我们在 “62 | 重新认识开闭原则 (OCP)” 这一讲中介绍了开闭原则。这篇内容非常非常重要,可以说是整个架构课的灵魂。
总结来说,开闭原则包含以下两层含义:
第一,模块的业务要稳定。模块的业务遵循 “只读” 设计,如果需要变化不如把它归档,放弃掉。这种模块业务只读的思想,是架构治理的基础哲学。我平常和小伙伴们探讨模块边界的时候,经常会说这样一句话:
每一个模块都应该是可完成的。
这实际上是开闭原则的业务范畴 “只读” 的架构治理思想的另一种表述方式。
第二,模块业务的变化点,简单一点的,通过回调函数或者接口开放出去,交给其他的业务模块。复杂一点的,通过引入插件机制把系统分解为 “最小化的核心系统 + 多个彼此正交的周边系统”。事实上回调函数或者接口本质上就是一种事件监听机制,所以它是插件机制的特例。
上一讲我们介绍了接口设计。到此为止,我们的架构思维篇也已经基本接近尾声。可能有人会越来越奇怪,为什么我还是没有去聊那些大家耳熟能详的架构设计原则?
实际上,并不是这些架构设计原则不好,它们之中不乏精彩绝伦、振聋发聩的总结。比如:
接口隔离原则(Interface Segregation Principle,ISP):一个模块与另一个模块之间的依赖性,应该依赖于尽可能小的接口。
依赖倒置原则(Dependence Inversion Principle,DIP):高层模块不应该依赖于低层模块,它们应该依赖于抽象接口。
无环依赖原则(Acyclic Dependencies Principle,ADP):不要让两个模块之间出现循环依赖。怎么解除循环依赖?见上一条。
组合 / 聚合复用原则(Composition/Aggregation Reuse Principle,CARP):当要扩展功能时,优先考虑使用组合,而不是继承。
高内聚与低耦合(High Cohesion and Low Coupling,HCLC):模块内部需要做到内聚度高,模块之间需要做到耦合度低。这是判断一个模块是在做一个业务还是多个业务的依据。如果是在做同一个业务,那么它所有的代码都是内聚的,相互有较强的依赖。
惯例优于配置(Convention over Configuration,COC):灵活性会增加复杂性,所以除非这个灵活性是必须的,否则应尽量让惯例来减少配置,这样才能提高开发效率。如有可能,尽量做到 “零配置”。
命令查询分离(Command Query Separation,CQS):读写操作要分离。在定义接口方法时,要区分哪些是命令(写操作),哪些是查询(读操作),要将它们分离,而不要揉到一起。
关注点分离(Separation of Concerns,SOC):将一个复杂的问题分离为多个简单的问题,然后逐个解决这些简单的问题,那么这个复杂的问题就解决了。当然这条说了等于没说,难在如何进行分离,最终还是归结到对业务的理解上。
这些都是很好很好的。但是,我们需要意识到的一点是,熟读架构思维并不足以让我们成为优秀的架构师。
要始终记住的一点是,我们做的是软件工程。软件工程的复杂性它自然存在,不会因为好的架构思维而消除。
所以虽然理解架构思维是非常重要的,但是架构师真正的武器库并不是它们。
那么架构师的武器库是什么?
这就要从 “架构治理” 开始谈起。
前面我们说过,“开闭原则” 推崇模块业务 “只读” 的思想,是很好的架构治理哲学。它告诉我们,软件是可以以 “搭积木” 的方式搭出来的。
核心的一点是,我们如何形成更多的 “积木”,即一个个业务只读、接口稳定、易于组合的模块。
所以,真正提高我们工程效率的,是我们的业务分解能力和历史积累的成果。
前面我们说过,架构分解中有两大难题:其一,需求的交织。不同需求混杂在一起,也就是存在所谓的全局性功能。其二,需求的易变。不同客户,不同场景下需求看起来很不一样,场景呈发散趋势。
在 “61 | 全局性功能的架构设计” 这一讲我们重点聊的是第一点。对于全局性功能怎么去拆解,把它从我们的业务中剥离出来,并无统一的解决思路。
但好的一点是,绝大部分全局性功能都会有很多人去拆解,并最终会被基础设施化。所以具体业务中我们会碰到的全局性功能并不会非常多。
比如,怎么做用户的鉴权?怎么保障软件 24 小时持续服务?怎么保障快速定位用户反馈的问题?这些需求和所有业务需求是交织在一起的,也足够普适,所以就会有很多人去思考对应的解决方案。
作为架构师,心性非常重要。
架构师需要有自己的信仰。我们需要坚持对业务进行正交分解的信念,要坚持不断地探索各类需求的架构分解方法。这样的思考多了,我们就逐步形成了各种各样的架构范式。
这些架构范式,并不仅仅是一些架构思维,而是 “一个个业务只读、接口稳定、易于组合的模块 + 组合的方法论”,它们才是架构师真正的武器库。
这个武器库包含哪些内容?
