• 程序架构概念


    1.架构引言:  

    在实践中,人们发现架构也是存在模式的。比如,对于系统结构设计,我们使用层模式;对于分布式系统,我们使用代理模式;对于交互系统,我们使用MVC(模型-视图-控制器)模式。模式本来就是针对特定问题的解,因此,针对需求的特点,我们也可以采用相应的模式来设计架构。 

    设计模式是支撑架构的重要组件

    架构设计也类似一种工作流,它是动态的,这点不象建筑设计那样,一开始就能完全确定,架构设计伴随着整个项目的进行过程之中,有两种具体操作保证架构设计的正确完成,那就是设计模式(静态)和工程项目方法(RUP或XP 动态的)。

    设计模式是支撑架构的一种重要组件,这与建筑有很相象的地方,一个建筑物建立设计需要建筑架构设计,在具体施工中,有很多建筑方面的规则和模式。

    我们从J2EE蓝图模式分类http://java.sun.com/blueprints/patterns/catalog.html中就可以很清楚的看到J2EE这样一个框架软件的架构与设计模式的关系。

    架构设计是骨架,设计模式就是肉

    这样,一个比较丰富的设计方案可以交由程序员进一步完成了,载辅助以适当的工程方法,这样就可保证项目的架构设计能正确快速的完成。

    时刻牢记架构设计的目标

    2.架构设计的目标:

    由于架构设计是在动态中完成的,因此在把握架构设计的目标上就很重要,因此在整个项目过程中,甚至每一步我们都必须牢记我们架构设计的总体目标,可以概括下面几点:

      1. 最大化的重用:这个重用包括组件重用 和设计模式使用等多个方面。

    比如,我们项目中有用户注册和用户权限系统验证,这其实是个通用课题,每个项目只是有其内容和一些细微的差别,如果我们之前有这方面成功研发经验,可以直接重用,如果没有,那么我们就要进行这个子项目的研发,在研发过程中,不能仅仅看到这个项目的需求,也要以架构的概念去完成这个可以称为组件的子项目。

      2. 尽可能的简单明了:我们解决问题的总方向是将复杂问题简单化,其实这也是中间件或多层体系技术的根本目标。但是在具体实施设计过程中,我们可能会将简单问题复杂化,特别是设计模式的运用上很容易范这个错误,因此如何尽可能的做到设计的简单明了是不容易的。

    我认为落实到每个类的具体实现上要真正能体现系统事物的本质特征,因为事物的本质特征只有一个,你的代码越接近它,表示你的设计就是简单明了,越简单明了,你的系统就越可靠。更多情况是,一个类并不能反应事物本质,需要多个类的组合协调,那么能够正确使用合适的设计模式就称为重中之重。

    我们看一个具备好的架构设计的系统代码时,基本看到的都是设计模式,宠物店(pet store)就是这样的例子。或者可以这样说,一个好的架构设计基本是由简单明了的多个设计模式完成的。

      3. 最灵活的拓展性:架构设计要具备灵活性 拓展性,这样,用户可以在你的架构上进行二次开发或更加具体的开发。

    要具备灵活的拓展性,就要站在理论的高度去进行架构设计,比如现在工作流概念逐步流行,因为我们具体很多实践项目中都有工作流的影子,工作流中有一个树形结构权限设定的概念就对很多领域比较通用。

    3.定义:

      软件架构(software architecture)是一系列相关的抽象模式,用于指导大型软件系统各个方面的设计。软件架构是一个系统的草图。

    4.相关概念:

      软件体系结构是构建计算机软件实践的基础。与建筑师设定建筑项目的设计原则和目标,作为绘图员画图的基础一样,一个软件架构师或者系统架构师陈述软件构架以作为满足不同客户需求的实际系统设计方案的基础。

    5.分类:

    根据我们关注的角度不同,可以将架构分成三种:

    逻辑架构

    软件系统中元件之间的关系,比如用户界面,数据库,外部系统接口,商业逻辑元件,等等。
    比如下面就是笔者亲身经历过的一个软件系统的逻辑架构图
    图2、一个逻辑架构的例子
    从上面这张图中可以看出,此系统被划分成三个逻辑层次,即表象层次,商业层次和数据持久层次。每一个层次都含有多个逻辑元件。比如WEB服务器层次中有HTML服务元件、Session服务元件、安全服务元件、系统管理元件等。

    物理架构

    软件元件是怎样放到硬件上的。
    比如下面这张物理架构图描述了一个分布于北京和上海的分布式系统的物理架构,图中所有的元件都是物理设备,包括网络分流器代理服务器、WEB服务器、应用服务器报表服务器、整合服务器、存储服务器、主机等等。

    系统架构

    系统的非功能性特征,如可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、性能等。
    系统架构的设计要求架构师具备软件和硬件的功能和性能的过硬知识,这一工作无疑是架构设计工作中最为困难的工作。
    此外,从每一个角度上看,都可以看到架构的两要素:元件划分和设计决定。
    首先,一个软件系统中的元件首先是逻辑元件。这些逻辑元件如何放到硬件上,以及这些元件如何为整个系统的可扩展性、可靠性、强壮性、灵活性、性能等做出贡献,是非常重要的信息。
    其次,进行软件设计需要做出的决定中,必然会包括逻辑结构物理结构,以及它们如何影响到系统的所有非功能性特征。这些决定中会有很多是一旦作出,就很难更改的。
    根据作者的经验,一个基于数据库的系统架构,有多少个数据表,就会有多少页的架构设计文档。比如一个中等的数据库应用系统通常含有一百个左右的数据表,这样的一个系统设计通常需要有一百页左右的架构设计文档。
     
    6.实践:
    实践中的理解
    软件架构是对软件系统运行时元素的抽象,软件系统可能有很多层抽象,或由多重业务流程所组成,每层抽象或每个业务流程都有自己的软件架构。
    软件架构是平衡的艺术。
     
     参考:http://blog.csdn.net/gerryzhu/article/details/17379639
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