软件行业里常说的“架构”

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缘起

一直以来，在软件行业，对于什么是架构，都有很多的争论，每个人都有自己的理解。甚至于很多架构师一说架构，就开始谈论什么应用架构、硬件架构、数据架构等等。我曾经也到处寻找过架构的定义，请教过很多人，结果发现，没有大家都认可的定义。套用一句关于 big data 流行的笑话，放在架构上也适用：

Architecture is like teenage sex，everybody talks about it，nobody really knows what is it。

事实上，架构在软件发明时的 N 多年以前，就已经存在了，这个词最早是跟随着建筑出现的。所以，我觉得有必要从源头开始，把架构这个概念先讨论清楚，只有这样，软件行业架构的讨论才有意义。

什么是架构？

架构的英文是 Architecture，在 Wikipedia 上，架构是这样定义的：

Architecture (Latin architectura, from the Greek ἀρχιτέκτων arkhitekton” architect”, from ἀρχι- “chief” and τέκτων “builder”) is both the process and the product of planning, designing, and constructing buildings and other physical structures。

从这个定义上看，架构好像是一个过程，也不是很清晰。为了讲清楚这个问题，我们先来看看为什么会产生架构。

为什么会产生架构？

想象一下，在最早期，每个人都完全独立生活，衣、食、住、行等等全部都自己搞定，整个人类都是独立的个体，不相往来。为了解决人类的延续的问题，自然而然就有男女群居出现，这个时候就出现了分工了，男性和女性所做的事情就会有一定的分工，可是人每天生活的基本需求没有发生变化，还是衣食住行等生活必须品。

但是一旦多人分工配合作为生存的整体，力量就显得强大多了，所以也自然的形成了族群：有些人种田厉害，有些人制作工具厉害，有些地方适合产出粮食，有些地方适合产出棉花等，就自然形成了人的分群，地域的分群。当分工发生后，实际上每个人的生产力都得到了提高，因为做的都是每个人擅长的事情。

整个人群的生产力和抵抗环境的能力都得到了增强。为什么呢？因为每个人的能力和时间都是有限的，并且因为人的结构的限制，人同时只能专心做好一件事情，这样不得已就导致了分工的产生。既然分工发生了，原来由一个人干生存所必需的所有的事情，就变成了很多不同分工的角色合作完成这些事情，这些人必须要通过某些机制合在一起，让每个人完成生存所必需的事情，这实际上也导致了交易的发生（交易这部分就不在这里展开了，有机会再讨论）。

在每个人都必须自己完成所有生活必须品的生产的时候，是没有架构的（当然在个人来讲，同一时刻只能做有限的事情，在时间上还是可能会产生架构的）。一旦产生的分工，就把所有的事情，切分成由不同角色的人来完成，最后再通过交易，使得每个个体都拥有生活必须品，而不需要每个个体做所有的事情，只需要每个个体做好自己擅长的事情，并具备一定的交易能力即可。

这实际上就形成了社会的架构。那么怎么定义架构呢？以上面这个例子为例，把一个整体（完成人类生存的所有工作）切分成不同的部分（分工），由不同角色来完成这些分工，并通过建立不同部分相互沟通的机制，使得这些部分能够有机的结合为一个整体，并完成这个整体所需要的所有活动，这就是架构。由以上的例子，也可以归纳出架构产生的动力：

1. 必须由人执行的工作（不需要人介入，就意味着不需要改造，也就不需要架构了）
2. 每个人的能力有限（每个人都有自己的强项，个人的产出受限于最短板，并且由于人的结构限制，同时只能专注于做好一件事情，比如虽然有两只眼睛，但是只能同时专注于一件事物，有两只手，无法同时做不同的事情。ps. 虽然有少部分人可以左手画圆右手画框，但是不是普遍现象）
3. 每个人的时间有限（为了减少时间的投入，必然会导致把工作分解出去，给擅长于这些工作的角色来完成，见 2，从而缩短时间）
4. 人对目标系统有更高的要求（如果满足于现状，也就不需要进行架构了）
5. 目标系统的复杂性使得单个人完成这个系统，满足条件 2，3（如果个人就可以完成系统的提高，也不需要别的人参与，也就不需要架构的涉及，只是工匠，并且一般这个工作对时间的要求也不迫切。当足够熟练之后，也会有一定的架构思考，但考虑更多的是如何提高质量，提高个人的时间效率）

有人可能会挑战说，如果一个人对目标系统进行分解，比如某人建一栋房子，自己采购材料，自己搭建，难道也不算架构嘛？如果对于时间不敏感的话，是会出现这个情况的，但是在这种情况下，并不必然导致架构的发生。如果有足够的自觉，以及足够的熟练的话，也会产生架构的思考，因为这样对于提高生产力是有帮助的，可以缩短建造的时间，并会提高房子的质量。事实上建筑的架构就是在长期进行这些活动后，积累下来的实践。

当这 5 个条件同时成立，一定会产生架构。从这个层面上来说，架构是人类发展过程中，由懵懵懂懂的，被动的去认识这个世界，变成主动的去认识，并以更高的效率去改造这个世界的方法。以下我们再拿建筑来举例加强一下理解。

最开始人类是住在山洞里，住在树上的，主要是为了躲避其他猛兽的攻击，以及减少自然环境的变化，对人类生存的挑战。为了完成这些目标，人类开始学会在平地上用树木和树叶来建立隔离空间的设施，这就是建筑的开始。但是完全隔离也有很多坏处，慢慢就产生了门窗等设施。

建筑的本质就是从自然环境中，划出一块独占的空间，但是仍然能够通过门窗等和自然环境保持沟通。这个时候架构就已经开始了。对地球上的空间进行切分，并通过门窗，地基等，保持和地球以及空间的有机的沟通。当人类开始学会用火之后，茅棚里面自然而然慢慢就会被切分为两部分，一部分用来烧饭，一部分用来生活。当人的排泄慢慢移入到室内后，洗手间也就慢慢的出现了。这就是建筑内部的空间切分。

这个时候人们对建筑的需求也就慢慢的越来越多，空间的切分也会变成很多种，组合的方式也会有很多种，比如每个人住的房子，群居所产生的宗教性质的房子，集体活动的房子等等。这个时候人们就开始有意识的去设计房子，架构师就慢慢的出现了。一切都是为了满足人的越来越高的需求，提升质量，减少时间，更有效率的切分空间，并且让空间之间更加有机的进行沟通。这就是建筑的架构以及建筑的架构的演变

总结一下，什么是架构，就是：

1. 根据要解决的问题，对目标系统的边界进行界定。
2. 并对目标系统按某个原则的进行切分。切分的原则，要便于不同的角色，对切分出来的部分，并行或串行开展工作，一般并行才能减少时间。
3. 并对这些切分出来的部分，设立沟通机制。

根据 3，使得这些部分之间能够进行有机的联系，合并组装成为一个整体，完成目标系统的所有工作。

同样这个思考可以展开到其他的行业，比如企业的架构，国家的架构，组织架构，音乐架构，色彩架构，软件架构等等。套用三国演义的一句话，合久必分，分久必合。架构实际上就是指人们根据自己对世界的认识，为解决某个问题，主动地、有目的地去识别问题，并进行分解、合并，解决这个问题的实践活动。架构的产出物，自然就是对问题的分析，以及解决问题的方案：包括拆分的原则以及理由，沟通合并的原则以及理由，以及拆分，拆分出来的各个部分和合并所对应的角色和所需要的核心能力等。