构架入门

17882 2019-06-11 22:06

什么是构架

构架是软件系统的形状。拿建筑物来举例子:

  • 范式 paradigm 是砖块
  • 设计原则是房间
  • 组件是建筑

他们共同服务于一个特定的目的,就像医院治疗病人,学校教育学生一样。

我们为什么需要架构?

行为 vs. 结构

每一个软件系统提供两个不同的价值给利益相关者:行为与结构。软件开发者必须确保这两项价值都要高

由于其工作的需要,软件架构师更多地聚焦于系统的结构而不是特性和功能。

终极目标——减少每加一个新特性所需要耗费的人力成本

架构服务于软件系统的整个生命周期,使其易于理解,开发,测试,部署和操作。 其目标是最小化每个业务用例的人力资源成本。

O’Reilly 出版的《软件架构》一书很好地介绍了这样五种基本的构架。

1.分层架构

分层架构是被广泛采用,也是被开发者所熟知的一种架构。因此,它也是应用层面上事实上的标准。如果你不知道应该使用什么架构,用分层架构就是不错的选择。

示例

  • TCP/IP模式:应用层 > 运输层 > 网际层 > 网络接口层
  • Facebook TAO网络层 > 缓存层(follower + leader) > 数据库层

优缺点:

  • 优点
    • 易于使用
    • 职责划分
    • 可测试性
  • 缺点
    • 庞大而僵化
      • 想要对架构进行调整、扩展或者更新就必须要改变所有层,十分棘手

2.事件驱动架构

任何一个状态的改变都会向系统发出一个事件。系统组件之间的通信都是经由事件完成的。

一个简化的架构包含中介(mdiator),事件队列(event queue)和通道(channel)。下图所示即为简化的事件驱动架构:

示例

  • QT:信号(signals)和槽(slots)
  • 支付基础设施:由于银行网关通常有较高的延迟,因此银行的架构中采用了异步技术

3.微核架构(aka Plug-in Architecture)

软件的功能被分散到一个核心和多个插件中。核心仅仅含有最基本的功能。各个插件之间互相独立并实现共享借口以实现不同的目标。

示例

  • Visual Studio Code 和 Eclipse
  • MINIX 操作系统

4.微服务架构

大型系统被解离成众多微服务,每一个都是单独部署的单位,他们之间通过RPCs进行通信。

uber architecture

示例

5.基于空间的架构

“基于空间的架构”这一名称来源于“元组空间”,“元组空间“有”分布式共享空间“的含义。基于空间的架构中没有数据库或同步数据库访问,因此该架构没有数据库的瓶颈问题。所有处理单元共享内存中应用数据副本。这些处理单元都可以很弹性地启动和关闭。

示例:详见 Wikipedia

  • 主要被使用Java的架构所采用:例如:JavaSpaces
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