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如何成為優(yōu)秀的系統(tǒng)架構師
系統(tǒng)架構師的工作是復雜設計總體解決方案以及領域對象的邏輯和物理布局,這是一項在復雜環(huán)境中高風險、高影響力的活動。那么如何才能成為一名優(yōu)秀的系統(tǒng)架構師呢，一起來學習學習吧!
1、軟件架構的定義：
軟件架構(Software Architecture)也稱之為軟件體系結構，它是一組有關如下要素的重要決策：軟件系統(tǒng)的組織，構成系統(tǒng)的結構化元素，接口和它們相互協(xié)作的行為的選擇，結構化元素和行為元素組合成粒度更大的子系統(tǒng)方式的選擇，以及指導這一組織(元素及其接口、協(xié)作和組合方式)的架構風格的選擇。換句話說，軟件架構實際上是對系統(tǒng)整體結構設計的刻劃，系統(tǒng)架構師是做全局的、整體的把握工作。架構的組成與決策是架構設計的兩個基本概念。架構=>藍圖+規(guī)則+解決方案
軟件架構是一個認識事物的過程：原型、發(fā)現(xiàn)、改進、再發(fā)現(xiàn)、再改進，這是軟件開發(fā)的必由螺旋。
2、架構師成長路線圖：
系統(tǒng)架構師已經(jīng)不僅僅是技術精湛的技術專家，他需要與業(yè)務團隊緊密合作，并且精通市場、業(yè)務與管理。從上升趨勢來說，可以有三個層面的路線圖：第一個層面，要關注系統(tǒng)思考。在這個層面，重要的不僅僅是掌握設計的知識點，而是更重視分析能力、創(chuàng)新思維能力的提升，需要更廣闊的思路，這方面的空間相當非常大。這是第一層面的能力基礎。第二個層面，要關注總結和指導，思維空間要轉向群體。如何把已有的經(jīng)驗總結出來，并讓這種智力資產(chǎn)真正發(fā)揮作用?成為架構師上升第二層面的能力基礎。第三個層面，要提升自身的全面修養(yǎng)。我們必須引發(fā)自己思維方式的變革，要培養(yǎng)組織力、領導力、創(chuàng)新力以及擁有激情，這是架構師上升第三層面的能力基礎。
要看到自身的弱點，思路要寬，多思考
架構師并不是一個普通的技術人員，他對設計站的角度更高，需要的知識和能力結構更復雜，他需要具有其他人所沒有的思想、眼光和感知世界的方法，必須突破已有的思維模式和行為模式，突破長期束縛自己的思維瓶頸，才可能達到自己從未達到過的高度。
架構師要養(yǎng)成每項工作都記錄并分析的好習慣，以形成更扎實的工作風格。在每個項目完成都需要進行總結。
3、架構師要保持自己的競爭力：
架構師必須關注今天的IT技術、商業(yè)模式變革以及由此引發(fā)的軟件產(chǎn)業(yè)變革的重大趨勢，勤于思考并迎接新的挑戰(zhàn)。一個人最核心的競爭優(yōu)勢是學習能力。架構師作為技術層面資深的一群，為了保持競爭力需要注意以下幾個問題：(1)、保持激情：關鍵是信念。激情源自于信念，有了信念才會主動挑戰(zhàn)自我，迎接挑戰(zhàn)才會有激情，有了激情工作才會更有意思。(2)、創(chuàng)新思考：在工作中多嘗試一些新方法，是維持自我能力的重要手段。(3)、逆向思維：逆向思維指的是使用與正常思路相反的思維方式去分析同一個問題，使思路多樣化。逆向思維能夠幫助人們沖破傳統(tǒng)思維的束縛，克服慣性思維方式。從反方向考慮問題往往會取得出人意料的結果。
4、架構師要關注軟件的新趨勢：
目前傳統(tǒng)軟件危機暴露出的問題還未真正解決，新的挑戰(zhàn)卻已擺在眼前。在人們不斷思考面臨的挑戰(zhàn)以及對策中，形成了一些新的趨勢，包括：(1)、軟件質(zhì)量以服務質(zhì)量形式展現(xiàn)，對質(zhì)量的投資可獲得更高的投資回報。(2)、軟件過程擴展到用戶，希望更多的用戶深入?yún)⑴c到軟件全生命周期。(3)、功能至上遠遠不夠，用戶體驗得到空前重視。(4)、系統(tǒng)集成模式面臨變革，軟件、服務、終端、IT基礎設施將形成更緊密的價值體系。(5)、研發(fā)要更多關注非功能性需求，如安全性質(zhì)量、性能、可靠性、可擴充性、可伸縮性、可用性等，從而不斷提高軟件的價值。
知識就是力量==>信息就是力量
架構并不完全是概要設計。概要設計還是停留在圖紙上，而架構必須證明這個技術路線可行，并且能夠證明大多數(shù)質(zhì)量風險已經(jīng)得到了解決。
