互联网软件市场是一个快速变化的市场,优秀的服务层出不穷,所以互联网软件公司需要快速推出服务抢占市场、并且能够快速响应用户的需求,否则就面临被淘汰的命运。大型且成熟的互联网产品为了能保持适应快速变化的市场则尤其困难,比如某广告系统由百万级的 C++/JAVA 代码构成,上百人工作在上面,并且每天进行着大量的业务需求迭代。由于系统演化多年,代码实现常常耦合,代码上的迭代容易引发问题,相应的回滚处理都比较复杂。为了能够使复杂系统仍然能快速应对变化,需要进行一系列的服务化以及配置化的实践。
当我们还是编程新手的时候,经常会有一些前辈告诉我们:软件开发中要将一些可能变动的参数放到配置文件中,这样就可以在不改变代码且无需重新部署程序的情况下改变程序行为。
软件配置化的背景源自对软件开发和部署过程中灵活性和可维护性的需求。以下是一些主要的背景因素:
综上所述,软件配置化的背景是为了满足不同环境下的灵活部署、用户定制化需求、提高软件的灵活性和可维护性,以及支持分布式系统和微服务架构中的配置管理需求。通过配置化,软件系统可以更好地适应不同的需求和环境,提高了软件的适应性和灵活性。
软件配置是指在软件开发和部署过程中,用于控制软件行为、外观和其他特性的设置和选项。软件配置可以包括各种参数、选项、设置和属性,这些配置可以影响软件的运行方式、外观和功能。
软件配置通常包括以下内容:
软件配置可以以各种形式存在,包括配置文件(如XML、YAML、JSON等格式)、数据库记录、环境变量、命令行参数等。在运行时,软件可以根据配置来调整自身的行为和特性,从而实现灵活性和可定制性。
通过合理设计和管理软件配置,可以使软件更容易适应不同的需求和环境,提高了软件的灵活性和可维护性。同时,它也有助于降低软件定制和部署的成本。
软件配置可以通过多种方式进行,以下是常见的软件配置方式:
不同的配置方式适用于不同的场景和需求,根据具体情况选择合适的配置方式可以提高软件的灵活性、可维护性和安全性。
软件系统中的配置包括各种参数、选项和设置,它们可以影响软件的行为、功能和外观。以下是软件系统中常见的配置项:
这些配置可以以各种形式存在,包括配置文件(如XML、YAML、JSON等格式)、数据库记录、环境变量、命令行参数等。通过合理管理和使用这些配置,软件系统可以更灵活地适应不同的需求和环境,提高了软件的可定制性和可维护性。
软件配置化是指软件系统设计时考虑到了灵活的配置选项,以便在不改变源代码的情况下能够对软件的行为、外观或其他方面进行定制和调整。这种设计思想可以使软件更容易适应不同的需求、环境和用户偏好,提高了软件的灵活性和可维护性。
软件可配置化的特点包括:
通过软件配置化,用户和系统管理员可以根据不同的需求和环境,轻松地进行定制和调整,而无需修改源代码或重新构建整个软件系统。这样可以大大提高软件系统的适应性和灵活性,降低了维护和定制软件的成本,同时也增强了软件的可扩展性和可重用性。
架构有着非常多的定义,Roy Thomas Fielding 在 < architectural styles and the design of network-based software architectures > 把软件架构定义一种架构元素(组件、连接器、数据)的配置表示。这里配置的语义变得更宽泛了,已经不再是指单纯的标准数据格式语言(xml, json, yaml)类的配置,而是一种能够描述架构的语言。使用配置更宽泛的语义,配置化架构定义如下:
配置化架构是指可配置的方式构建软件的方法。它是在领域建模的基础上,以配置表述业务,以配置组织架构元素(服务、组件、数据),并对配置进行规范化、自动化的管理。
配置化架构的基础是对领域的抽象以及软件系统的高度的自动化。
配置化架构是许多软件架构努力的方向之一。随着软件系统的复杂性不断增加,以及对软件灵活性、可维护性和定制化需求的提高,配置化架构成为了许多软件架构设计的重要目标和方向。
