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1. 软件架构概述 1.1 什么是软件架构 ◎ 软件架构的概念很混乱。如果你问五个不同的人，可能会得到五种不同的答案。 ◎ 软件架构概念主要分为两大流派： 组成派：软件架构 = 组件 + 交互。 决策派：软件架构 = 重要决策集。 ◎ 组成派和决策派的概念相辅相成。 1.2 软件架构和子系统、框架之间的关系 ◎ 复杂性是层次化的。 ◎ 好的架构设计必须把变化点错落有致地封装到软件系统的不同部分(即关注点分离)。 通过关注点分离，达到“系统中的一部分发生了变化，不会影响其他部分”的目标。 ◎ 软件单元的粒度： * 粒度最小的单元通常是“类”。 * 几个类紧密协作形成“模块”。 * 完成相对独立的功能的多个模块构成了“子系统”。 * 多个子系统相互配合才能满足一个完整应用的需求，从而构成了软件“系统”。 * 一个大型企业往往使用多套系统，多套系统通过互操作形成“集成系统”。 ◎ 软件单元的粒度是相对的。同一个软件单元，在不同场景下我们会以不同的粒度看待它。 ◎ 架构(Architecture)不等于框架(Framework)。 框架只是一种特殊的软件，框架也有架构。 ◎ 可以通过架构框架化达到“架构重用”的目的，如很多人都在用 Spring 框架提供的 控制反转和依赖注入来构建自己的架构。 1.3 软件架构的作用 ◎ 如果一个项目的系统架构(包括理论基础)尚未确定，就不应该进行此系统的全面开发。 -- Barry Boehm,《Engineering Context》 ◎ 一个缺陷充斥的系统，将始终是一个缺陷充斥的系统。 -- Timothy C. Lethbridge,《面向对象软件工程》 ◎ 软件架构设计为什么这么难？ 因为它是跨越现实世界与计算机世界之间鸿沟的一座桥。 软件架构设计要完成从面向业务到面向技术的转换，在鸿沟上架起一座桥梁。 需求 - 架构设计 - 软件架构 - 系统开发 - 软件系统 ~~~~~~~~ ~~~~~~~~ ◎ 软件架构对新产品开发的作用： * 上承业务目标。 * 下接技术决策。 * 控制复杂性。 先进行架构设计，后进行详细设计和编码实现，符合“基于问题深度分而治之”的理念。 * 组织开发。 软件架构方案在小组中间扮演了“桥梁”和“合作契约”的作用。 * 利于迭代开发和增量交付。 以架构为中心进行开发，为增量交付提供了良好的基础。在架构经过验证之后，可以 专注于功能的增量提交。 * 提高质量。 ◎ 软件架构对软件产品线开发的作用： * 固化核心知识； * 提供可重用资产； * 缩短推出产品的周期； * 降低开发和维护成本； * 提高产品质量； * 支持批量定制。 ◎ 软件产品线：指具有一组可管理的、公共特性的、软件密集性系统的集合，这些系统满足特定 的市场需求或任务需求，并且按照预定义方式从一个公共的核心资产集开发得到。 软件产品线架构：针对一个公司或组织内的一系列产品而设计的通用架构。 2. 软件架构设计方法 2.1 软件架构为谁而设计 ◎ 架构师应当为项目相关的不同角色而设计： * 架构师要为客户负责，满足他们的业务目标和约束条件。 * 架构师要为用户负责，满足他们关心的功能需求和运行期质量属性。 * 架构师必须顾及处于协作分工“下游”的开发人员。 * 架构师必须考虑“周边”的管理人员，为他们进行分工管理、协调控制和评估监控等工作提供清晰的基础。 2.2 五视图法 ◎ 什么是软件架构视图？ 软件架构视图是对于从某一视角看到的系统所作的简化描述，描述中涵盖了系统的某一 特定方面，而省略了与此无关的其他方面。 ◎ 软件架构要涵盖的内容和决策太多了，超过了人脑“一蹴而就”的能力范围，因此宜采 用“分而治之”的办法。即通过不同的视图来描述架构。 ◎ 软件架构的五视图法： * 逻辑架构 逻辑架构关注功能。其设计着重考虑功能需求。 * 开发架构 开发架构关注程序包。其设计着重考虑开发期质量属性，如可扩展性、可重用性、 可移植性、易理解性和易测试性等。 * 运行架构 运行架构关注进程、线程、对象等运行时概念，以及相关的并发、同步、通信等问题。 其设计着重考虑运行期质量属性，例如性能、可伸缩性、持续可用性和安全性等。 * 物理架构