5、所謂設計就是解決問題的過程：
軟件設計是一種思維活動，設計的魅力在于破解難題，通過直面問題的挑戰(zhàn)，以及對相應解決方案的仔細推敲，才可能設計出真正有靈性的產(chǎn)品。(1)、設計不具普遍性：軟件設計很少具有普通性，不同的目標需要不同的設計來支持。(2)、做出權衡：所謂軟件設計，本質(zhì)上就是在質(zhì)量、成本、時間以及其它各種因素之間做出權衡。(3)、記錄設計的理由(設計文檔)。
多關注各種方面的架構設計
6、質(zhì)量屬性決定了架構風格：
一種架構的風格，很大程度上與設計者如何滿足質(zhì)量要求的對策有關。需求的功能和非功能兩方面都可能有質(zhì)量要求。具體歸納如下：(1)、與功能性有關的質(zhì)量屬性主要包括：A、正確性：是指軟件按照需求正確執(zhí)行任務的能力。B、健壯性：指的是在異常情況下，軟件能夠正常運行的能力。正確性與健壯性的區(qū)別在于，前者是在功能需求之內(nèi)描述問題，后者是在功能需求之外描述問題。健壯性一般有兩層含義：首先是容錯能力，其次是恢復能力。容錯指的是發(fā)生異常情況不出錯誤的能力，而恢復指的是軟件發(fā)生錯誤以后能恢復到?jīng)]有發(fā)生錯誤錢的狀態(tài)的能力。C、可靠性：是一個與時間相關的屬性，指的是在一定的環(huán)境下，在一定的時間段，系統(tǒng)不出現(xiàn)故障的概率。通常用平均無故障時間來衡量。(2)、與非功能性有關的質(zhì)量屬性主要包括：A、性能：是指軟件的“時間-空間”效率，而不僅僅是指軟件運行速度。換句話說是速度要快而占用資源要少。性能=速度/資源。B、易用性：指的是用戶使用軟件的容易程度。C、清晰性：意味著工作成果易讀、易理解。D、安全性：它的目的是系統(tǒng)應該具備防止非法入侵的能力，這既屬于技術問題也屬于管理問題。E、可擴展性：這反映軟件適應“變化”的能力，包括需求、設計的變化、算法的改進和變化。F、可移植性：指的是軟件不經(jīng)修改(或者稍加修改)就可以在不同軟硬件環(huán)境中使用的能力。
7、抵制前期進行龐大設計的誘惑：
(1)、架構應該具備易演化特征;(2)、項目開發(fā)周期不要超過6個月;(3)、分而治之：抓住真正的需求、分而治之(把大項目分成小項目)、設置優(yōu)先級、盡快交付;(4)、增量式開發(fā)與交付：如果前期需求比較清楚，可以把一個大項目分成若干相對獨立能夠持續(xù)交付的部分，這樣就可以把大問題分成若干小問題;(5)、迭代式開發(fā)與交付：如果前期需求不是太清楚，項目帶有強烈的創(chuàng)新成分，可以使用具有強迭代的逐步求精的模型。
8、重構：
在不影響整體外部行為的前提下，不斷地對軟件進行細微的設計改進，這種漸進式的實踐叫做重構。通過重構不僅能夠降低維護成本，而且也為我們提供了改進代碼質(zhì)量的通用標準，并使我們能迅速添加新功能。從本質(zhì)上說，重構根本上就是一個態(tài)度問題，而不全是技術問題。
在集中精力完成了代碼邏輯以后，就需要集中精力做第二件事情，那就是重構。在對代碼進行重構時，我們不會增加新功能，甚至也不會去修復bug。相反，我們會通過將代碼變得更易于理解來提升代碼的可讀性。
重構要堅持不懈：(1)重構可以加快進度;(2)、重構應該是小步驟地進行;(3)、技術債務積累越多，重構的難度就越大。
9、對結構進行優(yōu)化的基本原則：
在完成了功能邏輯之后，除了代碼重構以外，很多情況下還需要重新審視一下軟件結構，對結構進行重構。良好的結構設計需要遵循一些原則，而原則本身就是經(jīng)驗的總結。依據(jù)這些原則，我們就可以在設計中有良好的設計指向。如需求不變則不需結構。
結構的4條設計原則：(1)單一職責原則(SRP)：也被稱之為內(nèi)聚性原則;SRP原則的描述為：就一個類而言，應該僅有一個引起它變化的原因;(2)、開放--封閉原則(OCP)：OCP的關鍵是依賴于抽象。OCP原則的目的，是要求我們設計的軟件實體(類、組件、函數(shù)等等)應該是可以擴展的，但是不可修改的。A、對于擴展是開放的：這意味著組件的行為是可以擴展的，當應用的需求改變時，我們可以對組件進行擴展，使其具有滿足那些改變的新行為。換句話說我們可以改變組件的功能。B、對于更改是封閉的：對組件行為進行擴展時，不必改動組件的源代碼，無論是動態(tài)鏈接庫、DLL或者是Java的jar文件都無需改動。