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1.3 架构的重要性

架构作为系统的支撑骨架,相信没有人会怀疑优良的架构对系统的重要积极意义。那么,架构的重要意义具体体现在哪些方面呢?下面我们不妨就这个话题进行适当的延展以充分的阐述。

架构内涵2

1.3.1 结构清晰、秩序井然,更具经济性

架构优良的系统往往有着清晰的内部结构,具体表现为水平方面层次分明,各个层次职责单一,通过明确的编排和组装很容易构建出新的功能;其次,纵向来看,各个模块之间的界限也相对明朗,开发时团队可以很容易对功能归属的模块达成共识,避免模棱两可。这会带来几个好处。

首先,更低的开发成本。假设我们处于一个架构混乱的系统之中,既缺乏清晰的层次结构,模块界限也是模糊不清,每一位开发人员各凭己意进行开发。那么设想一下会出现怎样的境地呢?第一,反复的沟通和争执是少不了的。因为每个人理解不一样,要区分谁对谁错本就不容易,加上系统往往有时间的压力,有些开发人员即使做得不正确,如果让他重新调整,往往又会以时间紧迫后续再改为由进行推辞。如此一来,需要浪费很大的精力进行协调。第二,功能复用基本会沦为海市蜃楼。因为没有统一的架构,即使系统里边有许多基础的功能、重复的模块,经过简单的抽象和拆解,沉淀出一系列可供不同功能复用的基础能力,如此一来,既节约了重复开发的时间成本,也为以后统一修改提供了便利。但因为缺乏统一的架构设计,这样的美好愿景基本上无从落地。因此,设计优良的架构不仅仅是艺术品一般精美,而是具备实际的经济效益。

其次,更低的维护成本。按照软件工程的一般观点,一个系统的成本,三成是消耗在开发阶段,七成则是更为漫长的运维阶段,可见运维阶段的重要性。然而,在实际工作中却存在一个悖论。一般新项目开发阶段,很多工程师,尤其是初中级工程师往往只专注当前的开发阶段,对于更长远的维护期则几乎漠视,这样的短视行为往往会导致很多的技术方案缺乏生命力和韧性。同时,我们又经常听到另外一张声音,几乎是普遍且刺耳的,“这功能是谁开发的?”“这些的什么玩意儿”“这么乱怎么改?”……很多系统在维护阶段往往因为一个小功能导致大面积功能塌方,费时费力往往结果仍然是差强人意,以至于形成一个不成文的默契:开发新功能不要去动现有的东西开发新功能,不要去动现有的东西,重新做一套更稳妥。这样的场面几乎是时刻在上演,历历在目。因此,架构的重要性显得更加重要,因为他不仅可以让维护阶段变得友好而可靠,还可以延长系统的生命周期。

其次,更快速的迭代。理由跟上述基本一致,因为结构清晰,井然有序,开发过程中可以减少不必要的返工和消耗,还可以沉淀可复用的能力,自然可以加速迭代开发。此外,维护阶段少了大面积塌方,一个改动只需要改动一处而不用到处搜索,自然也更加确切。

其次,更可靠的质量。因为结构清晰,各层和各模块尽可能的职责单一各层和各模块尽可能地职责单一,通过组装和编排实现业务逻辑的串联。修改的时候,往往也只需要在一个地方统一处理,避免遗忘;同时,也不担心不相关的依赖导致预料之外的副作用产生。

最后,系统具备更长的生命周期。因为架构得当,系统维护起来比较友好,可以延缓进入“开发新功能,不要去动现有的东西,重新做一套更稳妥”这个阶段,一旦系统进入这个阶段,就意味着短时间内会滋生大量的重复实现,而且腐败速度会越发加速,最终导致系统架构混乱,无从下手,不得已另起炉灶,原系统也寿终正寝。

1.3.2 遵循统一的技术规范,便于实现强有力的技术管控

优良架构的另一个重要意义在于实现组织的“技术一体”宏伟蓝图。主要体现在以下几个方面。

首先,可以落实统一的技术规范。在企业中,往往存在着若干产研团队,分别承担不同产品的设计、开发和维护工作。因此,很容易出现不同产研团队在技术规范上各自为政,以至于政令不通的局面。因为规范不统一,可能导致对于基础设施、对于持续集成和持续交付有不同的要求,进一步导致成本升高。

其次,因为缺乏统一的架构,某些团队踩过的坑很可能其他团队也会再掉一次,难以达到统一规避的效果。

其次,如果缺乏统一的架构,各团队架构不一,可能导致团队间不经意彼此互设门槛。当某个团队接到新的紧急项目,亟需其他团队人力资源时,可能会因为架构不统一而增加不必要的熟悉成本。

最后,对于大型组织往往有着自己的中长期技术战略。而战略的落实离不开旗下各个产研团队的一致支持。设想一下,假设企业制定技术战略之一是“中台化”,这必然要求各个产研团队统一思想,在设计中打开格局,从全局着眼,沉淀和复用中台的能力。而要实现这样的战略目标,必然要求在统一架构,要么在研发过程中嵌入架构设计的环节,以及各个产研团队负责人组成的架构领导小组,共同实现在各个产品的架构管控,从而达成战略目标。否则,如果只是号召和宣导,缺乏统一的架构管控,那么要实现目标,无异于痴人说梦。

