一般來說，軟件系統(tǒng)的需求可以分為兩類：功能需求和非功能需求。軟件系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計需要滿足這兩類需求。特別是系統(tǒng)架構(gòu)對軟件非功能需求的支持，成為架構(gòu)的質(zhì)量屬性。本文描述了軟件的10個質(zhì)量屬性，但這并不意味著每個質(zhì)量屬性都會出現(xiàn)在架構(gòu)設(shè)計中；你可以選擇對你的產(chǎn)品最重要的質(zhì)量屬性，然后實現(xiàn)它們。

可擴(kuò)展性

隨著用戶數(shù)量或請求數(shù)量的增加，系統(tǒng)的運行和操作能力也會增加。在云平臺上，可通過水平或垂直擴(kuò)展機(jī)器或簡單地附加一個自動擴(kuò)展組來實現(xiàn)可擴(kuò)展性。

• 流量模式：了解系統(tǒng)的流量模式。即使機(jī)器利用率低，也不值得生成盡可能多的機(jī)器。
• 日常模式：特定區(qū)域的流量在早上增加，晚上減少。
• 全球/區(qū)域模式：某些區(qū)域的應(yīng)用程序使用量很大。
• 突發(fā)流量：許多用戶在高峰期或人口稠密地區(qū)請求資源，但只有少數(shù)機(jī)器能夠提供服務(wù)。
• 自動擴(kuò)展：能夠快速啟動一些機(jī)器來處理突發(fā)流量，并在需求減少時優(yōu)雅地縮減。
• 延遲：能夠盡快為請求提供服務(wù)，包括優(yōu)化算法和在用戶位置附近復(fù)制系統(tǒng)以減少往返請求。

可用性

通過正常運行時間的百分比來衡量，定義系統(tǒng)正常運行和工作時的時間比例。可用性受系統(tǒng)錯誤、基礎(chǔ)設(shè)施問題、惡意攻擊和系統(tǒng)負(fù)載的影響。

• 部署標(biāo)簽：部署應(yīng)用組件的多個獨立副本，包括數(shù)據(jù)存儲區(qū)。
• 區(qū)域部署：將后端服務(wù)部署到一組地理節(jié)點，每個節(jié)點可以處理來自任何區(qū)域的任何客戶端請求。

可擴(kuò)展性

可擴(kuò)展性指標(biāo)擴(kuò)展系統(tǒng)的能力以及實現(xiàn)可擴(kuò)展性所需的工作。擴(kuò)展可以通過添加新功能或修改現(xiàn)有功能來實現(xiàn)，原則是在不影響當(dāng)前系統(tǒng)功能的前提下進(jìn)行增強(qiáng)。

模塊化/可重用性：可重用性和可擴(kuò)展性使技術(shù)能夠轉(zhuǎn)移到另一個項目中，減少開發(fā)和維護(hù)時間，同時增強(qiáng)可靠性和一致性?？刹灏涡裕耗軌蜉p松插入其他組件，如微內(nèi)核架構(gòu)。

一致性

一致性確保每次讀取操作返回最新的寫操作結(jié)果。這意味著在執(zhí)行每次操作后，所有節(jié)點上的數(shù)據(jù)都是一致的，因此無論連接到哪個節(jié)點，所有客戶端都能同時看到相同的數(shù)據(jù)。一致性提高了數(shù)據(jù)的新鮮度。

彈性

可恢復(fù)性：準(zhǔn)備和功能的過程可以在意外變化發(fā)生后將服務(wù)恢復(fù)到初始操作狀態(tài)。意外變化包括應(yīng)用程序的軟刪除或硬刪除或配置錯誤。災(zāi)難恢復(fù)包括旨在防止或盡量減少災(zāi)難性事件造成的數(shù)據(jù)丟失和業(yè)務(wù)中斷的最佳實踐，涵蓋從設(shè)備故障和局部停電到網(wǎng)絡(luò)攻擊、民事緊急情況、犯罪或軍事攻擊，以及自然災(zāi)害。

設(shè)計模式：

• 隔離：將應(yīng)用程序的元素隔離到池中，以便當(dāng)一個池失敗時，其他元素繼續(xù)運行。
• 斷路器：在連接到遠(yuǎn)程服務(wù)或資源時，處理可能需要不同時間修復(fù)的故障。
• 選舉：通過選舉一個實例作為負(fù)責(zé)管理其他實例的領(lǐng)導(dǎo)者，協(xié)調(diào)分布式應(yīng)用程序中協(xié)作任務(wù)實例集合執(zhí)行的操作。

可觀察性

可觀察性是收集有關(guān)程序執(zhí)行、內(nèi)部模塊狀態(tài)和組件之間通信的數(shù)據(jù)的能力?？梢允褂酶鞣N測試和跟蹤技術(shù)和工具來提高可觀察性。