配置化架构(Configuration-driven Architecture)是一种软件架构设计思想,它将系统的行为、特性和逻辑通过配置进行管理和调整,以实现灵活性、可定制性和可维护性。在配置化架构中,系统的各种行为和特性通常不是硬编码在源代码中,而是通过外部配置文件、数据库、环境变量等方式进行动态配置。
配置化架构的设计思想使得软件系统更加灵活、易于定制和维护。它可以降低软件开发和维护的成本,提高软件的适应性和灵活性,同时也增强了系统的可扩展性和可重用性。配置化架构在大型软件系统、分布式系统和微服务架构中得到了广泛的应用。
配置化架构的开发方式,相对于代码开发,无论是在服务的级别,还是在组件内部的级别,甚至是内部参数,都可以在不对软件功能进行变更的情况下,就能实现软件系统内的这些元素进行调整。配置化架构的优势是在较低的变更成本下,实现快速的调整软件系统。
然而,配置的校验往往是依赖于标准数据格式(xml、json、yaml)的解释器或者额外的 schema 工具,相比于编程语言,还是缺乏更严格语义上的校验保证;而且目前往往对于配置的编辑也缺乏业务级的测试,这些都可能引入bug。所以在实现配置化架构的时候,我们需要在校验、自动化测试、以及基础设施上做很多工作;而且实现配置化架构的时候,有时候还需要借助领域特定语言,这些都引入了额外的开发、学习以及维护成本。
平衡优缺点,建议还是从需求变更的频率的角度去考虑,在需要快速调整软件系统的情况下,实现快速以及高度自动化的配置化架构是非常有价值的。
软件配置化具有许多优点和一些缺点:
(1)优点:
(2)缺点:
总的来说,软件配置化的优点包括灵活性、可维护性、定制化等,但也存在一些缺点,如复杂性、安全风险和配置错误。因此,在使用配置化时需要仔细权衡利弊,确保充分发挥其优点,同时有效地管理和规避其缺点。
要实现配置化的软件系统,可以考虑以下几个关键步骤:
通过以上步骤,可以使软件系统实现配置化,使得系统的行为和特性可以通过配置进行灵活管理和调整,从而提高系统的灵活性、可定制性和可维护性。
软件配置的实现方式有很多种,具体的选择取决于软件的需求和技术栈。以下是一些常见的软件配置实现方式:
这些实现方式可以单独应用,也可以结合使用,根据具体的需求和场景选择合适的配置实现方式和技术来管理系统的配置信息。
「风格」指的是从领域业务模型的角度上看,用配置去实现业务的三类方式;
配置化架构的基础之一是以配置对业务进行抽象上描述,从这个角度看,配置化架构可以归纳为三类风格,参数式、模型式以及脚本式。
参数式配置是表达业务的最简单的方式,也是最常见的一种形式。比如对于功能的开关、阈值、基础组件参数值(比如消息的超时时间)等等,通常采用简单的 K-V 形式进行表达。标准数据格式语言,如 XML,JSON,YAML 等等都是支持参数式配置常用的工具。
参数式配置化是一种将配置信息以参数的形式进行管理和应用的方法。在参数式配置化中,配置信息被抽象为一组参数,这些参数可以通过特定的配置文件、配置中心或者数据库进行管理,而不是直接硬编码在代码中。
具体来说,参数式配置化包括以下几个方面的特点:
模型式配置解决的问题相比于参数式更为复杂,它往往需要对领域业务进行建模,才能通过配置进行表达。为了满足更多特定的业务,往往需要借助于领域特定语言,增加丰富的语义。在应用领域特定语言的基础上,使配置具备了更丰富的语义,能表达引用、默认值、覆盖等语义。
模型式配置化是一种将配置信息以数据模型的形式进行管理和应用的方法。在模型式配置化中,配置信息被抽象为数据模型,可以通过数据模型的属性和关系来描述和管理配置,而不是直接使用传统的配置文件或者代码中的硬编码方式。
具体来说,模型式配置化包括以下几个方面的特点:
当业务不属于参数式和模型式的时候,比如业务代码各式各样,无法用抽象的配置语言统一表达,我们可以通过脚本语言实现配置化。一般来说都是指在静态语言里嵌入了动态语言。
脚本式配置化是一种将配置信息以脚本的形式进行管理和应用的方法。在脚本式配置化中,配置信息被抽象为脚本文件,这些脚本文件包含了配置信息的定义和逻辑,可以通过解释器或者执行引擎进行解析和执行。
具体来说,脚本式配置化包括以下几个方面的特点:
