上一篇文章《架構由術至道的轉變(1)》已經從“人”、“組織”、“社會”三個方面講述了架構的起源,為什么會產生架構,產生架構的動力條件,并分析了如何可以更好的做好架構,比如:概念認知、問題識別、架構切分,這些都是做好架構最核心、最實用的思維手段,相信真正理解了這些道的含義,再到軟件行業進行架構實踐,會更加的游刃有余。
其實軟件行業也是社會的一部分,社會是由人組成的,自然架構最終是解決人的問題。有人的地方,便有了江湖,林子大了啥鳥都有,江湖中也便起了紛爭,其實歸根結底還是人對自己利益最大化的訴求。不過在此強調下,人對利益最大化的訴求,不是產生架構的必要條件,產生架構必要條件可查看《架構由術至道的轉變(1)》。
好了,那就讓我們來看下,在軟件行業中,架構又是為何產生,又是解決人的什么問題,最后再討論下,軟件行業的架構是如何做的。
首先,我們要確認什么是軟件
軟件的歷史,實際上可以說是用機器模擬人的歷史。不管大家(包括在這個歷史過程中的參與者)有沒有意識到,我們都有意無意的在計算機上模仿人類的行為。
人們越來越愿意把原來只有人才能做的事情,交給計算機來做。結果就導致軟件越來越豐富,能夠做的事情也越來越多,成本也越來越低。可以這么說,成本是我們為什么采用軟件的主要動力,可以節省大量的人員培訓,減少雇員的數目。隨著互聯網的發展,人類社會也開始軟件化了。
有了軟件之后,實際上,我們是把我們日常生活中所做的事情,包括我們自己本人都一起虛擬化到了計算機中。而人則演化成了,通過計算機的輸入輸出設備,控制計算機中的自己,來完成日常的工作,以及與其他人的溝通。也就是說,軟件一直以來的動力,始終都是來模擬人和這個社會的。
不管如何發展,模擬人的所有行為都是一個大的趨勢。也就是說,軟件的主要目的,還是把人類的生活模擬化,提供更低成本,高效率的新的生活。從這個角度來看,軟件主要依賴的還是人類的生活知識。軟件更多的是扮演一個cost center,這也是為什么會出現很多的軟件代工。
軟件架構為何出現
軟件工程師是實現這個模擬過程的關鍵人物,他必須先理解人是怎么在日常生活中完成工作的,才能夠很好的把這些工作在計算機中模擬出來??墒擒浖こ處熜枰獙W習大量的計算機語言和計算機知識,還需要學習各行各業的專業知識。軟件工程師本身的培養就比較難,同時行業知識也要靠時間的積累,這樣就遠遠超出了軟件工程師的能力了。所以軟件開發就開始有分工了,行業知識和業務的識別,會交給BA,系統的設計會交給架構師,設計的實現交給架構師,實現的檢驗交給測試,還有很多其他角色的配合。為了組織這些角色的工作,還有項目經理。這就把原來一個人的連續工作,拆分成了不同角色的人的連續配合,演化成了不同的軟件開發的模式。然后慢慢演變出專門為別人開發軟件的軟件公司。
一開始是懵懵懂懂的去寫軟件,后來慢慢的就有意識的去切分,演變成了不同的架構。這個背后的動力也是一樣的,就是提升參與的人的利益,降低成本。導火索也是軟件工程師的任務太重,我們需要把很多工作拆分出來。拆分的原則也是一樣的,如何讓權責一致。同樣,這個拆分也是需要組織架構的調整,來保證架構的落地。
以上通過簡單的描述計算機和軟件的發展歷史,闡明軟件的本質,其實就是通過把人類的日常工作生活虛擬化,減少成本,提升單個人員的生產力,提升人類自己的利益。軟件工程師的職責在這個浪潮中,不堪重負,自然而然就分拆為不同的角色,形成了一個獨特的架構體系。這一切的背后,仍然是為了提升人類自己的利益,解決人類自己的問題。
然后,確認軟件架構解決的核心問題
如前所述,軟件實際上就是把現實生活模擬到計算機中,并且軟件是需要在計算機的硬件中運行起來的。在這個過程中,要做到這一點需要解決兩個問題:
- 業務問題
具體的現實生活狀態下,沒有軟件的時候,所解決的問題的主體是誰,解決的是什么問題,是如何解決,如何運作的?- 計算機問題
(1)如何把現實生活用軟件來模擬?
