3 软件架构设计思想
3.1 软件架构定义
对于软件架构的定义,仁者见仁,智者见智。目前,业界比较流行的两大流派是组成派和决策派,这两派的概念相辅相成,具体如下:
组成派:软件架构 = 组件 + 交互。
决策派:软件架构 = 重要决策集。
上述两大流派的描述过于抽象,不利于理解,本人更喜欢下述关于软件架构的描述,通俗易懂,即:
软件架构是软件整体结构与组件的抽象描述,用于指导大型软件系统各个方面的设计。软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件,各个组件之间的连接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。在实现阶段,这些抽象组件被细化为实际的组件,比如具体某个类或者对象。在面向对象领域中,组件之间的连接通常用接口来实现。
软件架构是一个用于指导系统实现的草图,这个草图越详细对于系统实现的指导意义越重大,贯穿于软件的整个生命周期。
3.2 软件架构本质
架构的本质就是对系统进行有序化重构,不断减少系统无序的程度,使系统不断进化。
架构从无序到有序的基本实现手段是分和合,即先把系统打散,然后重新组合。
分的过程是把系统拆分为各个子系统、模块、组件。拆分的时候,首先要解决每个组件的定位问题,然后才能划分彼此的边界,实现合理的拆分。合的过程就是根据最终要求,把各个分离的组件有机整合在一起。
分的结果使开发人员能够做到业务聚焦、技能聚焦,实现开发敏捷;
合的结果使系统变得柔性,可以因需而变,实现业务敏捷。
相对来说,第一步的拆分更难。
3.3 软件架构过程
在此次软件架构设计过程中,采用了温昱老师在《软件架构设计》一书中提及的ADMEMS方法体系。
ADMEMS方法通过3个阶段和一个贯穿环节,来覆盖“需求进,架构出”的完整架构设计过程。
3.3.1 PA阶段
架构准备阶段是架构设计的第一个阶段,此阶段的工作目标是:理解需求,建立需求大局观,确定架构设计方向等。
功能需求、质量属性和约束共同决定了架构,对这3类需求的把握是否到位、设计决策是否对路,是软件架构设计的关键所在。
如果可能的话,架构师应该尽早的参与需求分析工作,对需求进行大局的梳理,而不能被动地等待《软件需求规格说明书》的完成。
只要满足以下3个条件,架构师就可以开始架构设计工作:
1.明确的业务需求:甲、乙双方对系统的目标达成共识,《愿景文档》通过了正式评审,并且明确了投资、工期标准、整合等约束条件。
2.全面的用户需求:系统范围明确,即系统能帮用户干什么,不能干什么。
3.典型的行为需求:核心功能的《用例规约》已定义。
在架构准备阶段,通过对软件需求的详细分析,抽取出确定概念性架构所需要的关键需求。
此阶段的输入是软件需求(即上述的三部分:明确的业务需求、全面的用户需求、典型的行为需求),成果物是确定的关键需求,包括关键功能、关键质量属性和关键约束影响,作为下一个阶段的输入。
3.3.2 CA阶段
概念架构是对系统设计的最初构想,对大型系统的成功非常关键。
概念性架构定义了系统的高层组件,笼统地界定了高层组件的职责,以及它们之间的关系。
概念性架构主要是对系统进行适当的分解,而不陷入细节。
概念性架构规定了每个组件的非正式规约及架构图,但不涉及接口细节。
在进行概念架构设计时,必须牢牢抓住重大需求、特色需求、高风险需求,有针对性地确定解决方案。
关键需求塑造概念架构。反过来,概念架构体现关键需求。
此阶段的输入是关键需求,包括关键功能、关键质量属性和关键约束影响,成果物是针对关键问题的解决策略,和以高层抽象组件方式描述的整个系统的组成草图,可以用在《软件方案建议书》。此成果物作为下一个阶段的输入。
3.3.3 RA阶段
从概念架构到细化架构,先设计概念架构,构思关键问题的解决策略;再进行细化架构的设计,以保证为开发提供足够的指导和限制。
在细化架构阶段,整体设计思路为以分而治之为核心思想的多视图方法。
此阶段的输入是关键问题的解决策略,和以高层抽象组件方式描述的整个系统的组成草图,成果物是描述系统的各种视图,这些视图从不同的角度,不同的关注点,描述了抽象的、完整的系统解决方案。
3.4 软件架构视图
多视图方法是业界广泛认可的一种架构设计思路。
一种优秀的多视图方法,应该能够比较完善地覆盖架构设计的各项工作内容,并且将每项工作内容明确地、有理有据地、一目了然地划归到不同的架构视图中去。
在多视图方法中,每个视图都从一个思维角度聚焦一组技术关注点,都从特定角度规划系统的拆分和组合,都是架构的一种体现。
多视图方法种类繁多,其中影响最大的当属由Philippe Kruchten于1995年首次提出的RUP的4+1视图方法,涉及视图分别为逻辑架构视图、运行架构视图、开发架构视图、数据架构视图、物理架构视图。
另一种在架构设计中经常使用的多视图方法是联邦企业架构框架(Federal Enterprise Architecture Framework),涉及视图分别为:业务架构视图、数据架构视图、应用架构视图、技术架构视图。
本人所使用的视图方法是以RUP的4+1视图方法和联邦企业架构框架为基础,基于本人在架构设计方面的实践经验,总结出常用的6中架构视图,涉及视图为:业务架构视图、数据架构视图、应用架构视图、技术架构视图、物理架构视图、开发架构视图。
为了理论与实践相结合,对于每种视图的介绍放到架构设计实践的细化架构阶段,结合实际的项目,详细描述每种视图。
3.5 架构之间的关系
从根本上讲,架构设计毫无疑问是需求驱动的。所以,软件需求是整个软件架构设计过程的前提条件。
在架构设计过程中,不同的架构视图之间并不是孤立存在的,它们之间存在着依赖关系,并且这些依赖关系也决定了这些架构视图的设计顺序,具体如下:
1. 第一步,根据用户需求确定业务架构。
2. 第二步,根据业务架构,分析、定义数据架构。
3. 第三步,根据数据架构,并结合功能需求定义应用架构。
4. 第四步,根据数据架构与应用架构来设计技术架构。
5. 第五步,根据数据架构、应用架构和技术架构,来设计开发架构。
微信扫一扫,关注该公众号
该系列文章已经在微信公众号发布,如果感兴趣,请关注。
以后更多知识通过该微信公众号分享。