软件配置项的选择和设计是软件设计阶段需要解决的问题,需要把需求中的部分可变点抽象出来作为配置项, 以提高系统灵活性。
配置项的选定应该准确且适量:
- 不准确的配置项难以表达系统的可变点,增加用户的理解难度和系统的维护成本。
- 过少的配置项不能满足系统灵活性的需求,降低用户满意度并可能在特定场景下给开发人员带来困难。
- 过多的配置项不利于维护,也可能使用户很难确定需要改动的配置。
在完成基于可变点的配置项选定后,需要对配置项进行设计,完善其语法和语义信息,使其易于理解和使用。配置项的设计包括配置项的名称、类型、存储形式、与变动点的映射关系等。
配置项设计原则:
- 减少或者隐藏不必要和使用频率低的配置项,对使用频率不高但确实需要的配置项,可以通过“高级配置”的方式与普通配置项分隔开。
- 缩小无意义的配置项值域,多使用枚举型的配置项,而枚举数量以2~3个为佳。
开发阶段中的软件配置相关工作主要包括配置项实现和配置项管理。
配置项实现以设计为依据,主要任务包括:完善配置项的约束,将配置项写入配置文件或配置库,编码实现配置项访问接口,以及形成配置说明文档。
- 配置项的约束:对于每类配置项,根据其类型和运行时需求可以分为语法约束和语义约束,例如:端口号应是0–65535中的一个整数,这个是语法约束,端口号不能使用已经被占用的端口号,此为语义约束。配置项约束不局限于单个配置项内, 还存在于多个配置项之间。
- 配置项文档:可以使用配置文件自动注释工具ConfigFile++,ConfigFile++从配置项的类型、约束、作用等方面对配置项进行概括,生成统一格式的配置项注释,插入配置文件中。
配置项管理是软件开发过程中配置项有效性、一致性的重要保证。软件开发过程中,由于需求的变化或者新功能的增加,配置项可能发生变化。面对变化,如果缺乏配置项的管理手段,可能会出现配置项更新困难、配置不一致和配置项丢失等问题。
- Facebook的配置管理工具套件,由Configerator、Gatekeeper、PackageVessel、Sitevars以及MobileConfig组成。
1)提出“配置即代码”的概念,可以通过类似管理代码的方法管理配置项,提高配置的可维护性。
2)从多角度考虑配置管理过程中可能遇到的困难,并设计了相应的解决方案。该套件对于大型项目的配置管理具有很高的参考价值。- 可以依赖第三方工具辅助进行配置项管理,配置项自动发现和提取工具ConfEx。
1)其首先根据词汇表和文件名划分出各个配置文件所属的软件;
2)其次ConfEx对配置文件进行文本分析,以键值对的形式提取出文件中的配置项及其取值;
3)然后消除歧义,保证每个键只对应唯一的值;
4)最后将解析得到的配置文件和配置项列表展现给用户。- 使用模型驱动的软件配置管理方式,该方式定义了配置管理过程中的3种模型:环境模型、行为模型和分支模型,以及2条规则:环境转换规则和分支合并规则。应用该方法,在配置变化时,首先明确变化在模型变更中的体现,然后基于规则进行模型的转化, 完成配置项的管理。
如何提高软件开发过程中配置项管理的能力:
- 配置演化变更管理,建立和完善配置项变更应对机制,以成熟的理论和工具变更配置项。
- 配置理解发现,发现和理解系统配置项,对配置项进行集中管理。
软件发布阶段主要包括测试、部署和运维。在这3个步骤中, 软件配置所面临的主要问题既有相似性,侧重点又有所不同。测试阶段侧重于配置错误的处理,部署阶段侧重于配置项调优,运维阶段则同时关注配置错误处理和性能优化两方面。
软件配置错误常见且负面影响极大,因此,尽早地发现软件配置错误并进行修复极为重要。软件配置错误处理主要分为检测、诊断和修复3个阶段。错误检测主要判断系统是否存在配置错误,或者当前系统错误是否是软件配置导致的;错误诊断主要分析配置错误具体是由哪一个或者哪一组配置项导致的,以及为什么会导致配置错误;错误修复为错误的配置项重新设置正确的值,使系统可以正确运行。
- 软件配置测试: 将软件测试的思想引入软件配置中,首先将硬编码在源代码中的配置项参数化,然后给配置项赋予实际运行环境中使用的值,最后运行测试用例。