(2)模擬出來的軟件,需要哪些硬件設施才能夠滿足要求? 并且當訪問量越來越大的時候,軟件能否支持硬件慢慢長大,性能線性擴展?
(3)因為硬件是可能會失效的,軟件如何在硬件失效的情況下,仍然能夠保證可用性,讓用戶能夠不中斷的訪問軟件提供的服務?
(4)怎么收集軟件產生的數據,為下一階段的工作提供依據?
然后,明確上面兩個核心問題主體
- 業務owner的問題,需要提升業務的效率,降低業務的成本,這是動機,所以一般軟件開發的出發點就在這里。
- 軟件工程師的問題,要解決業務owner把業務虛擬化的問題,并且要解決軟件開發和運營的生命周期的問題。
然后,明確分解上面兩個核心問題
業務問題的本質,是業務所服務的對象的利益問題,明白了這個,就很容易搞清業務的概念和組織方式。再次強調一下,有了軟件,可以降低業務的成本,沒有軟件的情況下,業務是一樣跑的。如果只是為了跟風要用軟件,說不定反而提高了成本,這個是采用軟件之前首先要先搞清楚的。我們經常說軟件和技術是業務的enabler,實際就是把原來成本很高的降到到了很低的程度而已,并不是有了什么新的業務。另外軟件也不是降低業務成本的唯一方式。
為了能夠讓軟件很好的跑起來,軟件工程師必須理解業務所服務的對象,他們的利益所在,即業務問題。業務面對這些問題是如何分拆解決的? 涉及到了哪些概念? 這些概念分別解決了哪些哪些問題? 我們不能自己按照自己的理解,用自己的一套概念體系來表述。如果這么做的話,會導致兩個問題:
業務無法和我們交流,因為他們無法明白我們所自己創建的概念,所以他們無法確認我們的理解是否正確。
我們所表述的東西,并沒有在實際生活中實踐過,我們也不知道這些概念是否能夠解決業務的問題。
- 軟件工程師還必須要考慮,用什么樣的硬件把軟件跑起來,怎樣跑得好,跑得快,并且可以隨著業務的流量逐漸的長大?
分析解決分解后的問題
對于2,在有限的時間下,軟件工程師毫無疑問無法一個人去完成這么多事情,那么我們需要把所做的事情列出來,進行分析:
- 虛擬化業務需要完成這些事情:
- 學習業務知識,認識業務所涉及的stakeholders的核心利益訴求,以及業務是如何分拆滿足這些利益訴求,并通過怎樣的組織架構完成整個組織的核心利益的,以及業務運作的流程,涉及到哪些概念,有哪些權利和責任等。
- 通過對業務知識的學習,針對這些概念所對應的權利和責任以及組織架構,對業務進行建模,把并把建模的結果用編程語言實現。這是業務的模型,通常是現實生活中利益斗爭的結果,是非常穩定的。
- 學習業務所參與的stakeholder是如何和業務打交道,并完成每個人的權利和義務的,并通過編程語言,結合業務模型實現這些打交道的溝通通道。這部分是變化最頻繁的,屬于組合關系。明白了這一點,對后續的實現非常有幫助。
- 如何把業務運行的結果,持久化,并通過合適的手段把持久化后的數據,在合適的時間合適的地點加載出來。這部分和基礎設施有關,變化可能也會比較頻繁。
- 代碼如何運營,需要完成這些事情:
- 需要多少硬件設備來滿足訪問的需求?