• 日志記錄：在每個請求中生成不同類型的日志：事件日志、事務(wù)日志、消息日志和服務(wù)器日志。
• 警報和監(jiān)控：準(zhǔn)備監(jiān)控儀表板，創(chuàng)建SLIs（服務(wù)級別指標(biāo)）并設(shè)置關(guān)鍵警報。
• L1/L2/L3：為L1/L2設(shè)置隨叫隨到的支持流程。L1支持與客戶互動，L2支持將L1路由到他們的票據(jù)并協(xié)助排除故障。L3是最終支持級別，通常涉及解決技術(shù)問題的開發(fā)團(tuán)隊。

安全性

軟件保護(hù)信息和數(shù)據(jù)，為個人或其他產(chǎn)品或系統(tǒng)提供相應(yīng)級別的數(shù)據(jù)訪問類型和授權(quán)。這一系列功能包括機(jī)密性（數(shù)據(jù)只能由授權(quán)人員訪問）、完整性（軟件防止未經(jīng)授權(quán)的訪問或修改軟件或信息）、不可否認(rèn)性（能夠證明已發(fā)生的行為或事件）、可追責(zé)性（能夠追蹤用戶行為）和真實性（驗證用戶身份）。

• 審計性：審核和跟蹤系統(tǒng)活動，以便在安全漏洞發(fā)生時識別安全漏洞，確定漏洞的機(jī)制和范圍。遠(yuǎn)程存儲審計跟蹤可以防止入侵者掩蓋其蹤跡。

合法性：

• 合規(guī)性：遵守GDPR和個人信息保護(hù)法等數(shù)據(jù)保護(hù)法律法規(guī)。
• 隱私：能夠?qū)緝?nèi)部員工隱藏交易（加密交易，即使是DBA和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師也看不到）。
• 身份驗證：確保用戶身份的安全要求。
• 授權(quán)：確保用戶只能訪問應(yīng)用程序中的某些功能（通過用例、子系統(tǒng)、網(wǎng)頁、業(yè)務(wù)規(guī)則和字段級權(quán)限）。

持久性

耐久性是軟件在長時間內(nèi)提供服務(wù)并滿足用戶需求的能力。

• 復(fù)制：涉及共享信息以確保冗余資源之間的一致性，從而提高可靠性、容錯性或可訪問性。
• 容錯：容錯性是一種允許系統(tǒng)在一個或多個組件發(fā)生故障時繼續(xù)正常運行的功能。
• 歸檔：數(shù)據(jù)是否需要在一段時間后歸檔或刪除？（例如，客戶數(shù)據(jù)將在三個月后刪除或標(biāo)記為過時，并在備用數(shù)據(jù)庫中歸檔以供將來訪問。）

敏捷性

敏捷性已成為描述當(dāng)代軟件方法學(xué)的流行術(shù)語，敏捷團(tuán)隊可能是那些能夠適應(yīng)變化的團(tuán)隊。

• 可維護(hù)性：修改應(yīng)用程序和增強(qiáng)系統(tǒng)的難易程度。它表示開發(fā)人員在修改軟件以改進(jìn)、糾正或適應(yīng)環(huán)境和需求變化方面的有效性和效率。
• 可測試性：開發(fā)人員和其他人測試軟件的難易程度。
• 開發(fā)容易性：開發(fā)人員在修改軟件時不會引入缺陷或損害現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量的程度。
• 可部署性：從代碼提交到生產(chǎn)部署所需的時間。
• 可安裝性：在所有必要的平臺上安裝系統(tǒng)的難易程度。
• 可升級性：能夠輕松/快速地在服務(wù)器和客戶端上升級此應(yīng)用程序/解決方案的以前版本。
• 可移植性：系統(tǒng)是否需要在多個平臺上運行？（例如，前端是否需要與Oracle和SAP對接？）
• 可配置性：最終用戶可以通過可用接口輕松更改軟件配置的各個方面。
• 兼容性：產(chǎn)品、系統(tǒng)或組件在共享相同硬件或軟件環(huán)境時與其他產(chǎn)品、設(shè)計或成員交換信息的程度。

結(jié)語

在了解軟件架構(gòu)的10個質(zhì)量屬性后，我們可能需要考慮哪些質(zhì)量屬性更適合我們的產(chǎn)品或項目。那么，我們?nèi)绾卧陧椖恐欣^續(xù)采用這些特性？

一旦了解了功能需求，嘗試識別系統(tǒng)中可能阻礙這些功能的瓶頸。如何找到瓶頸？你可以嘗試回答幾個問題，例如：

• 系統(tǒng)能否在超過1億用戶的規(guī)模上運行？
• 系統(tǒng)能否處理1萬個并發(fā)請求？
• 數(shù)據(jù)處理是否安全？
• 是否可以輕松添加更多功能而不影響現(xiàn)有功能？通過回答這些問題，我們可以更好地理解和應(yīng)用軟件架構(gòu)的質(zhì)量屬性，提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性。