- 基于日志的配置错误诊断:对比异常日志与正常日志的差异,首先违背配置项约束,产生若干错误的配置,再分别在正确和错误的配置上运行测试用例,得到日志输出,纪录配置错误的特征,对于新的异常日志,与特征库中的各个配置错误进行对比。
- 发现异常控制流:程序交互,指配置项值与程序代码覆盖间的关联,即配置项值对程序控制流的影响。
- 使用机器学习的关联规则挖掘算法:从配置文件中提取配置项并进行训练,使用基于关联规则的学习算法得到一系列配置项的规则,以此判断一个配置项是否存在问题。
- 工具ConfSeer:ConfSeer结合了自然语言处理、信息检索和交互式学习等多种技术,建立解决配置错误的知识库,检测和修复配置错误。该工具的准确率达到了80%~97.5%,并且有运行开销低的优点。
软件配置与系统性能密切相关。通过调整配置以改善系统性能,首先要建立模型,表示配置项与系统性能的关系,然后根据实际需求和约束,为配置项设定恰当的值,通过配置参数调优达到优化系统性能的最终目标。
- 建立配置项与系统性能关系模型:方法在模型准确率与样本采样代价之间进行权衡,提出了基于频率的投影抽样来实现模型准确率和获取样本代价间的平衡。
- 配置框架SmartConf:该框架根据用户期望的系统性能,由系统自动调整系统配置以满足需求。使用SmartConf框架时,开发者说明哪些配置项与什么性能相关,并设定配置项的初始值。用户说明期望的系统性能,系统通过SmartConf控制器,自动调整配置项的值。
- 基于傅里叶变换的系统性能配置模型以及模型学习方法:将该方法在多个系统上的准确率达到92.5%以上,而模型的构建仅使用2.2%的样本。
数据可配置指的是将数据访问、数据结构等相关的配置参数与代码逻辑分离,使得这些配置可以通过外部配置文件或其他方式进行管理和修改,而不需要修改数据层的源代码。
通常包括:
业务逻辑可配置是指将应用程序中的一些业务规则、流程和逻辑与代码实现分离,使得这些业务逻辑可以通过配置文件或其他外部方式进行管理和修改,而不需要修改代码或进行重新编译。这种设计模式的主要目的是提高系统的灵活性和可维护性,同时降低了代码修改和重新部署的频率。
通常包括:
表示层可配置是指将应用程序的用户界面和交互逻辑与代码实现分离,使得这些界面和交互逻辑可以通过配置文件或其他外部方式进行管理和修改,而不需要修改代码或进行重新编译。
通常包括:
在软件系统中,技术配置和业务配置是两种不同类型的配置信息,它们分别用于定义系统的技术实现和业务逻辑。
虽然技术配置和业务配置在系统中起着不同的作用,但它们通常是相互关联的,系统的业务逻辑可能会依赖于一些技术配置,而技术配置也可能受到业务需求的影响。因此,在实际系统设计和配置管理中,需要考虑技术配置和业务配置之间的关系,以确保系统的稳定性、灵活性和可维护性。
技术配置通常包括与系统技术实现和运行环境相关的配置信息。
技术配置主要用于定义系统的底层技术组件和环境,通常由开发人员和系统管理员管理和配置。
示例:数据库连接信息、日志配置、缓存配置、安全配置、第三方服务集成配置、环境配置、系统参数配置等。
技术配置通常建议放在系统的配置文件或配置中心里面
业务配置包括与系统业务规则、流程和逻辑相关的配置信息。
业务配置主要用于定义系统的业务逻辑和行为,通常由业务分析师、产品经理或系统管理员管理和配置。
示例:业务规则配置、工作流配置、界面配置、业务参数配置等。
业务配置通常建议存储在数据库中
软件系统的配置信息可以通过多种形式进行管理和配置,这些配置形式可以单独使用,也可以结合起来使用,根据具体的系统需求和架构设计来选择合适的配置形式。在实际系统开发和部署中,通常会根据不同的场景和需求选择适当的配置形式进行配置管理。
通过配置中心服务(如Spring Cloud Config、AWS Config等)来集中管理和分发配置信息。
将配置信息存储在数据库表中,通过查询和更新数据库记录来管理配置信息。
通过命令行参数传递配置信息,通常用于启动应用程序时动态指定一些配置参数。
使用操作系统的环境变量来配置一些系统级的参数和配置信息。