1.3.3 顶层设计实现组织的业务战略

优良的架构设计,除了有利于开发和维护,从企业宏观角度来看,更具备至关重要的作用。从企业角度来看,各个业务单元应当遵循统一的规划。譬如哪些部门是前台业务部门,他们的业务需要哪些中后台部门来协同支持,流转的逻辑和资料是什么,同理,他们的应用系统需要具备哪些功能,哪些是他们自己开发的,哪些功能又是直接调用其他部门的能力;同样的,对于中台部门,他们提供的能力需要支撑哪些场景,需要为哪些前台部门提供支持;后台部门又该如何支持前台部门和中台部门……如果没有站在企业角度进行高屋建瓴,对于小公司运作尚且可以招架,一旦企业规模攀升,多条业务线并行,势必会引发越来越多的混乱、重复建设、协同困难。

有了优良的架构设计,从业务角度,可以清晰地定义各个业务线的职责边界、协同流程、分工矩阵,然后可以各司其职,实现全企业一盘棋,畅通无阻。

从系统角度来看,配合业务架构,应用架构也井然有序,层次分明,与过往的千头万绪乱麻一般的状态不同,设计后的应用架构,即使应用系统再多,也表现出整体的一致性和秩序美。

从数据架构来看,数据有了规划好的流向和结构,也有了主次,即哪一类数据以哪个业务单元为基准,解决过去同一类数据出自多个业务部门且彼此无法相认的情况。通过一致性的数据架构,数据有了集中的存储空间,也有了统一的编码,要实现跨系统的融合连通,也变得水到渠成了。更重要的,数据可以成为支持经营决策的重要资源,进一步推进数字化的进程。

1.3.4 精心设计满足系统性能和安全性指标要求

架构设计的另外一个显而易见的作用,便是满足系统性能要求。回忆起工作上,很多次架构设计时我们纠结的是系统为了需要承载多少用户,日活跃用户数大概是多少,有没有发红包、秒杀等运营场景,峰值TPS/QPS大概是多少,响应时间需要控制在几秒之内,甚至一条记录大概多少字节,需要缓存的记录大概有多少条,缓存服务器的内存需要多大,数据库服务器的内存需要多大……

这些都是作为技术架构师最耳熟能详的日常工作内容。除此之外,作为一名称职的架构师,还需要对常见的中间件的基础参数有大概的了解。譬如机械硬盘的IOPS大概是多少?MySQL5.7部署在4核16G内存的Linux服务器上,TPS/QPS分别能去到多少?数据中心内网络延时是多少?跨数据中心的网络延时又是多少?有了这些基础数据,大家在做架构设计时心里自然大概有了轮廓。

除此之外,对于中间件的特性也是架构师们需要了然于胸的。譬如kafka消息队列的优缺点是什么,适用于哪些场景?诸如此类,都在指向一个结论,既要满足系统的性能要求,又离不开精心设计并严格落地的架构设计。这个时候的架构师,就好比是一位技术娴熟的能工巧匠,对于案头的各个工具和材料的禀赋了然于胸,并能够轻松驾驭。通过对目标的事前专业分析,得出基准数据,然后匠心独运,将案头的材料有机地组合起来,并实现互联互通,从而产出一件满足条件的制品。

我们很难想象,假设支撑双11活动的天猫系统,没有经过架构设计,而是一群开发工程师按照自己的理解,胡乱拼凑而成。我们同样难以想象,飞向九天的火箭控制系统,没有架构师的精心设计,而是开发工程师简单地按照需求实现功能即可,要知道要想遨游寰宇,所面临的不可控因素有多少。单说火箭上数以万计的零部件,哪一个坏了又该如何?如何保障火箭在飞行中不偏离轨道……我们再谈谈大家刚入行便开始学习的TCP协议吧。要支持联通全球各地的网络,何等巨大,这里交换机故障,那里网线老化,那里网络被攻击……真是一团乱麻。即使是在如此复杂且无法掌控的现实环境下,TCP协议仍然能够稳定地工作,并且保证结果的可靠性。如果没有精心的架构设计,你信吗?反正我是不信的。

同样的,与性能指标同样重要的还有安全指标。安全作为一门博大精深的学科,在数字时代的重要性越发彰显。一家企业即使业务如火如荼,但是安全上不及格,很可能万丈高楼被瞬间夷为平地。说轻一点,如果公司的业务和系统设计上,没有遵循法律法规的要求,轻一点被监管部门罚款并要求停业整改,重一点可能被起诉,客户逃离,企业负责人面临牢狱之灾。这些不是恐吓,而是真实发生的事情。鉴于安全如此之重,如果没有精心的架构设计和管控,全凭开发工程师的专业和认知觉悟,我想大部分企业负责人估计是无法安稳入睡的吧。 tnpRufSh/KiCxjPTBSqq1SV4m5RluqzBAZbEdRwSzB9G1S8suSV12zL7E81aipzS

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