(3)、依賴倒置原則(DIP)：使用傳統(tǒng)的結構化設計所創(chuàng)建出來的依賴關系結構，策略是依賴于細節(jié)的，這是糟糕的，因為這樣會使策略受到細節(jié)改變的影響。面向對象的程序設計倒置了依賴關系結構，使得細節(jié)和策略都依賴于抽象，并且常常是客戶擁有服務接口。事實上，這種依賴關系的倒置正是好的面向對象設計的標志所在。DIP的原則是：A、高層組件不應該依賴于低層組件。二者都應該依賴于抽象;B、抽象不應該依賴于細節(jié)，細節(jié)應該依賴于抽象。(4)、接口隔離原則(ISP)：這個原則用來處理“胖(fat)”接口所具有的缺點。類的“胖”(不內(nèi)聚)接口可以分解成多組方法。每一組方法都服務于一組不同的客戶程序。這樣，一些客戶程序可以使用一組成員函數(shù)，而其它客戶程序可以使用其它組的成員函數(shù)。實際中當然也存在有一些對象，它們確實不需要內(nèi)聚的接口，但是ISP建議客戶程序不應該看到它們作為單一的類存在。相反，客戶程序看到的應該是多個具有內(nèi)聚接口的抽象基類。
10、關注變化、關注特征：
擁抱著變化而設計。讓變化成為一個重要的設計要素，需求總是會發(fā)生變化。面向對象是個思維方式。基于接口進行設計。
軟件復用(SoftwareReuse)：是將已有軟件的各種有關知識用于建立新的軟件，以縮減軟件開發(fā)和維護的花費。軟件復用是提高軟件生產(chǎn)力和質(zhì)量的一種重要技術。早期的軟件復用主要是代碼級復用，被復用的知識專指程序，后來擴大到包括領域知識、開發(fā)經(jīng)驗、設計決定、體系結構、需求、設計、代碼和文檔等一切有關方面。
軟件重用，是指在兩次或多次不同的軟件開發(fā)過程中重復使用相同或相似軟件元素的過程。軟件元素包括程序代碼、測試用例、設計文檔、設計過程、需要分析文檔甚至領域知識。通常，可重用的元素也稱作軟構件，可重用的軟構件越大，重用的粒度越大。
11、面向服務的架構(Service-OrientedArchitecture, SOA)：
面向服務的架構成功的要點是服務識別。服務識別的基本過程：(1)、了解項目的性質(zhì);(2)、業(yè)務牽頭，一定不是技術牽頭;(3)、明確產(chǎn)品的戰(zhàn)略目標;(4)、研究企業(yè)業(yè)務流程;(5)、重用行業(yè)制品;(6)、建立契約基線;(7)、完善服務屬性等級矩陣(ARMS);(8)、使用業(yè)務敏捷場景仿真(BASS)進行測試;(9)、擁抱變更。
12、架構與框架的區(qū)別：
框架是一個軟件，但架構不是軟件，而是關于軟件如何設計的重要決策。但是在引入軟件框架以后，軟件架構決策往往會體現(xiàn)在框架設計之中。不論是架構技術還是框架技術，都是為了解決軟件日益復雜所帶來的困難，而采取的“分而治之”的結果。架構的思維是先大局后局部，這是一種問題在抽象層面地解決方案，首先考慮大局而忽略細節(jié)�？蚣艿乃季S是先通用后專用，這是一種半成品，還需要通過后期的定制才能成為具體的軟件。
框架和架構的關系可以總結為兩個方面：(1)、為了盡早驗證架構設計，或者出于支持產(chǎn)品線開發(fā)的目的，可以把通用機制甚至整個架構以框架方式實現(xiàn);(2)、企業(yè)可能存在大量可重用框架，這些框架可能已經(jīng)實現(xiàn)了架構所需的重要機制，或者對某個子系統(tǒng)提供了可擴展的半成品，最終軟件架構可以借助這些框架來構造。
框架設計最重要的部分，其實并不在于采用何種技術方案來實現(xiàn)，而是對已經(jīng)存在的業(yè)務過程進行深入思考，尋找它們的共性，探究其中的規(guī)律，建立恰當?shù)哪Ｊ�，然后選擇恰當?shù)募夹g實現(xiàn)方案。
帶團隊關鍵因素：決心、手段(方法)、激情、信心，技術不是關鍵因素。
13、把經(jīng)驗歸納總結成理論：
總結是兩方面的，(1)總結過程：歸納出良好設計必須遵循的步驟，以及每一步驟的目標、解決什么問題、應該有什么樣的思考點和思考方向。(2)總結模式(設計模式)：模式是一種實踐經(jīng)驗的總結，通過總結每個思考點的各種解決方案，并且和過程的節(jié)點裝配在一起，形成能夠指導他人的模式語言。
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