在软件系统中,配置管理是非常重要的一项工作,它涉及到对系统的各种参数、规则、行为和功能进行配置和管理。
配置化架构所期望的目标是能快速对软件系统做出调整。然而有时候即便是软件本身的配置能做出快速调整了,但是在传统的长周期发布方式下,除了要进行等待,对于缓存的很多变更,需要更复杂的测试以及一旦出现问题,排查以及回滚都会非常困难,这些情况都导致了不能达到快速变更系统的目的。
持续发布是配置化架构的一个基础。配置的变更不会缓存、积压起来,而是会触发包括测试、部署的流水,进而发布到线上。即使中间有错误由于变更被拆的很小会被快速定位以及能做到快速回滚。
“约定大于配置”(Convention over Configuration)是软件开发中的一种设计理念,它强调通过制定一些约定(即默认规则),来减少对配置的依赖,从而提高开发效率、降低代码复杂性,并增强系统的可维护性。以下是对"约定大于配置"的理解:
总的来说,"约定大于配置"的理念旨在简化软件开发过程,降低系统的复杂性,提高开发效率,增强系统的可维护性,并使团队成员更容易协作。这种设计理念在许多开发框架和工具中得到了广泛的应用,如Ruby on Rails、Spring框架等。
软件 = 代码 + 配置
将一些可能变动的参数放到配置文件中,可以使得程序更加灵活,适应多种业务场景。于是在日常的开发过程中,我们将数据库连接参数,日志路径等线上环境相关的易变值加入配置文件。这样,当我们的DB想要扩容、日志存储想要变更时,仅需修改配置文件即可。如此,某一天我们也会将软件中的其他功能特性开关也移步到配置文件中。更有甚者,将一些业务逻辑操作从代码中挪到配置文件中。于是,某一天我们突然发现自己大部分的时间并不是在写代码,而是写配置文件。
假设有一款软件产品它无限发展,经历了从代码定义一切到极限配置化的全过程,具体如下:
- 软件开发初期:所有业务逻辑都写在代码里 - 业务实现完全由开发人员完成。
- 软件开发中期:将一些可能变动的参数放到配置文件中,以快速应对商业变化 - 业务实现的一小部分由开发人员完成转移到了产品&运营人员。
- 软件成熟期:业务已相对稳定,抽象出经常变化的部分封装成模块并形成规则引擎 - 业务实现由开发人员与产品&运营人员共同完成。
- 系统重构:业务进一步发展,系统重构升级,将业务核心逻辑抽象成可以通过DSL来表达,开发人员负责建设DSL,产品&运营人员使用DSL完成业务实现,提高组织产出效率 - 业务实现绝大部分由产品&运营人员完成。
- 低代码平台:业务进一步发展,组织扩张人员规模,DSL使用门槛太高,人员边际效率降低,这与高速变幻的商业环境不相匹配,于是一部分开发人员从建设DSL改为建设低代码平台,最终产品&运营人员以及销售等各角色通过简单操作平台软件(如拖拖拽拽一些控件)完成业务的实现 - 业务实现绝大部分由产品&运营人员完成,少部分由销售人员完成。
- 无码编程:业务处于市场垄断,商业智能出现,开发人员已构建出生产代码的机器,开发人员转为产品&运营,即开发人员通过『拖拖拽拽』生成代码,产品&运营转为销售,此时公司只有两类角色:生产软件的人员(开发)与兜售软件的人员(销售)。
有人发明了『配置文件复杂读时钟』的概念来描述配置文件这样的一个发展过程,十分贴切。
- 12点:所有逻辑均是写在代码里,有些甚至是硬编码 - 对应业务起步期。
- 3点:前辈们告诉我们,将一些可能变动的参数放到配置文件中 - 业务发展早期
- 6点:需求快速变化,业务逻辑越来越复杂,配置文件也越来越复杂,引入一些条件判断,异常处理等- 业务发展中期。
- 9点:有一些定制化的需求开始出现,为了应对这种变化,配置文件开始走向大量定义软件行为的方向,并且与业务规则紧密耦合在一起 - 业务发展顶峰期
- 12点:最后的最后又回到原点,所以的业务逻辑均写在配置文件中,包括硬编码 - 业务发展瓶颈期。
于是,软件开发人员从面向代码编程变成了面向配置文件编程。其实,这个时期,配置文件俨然已变成了一种编程语言。那么回过头来想一想,在业务发展过程中,衍生出了一门配置编程语言,这真的必要吗?