- 代碼要分成多少個組件部署到哪些硬件設備上?
- 這些代碼如何通過硬件設備互相連接在一起?
- 當業務流量增大到超過一臺機器的容量時,軟件能否支持通過部署到新增機器上的方式,擴大對業務的支撐?
- 當某臺或某些硬件設備失效時,軟件是否仍然能夠不影響用戶的訪問。
- 軟件運行產生的數據,能否支持提取出來并加以分析,為下一輪的業務決策提供依據。
- 如果分成不同的角色來完成這些事情,就需要一個組織架構來組織代碼的編寫和運營,需要做哪些事情:
- 完成一和二所列的這些事情,需要哪些角色參與?
- 這些事情基本都需要順序的發生,如何保證信息在不同角色的傳遞過程中不會有損失? 或者說即使有損失,也能快速糾正?
- 這些角色之間是如何協調,才能共同完成虛擬化業務的需求?
最終,生成哪些架構
如果業務足夠簡單,用戶流量夠小,時間要求也不急迫,那么一個人,一臺機器就夠了,這個時候一般不會去討論架構的問題。當訪問的流量越來越大,機器就會越來越多,代碼的部署單元就會拆分的越來越多。
同樣就會需要越來越多的人來完成拆分出來的越來越多的部署單元,甚至同一個部署單元也需要分拆為多人合作完成。但是我們需要注意到一點,整個的概念體系,或者說業務的建模不會有任何的變化,還是完成同樣的這些事情。唯一的區別就是量越來越大,超過了單個人和單個機器的容量,不斷地增長。這樣就會導致以下的架構:
- 當流量越來越大,我們就會發現,軟件所部署的機器就會開始按照樹狀的結構開始分拆,就會形成硬件的部署架構。這就是為什么會形成部署的分層。
- 為了把業務在軟件中實現并落地,需要前端人員、業務代碼人員、存儲層等不同技巧的人同時工作,需要切分成代碼的架構。這就是為什么會形成代碼的分層,形成代碼的架構。當然,當這些角色由一個人來完成的時候,不一定會有代碼架構,往往會比較亂。
- 當參與的人員越來越多,就會形成開發體系的組織架構。因為代碼開發的過程是一個連續的過程,會用流程來把不同的角色串聯起來,這就是軟件工程。
- 為了完成業務的工作,需要識別出來業務架構和支撐業務的組織架構,以及業務運作的流程。這是被虛擬化的業務架構和組織架構,也需要體現在代碼中,保持和現實生活中一致。
再談,何為軟件架構
這就是軟件比較復雜的地方,涉及到軟件本身的業務體系,和所虛擬的業務體系。根據以上的分析,所生成的架構,究竟那些算是軟件架構呢?
- 軟件因為流量增大而分拆成不同的運行單元,在不同的機器上部署所形成的架構,屬于軟件架構。【部署架構】
- 每個運行單元為了讓不同角色的人,比如前端,業務,數據存儲等能夠并行工作,所分成的代碼架構,也屬于軟件架構?!敬a架構】
所以當我們說軟件架構的時候,我們一定要講清楚,究竟說的是部署的架構,還是代碼的架構。軟件架構的落地,需要軟件的組織架構和流程來保障,離開了這個,軟件架構是一句空話。
另外很多人講,架構是進化出來的,但其實架構是設計出來的,架構的好壞體現于在進化過程中支撐業務高效運轉的生命周期。
架構實際是為了在量不斷的增大,超過了單臺服務器的容量,逐漸的分拆,同時導致超過單個人員的能力,工作人員不斷的增多,工作內容不斷的分拆的情況下,仍然能夠良好地支撐業務流程高效運轉。這本身就是架構的意義所在。不管怎么分拆,所達到的目標沒有任何變化,就是完成業務在計算機中的虛擬化。