverterService、Service.

現(xiàn)金流應(yīng)用的依賴結(jié)構(gòu)矩陣

為了通過 DSM 找到架構(gòu)債務(wù)，人們應(yīng)該尋找：

• 循環(huán)調(diào)用：A 類調(diào)用 B 類，B 類調(diào)用 A 類
• 交叉：數(shù)字大的單元格意味著依賴關(guān)系多
• 數(shù)字應(yīng)圍繞對角線分配：意味著類具有很強(qiáng)的內(nèi)凝性
• 矩陣中的數(shù)字越混亂，意味著依賴結(jié)構(gòu)越不安全
• 評估 S.O.L.I.D 原則，研究持有接口的列數(shù)

參考資料：

• [1]Managing Architecture Debt with Dependency Structure Matrix:https://readmedium.com/51f63b6efb4c
• [2]SOLID Principles Sample: https://github.com/alizeynalli90/solid-principles
• [3]Jarchitect: https://www.jarchitect.com
• [4]Ndepend: https://www.ndepend.com
• [5]DSM: https://www.jetbrains.com/help/idea/dsm-analysis.html