首先,它应该包括信息科技形成的基础架构。努力把前辈们的心血,变成我们自己真正的积累。光会用还不够,以深刻理解它们背后的架构逻辑,确保自己与基础架构最大程度上的 “同频共振”。
只有让基础架构完全融入自己的思维体系,同频共振,我们才有可能在架构设计需要的时候 “想到它们”。这一点很有趣。有些人看起来博学多才,头头是道,但是真做架构时完全想不到他的 “博学”。
从体系结构来说,这个基础架构包含哪些内容?
其一,基础平台。包括:冯·诺依曼体系、编程语言、操作系统。
其二,桌面开发平台。包括:窗口系统、GDI 系统、浏览器与小程序。当然我们也要理解桌面开发背后的架构逻辑,MVC 架构。
其三,服务端开发平台。包括:负载均衡、各类存储中间件。服务端业务开发的业务逻辑比桌面要简单得多。服务端难在如何形成有效的基础架构,其中大部分是存储中间件。
其四,服务治理平台。主要是以容器技术为核心的 DCOS(数据中心操作系统),以及围绕它形成的整个服务治理生态。这一块还在高速发展过程中,最终它将让服务端开发变得极其简单。
理解了这些基础架构,再加上你自己所处行业的领域知识,基本上设计出一个优秀业务系统,让它健康运行,持续不间断地向用户提供服务就不是问题。
读到这里,你可能终于明白,为什么这个架构课的内容结构是目前这个样子组织的。因为消化基础架构成为架构师自身的本领,远比消化架构设计原则,架构思维逻辑要难得多。
消化基础架构的过程,同时也是消化架构思维的过程。
把虚的事情往实里做,才有可能真正做好。
理解了基础架构,剩下的就是如何沉淀业务架构所需的武器库。这一般来说没有太统一的体系可以参考,如果有,大部分都会被基础设施化了。
所以,业务只能靠你自己的架构设计能力去构建它。而这,其实也是架构师的乐趣所在。
还没有被基础设施化但比较通用的,有一个大门类是数据相关的体系。数据是软件的灵魂。它可能包括以下这些内容:
存盘与读盘(IO);
文本处理;
存储与数据结构;
Undo/Redo;
……
我们在下一讲,会专门聊聊其中的 “文本处理” 这个子课题。
从完整性讲,我们的架构课并没有包括所有的基础架构。我们把话题收敛到了 “如何把软件跑起来,并保证它持续健康运行” 这件事情上。
但从企业的业务运营角度来说,这还远不是全部。“54 | 业务的可支持性与持续运营” 我们稍稍展开了一下这个话题。但要谈透这个话题,它会是另一本书,内容主题将会是 “数据治理与业务运营体系构建”。
我们在 “56 | 服务治理篇:回顾与总结” 这一讲,也就是第四章结束的时候,谈到我们下一章的内容时提到:
我个人不太喜欢常规意义上的 “设计模式”。或者说,我们对设计模式常规的打开方式是有问题的。理解每一个设计模式,都应该放到它想要解决的问题域来看。所以,我个人更喜欢的架构范式更多的是 “设计场景” 的总结。“设计场景” 和设计模式的区别在于它有自己清晰的问题域定义,是一个实实在在的通用子系统。
是的,这些 “通用的设计场景”,才是架构师真正的武器库。如果我们架构师总能把自己所要解决的业务场景分解为多个 “通用的设计场景” 的组合,这就代表架构师有了极强的架构范式的抽象能力。而这一点,正是架构师成熟度的核心标志。
结合今天这一讲我们聊的内容,相信对这段话会有新的理解。
“开闭原则” 推崇模块业务 “只读” 的思想,是很好的架构治理哲学。它告诉我们,软件是可以以 “搭积木” 的方式搭出来的。核心的一点是,我们如何形成更多的 “积木”,即一个个业务只读、接口稳定、易于组合的模块。