本质上:配置与代码代表了两种编程范式:声明式(Declarative programming)与命令式(Imperative programming)。
当前,几乎所有计算机的硬件工作都是命令式的,也几乎所有计算机的硬件都是设计来运行机器代码,使用命令式的风格来写的。从这点来讲,大部分场景使用代码实现业务逻辑要优于配置文件。
对于大部分的软件系统而言,配置文件是为软件系统的管理员而准备的,方便他们正确而高效地使用软件系统。这样的场景下,应强于代码而弱于配置文件。
这里总结了一些tips,仅供参考:
- 应当仅将简单的key-value配置放到配置文件中。
- 如果允许非开发人员快速改变程序行为,那么可以考虑配置文件。
- 任何涉及业务逻辑的地方都应该放到代码里实现,配置文件不建议加入业务『行为』。
- 如果配置改变需要代码改变,那么需要谨慎使用。
- 如果配置项仅仅是开发者理解的数据结构,那么需要谨慎使用。
- 使用者为配置负责,开发者为代码负责。
每个工具都想发展成为一个平台,无独有偶,每一个配置文件都想成为一个DSL(Domain Specific Language,领域专用语言)。
起初配置文件中只是一些与代码执行环境有关的参数配置(供系统管理员使用),随着一些『业务行为』也被加入到配置文件中,它则慢慢地进化成为了一种DSL。但并不是每一个软件系统都需要一套自己的DSL,也不是每一个DSL都会被设计地那么易懂与易用,有些仅仅是增加了复杂度。
配置化最重要的是定义配置信息,配置信息即是某种意义上的DSL,一般都需要我们编写特定的逻辑对配置信息进行解析和处理。理解DSL对于我们做好配置化也是非常重要的。
DSL是领域特定语言(Domain-Specific Language)的缩写。领域特定语言是一种针对特定领域、特定问题或特定任务而设计的编程语言。与通用编程语言(如Java、C++、Python等)不同,DSL旨在解决特定领域的问题,并提供了特定领域的领域模型、概念和表达能力。
DSL可以分为两种主要类型:
DSL的设计目的是为了提高特定领域问题的表达能力和解决效率。通过使用DSL,开发人员可以更加直观地表达特定领域的概念和逻辑,从而降低开发复杂度,提高代码的可读性和可维护性。DSL广泛应用于各种领域,包括软件开发、数据处理、领域建模、配置管理等。
工作流组件是一个技术组件,与业务无关,但是通过配置相关的业务流程,即可使技术组件附带业务属性,并支撑业务需求。从这一点来看,很多组件我们都可以进行抽象,使其与业务无关,然后通过配置,使其业务化,从而实现业务功能。
配置文件有时候的确很好用,可以帮助软件开发人员快速应对一些变化。但是如果过度依赖配置文件,却不得不提它带来的缺陷:
- 不通用:配置文件引入了非通用的语法、语义,这对项目项目新人来说,无疑增加了学习难度,也降低了团队的合作效率。
- 调试困难:不像代码,配置文件无法在软件系统发生异常时进行有效地调试,致使无法快速定位问题,修复问题,降低了软件系统的健壮性。
- 可维护性差:每一门编程语言都基本上有一套自身的通用编码规范,并随着开发者社区而得到进一步的完善,而配置文件,大多数软件系统都会定义一套自己特殊的语义。相对而言一份使用通用编程语言编写代码的项目比软件自带配置文件要更好维护。
- 高度耦合:配置文件就如同系统对外API,一旦对外暴露就很难收回。作为模块的API,应该尽可能地小而窄,保持高内聚,低耦合
- 图灵完备性:很多带有『行为』的配置文件根本不是图灵完备的(即无法表达出计算机的所有行为),而基本上所有的编程语言都是图灵完备的。(注:一个计算系统被称为图灵完备,意味着它具有与图灵机(Turing Machine)等效的计算能力,能够计算和模拟任何可计算的问题。)
大量配置项给用户的使用和操作带来困难和干扰,不恰当的、数量过多的配置项设计, 以及缺少系统的、详细的配置参数使用说明,会使用户难以理解配置项与系统特性之间的关联性, 因此也很难通过正确调节配置来使系统达到预期效果。实证研究发现, 大部分用户只会修改系统6.1%~16.7%的配置项,有 63.6%以上的配置错误是在用户初次修改配置项时发生的。
配置错误已经成为导致软件系统错误和运行故障的重要因素之一,配置错误是指由于配置项取值设置不当而导致的软件系统错误和运行故障, 包括参数错误、兼容性错误和组件错误等,软件配置错误往往带来灾难性后果。
