架構設計："4+1"視圖

概念

「4+1」視圖，是指從5個不一樣視角來描述軟件體系結構。
「4+1」分別指：

1. 邏輯視圖
2. 過程視圖
3. 物理視圖
4. 開發視圖
5. 場景/用例 視圖

邏輯架構的描述能夠圍繞前四個視圖進行組織，而後結合用例或場景進行說明，造成第五個視圖。

每一個視圖只關心繫統的一個側面，5個視圖結合起來，才能反映系統的所有內容。

關於視圖

軟件設計能夠從不一樣的概念角度進行描述和記錄，這些角度一般被稱爲視圖。

「視圖表示軟件體系結構的一部分，它顯示軟件系統的特定屬性」

不一樣的視圖涉及與軟件相關的不一樣問題。

總之，軟件設計是由設計過程產生的多方面的產物，一般由相對獨立的正交視圖組成，能夠結合建築視圖理解。

邏輯視圖

當使用面向對象的設計方法時，邏輯視圖對應設計的對象模型，經常使用描述方法有UML類圖、E-R圖。

邏輯架構主要支持功能需求，即系統應該爲用戶提供什麼樣的服務。
系統被分解成一組關鍵抽象，以對象或對象類的形式從問題中表述。

類的設計遵循抽象、封裝和繼承的原則，這種分解不只是爲了進行功能分析，也是爲了理清系統各個部分的通用機制和設計元素。

過程視圖

過程架構關注設計的併發和同步方面，考慮了一些非功能性需求，好比性能和可用性。
過程視圖能夠在幾個抽象層次上進行描述，每一個抽象層次處理不一樣的關注點：

• 在最高層次上關注進程，進程分佈在由LAN或WAN鏈接的一組硬件資源上，做爲一組獨立執行的通訊程序邏輯網絡。
• 多個邏輯網絡能夠同時存在，共享相同的物理資源。

主要任務是經過一組定義良好的任務間通訊機制進行通訊：基於同步和異步消息的通訊服務、遠程過程調用、事件廣播等。

次要任務是能夠經過集合或共享內存進行通訊，避免重大任務在同一過程或處理節點上進行配置假設。

物理視圖

物理視圖描述軟件到硬件的映射，主要反映在分佈式方面。

物理架構主要考慮系統的非功能性需求，如可用性、可靠性（容錯性）、性能（吞吐量）和可擴展性。

常見物理配置：

• 測試
• 爲不一樣站點或不一樣客戶部署系統

開發視圖

開發視圖描述軟件在其開發環境中的靜態組織。

開發架構的重點：

• 對軟件開發環境中實際軟件模塊進行組織
• 將軟件打包成小的程序庫，或者打包成能夠由一個或少許開發人員開發的子系統

系統的開發架構由模塊和子系統圖表示，表示成「導出」和「導入」關係。只有當軟件的全部元素都被識別以後，才能描述完整的開發架構。

在很大程度上，開發架構考慮發展的便利性、軟件管理、重用或通用性，以及工具集或編程語言施加的約束。

開發視圖是需求分配的基礎，便於開發團隊分配工做，有助於成本評估和提早計劃、監控項目進度、軟件重用、可移植性和安全性的推理。經過開發視圖，容易得出項目開發人員的分工配置。

實際應用中，開發視圖會在邏輯視圖的基礎上增長大量內容，好比大量接口、輔助類等。

場景/用例 視圖

架構的描述決策能夠圍繞前四個視圖進行組織，而後由一些選定的用例或場景（成爲第五個視圖）進行說明。

其餘四個視圖中的元素，能夠經過一些重要的場景或用例進行更好的展現，好比：

• 構造更符合用例的實例
• 描述一些關聯腳本，如對象之間或進程之間的交互

總結

並不是全部的軟件架構都須要完整的「4+1」視圖。

無用的視圖能夠從架構描述中省略，例如：

• 若是隻有一個處理器，則不須要物理視圖
• 若是隻有一個進程或程序，則不須要進程視圖
• 對於很是小的系統，有可能邏輯視圖和開發視圖很是類似，不須要單獨描述

場景視圖在任何狀況下都有用。