软件配置与系统性能紧密相关, 设置不当将严重影响系统的服务质量. 软件系统的资源需求往往以配置参数的形式进行设置, 以提高系统的灵活性和可配置性, 如缓冲区大小、最长响应时间、最大连接数等。此类配置参数如果取值不恰当, 将会严重影响系统的性能, 例如将数据库最大连接数设置过小会显著降低系统的并发能力, 而如何合理设置此类配置参数, 使得系统性能达到最优也是一个十分困难的问题。
# 数据库连接配置
db.url=jdbc:mysql://localhost:3306/mydb
db.username=root
db.password=secret
# 第三方服务配置
thirdparty.api.url=http://api.example.com
thirdparty.api.key=12345
# 日志配置
log.level=info
log.directory=/var/log/myapp
# 缓存配置
cache.server=127.0.0.1
cache.port=6379
cache.timeout=3000
# 环境配置
environment=production
# 商品配置信息
product.id=123
product.name=Example Product
product.price=100.00
product.description=This is an example product
product.stock=100
在软件系统中,配置化的发展趋势与展望主要体现在以下几个方面:
总的来说,配置化在软件系统中将扮演越来越重要的角色。未来,我们可以期待配置化技术在系统部署、运维、定制化开发等方面发挥更大的作用,为软件系统的灵活性、可维护性和可扩展性带来更多的好处。
- 跨软件栈配置错误的处理. 对于单个软件堆栈上的配置错误处理的研究, 目前发展较为充分, 但对于跨软件栈的配置错误处理, 研究成果仍然较少. 而在实际应用中, 跨软件栈的大型复杂分布式系统已成为常态. 调查显示, 相比单软件配置错误, 跨软件栈的配置错误更容易导致系统崩溃, 且修复难度不低于单软件配置错误. 因此, 对于跨软件栈配置错误问题的研究将是未来的研究发展趋势之一.
- 基于深度学习的配置优化. 随着配置项数量的增长和软件性能指标的增加, 传统的机器学习模型面临着建模难度大和需求训练集样本容量大的问题. 在其他领域(如声纹识别领域)的成果表明, 面对复杂的建模问题, 深度学习方法和传统机器学习方法相比模型表示更简单、准确率更高. 因此, 本文认为, 在未来几年的研究中, 深度学习方法会逐步应用于以提高系统性能为目标的配置优化中.
- 软件配置演化维护. 持续演化已成为软件系统发展演进的重要特征, 其中的软件配置也随之一同演化和发展, 并贯穿于软件生命周期的各个阶段. 因此, 对于软件配置问题的理解和认识更加需要站在全生命周期的视角去理解和看待, 将各个阶段融会贯通, 通过持续软件工程的方法提高软件配置在系统持续演进过程中的维护和管理能力. 例如, 通过不断的迭代演进将后开发阶段发现的配置问题反馈到新一轮迭代中的配置设计和实现中, 不断提升软件配置的质量、合理性和可理解性等.
- 软件配置领域知识的汇聚与运用. 开源软件和技术社区的发展积累了大量的软件数据, 其中也包括与软件配置相关的数据与知识, 散落和隐藏在多源异构的软件仓库与社区中. 例如, 从Docker Hub、GitHub和StackOverflow中都能够获取与软件系统配置相关的数据和知识. 因此, 从上述数据来源中分析抽取软件配置知识, 并进行有效的组织和管理(如知识图谱), 也是后续研究中提高配置领域知识应用的一个有效方法和途径.
- 新软件形态和技术中的配置问题. 随着云计算、人工智能和大数据等技术的成熟运用, 基于这些技术的软件系统和平台不断涌现. 新场景下是否衍生出新的软件配置需求和问题, 已有软件配置方法和成果是否能够应对, 还有待进一步研究.
作为一名开发人员,虽然写过很多配置化的代码,也理解配置化带来的诸多好处,但是仔细想想,我们真的深入理解了配置化吗?代码与配置化的边界在哪里?却也给不出一个确定的答案,软件系统是一个动态发展的过程,配置化也是在发展过程中不断抽象出来的东西,如果想在一开始的时候,就过度的通过配置化来支撑业务,可能会得不偿失。
参考文献: