阿里架構師分享丨Java架構設計的重點知識和學習路徑（建議收藏）

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學習架構呢，要掌握的東西有不少，你是否是開始擔憂本身一生都學不完呢？其實，咱們也不須要一會兒鋪開學習全部的架構技能，重要的是把控好學習的節奏，在適當的時間學習適當的內容，咱們能夠結合實際工做，一步步地成長。因此今天這一講，我想給你提供一些架構學習的重點方向和路徑建議。

架構原則彙總

在技術架構篇，我針對系統的高可用、高性能、可伸縮和低成本，給你介紹了不少的架構設計原則，不一樣的原則對應着不一樣的目標，這裏我把這些架構原則和目標彙總成一個表格，來幫助你更直觀地瞭解它們。

限於篇幅，這裏我挑選幾個原則來重點說下：

可回滾 / 可禁用

• 可回滾原則確保了系統能夠向後兼容，當系統升級出現問題的時候，咱們能夠回滾到舊版本，保證系統始終可用。不過有些時候，系統回滾很困難。舉個例子，若是數據庫的新舊錶結構差別很大，除了回滾代碼，咱們還要回滾數據庫，這樣操做起來每每須要很長時間，系統的可回滾性就比較差。因此在設計時，咱們要儘可能考慮數據庫修改和代碼的兼容性，並提早作好系統回滾的預案。
• 可禁用原則要求咱們提供功能是否可用的配置，在系統出現故障時，咱們可以快速下線相應的功能。好比說，新的商品推薦算法有問題，咱們能夠經過程序開關禁用這個功能。

使用成熟技術

• 做爲開發人員，咱們都很想嘗試新技術，但咱們知道，新的技術尚未通過充分的驗證，它每每會存在不少隱藏的 Bug。
• 因此，做爲架構師，咱們在作方案設計的時候，一方面，要從系統的穩定性出發，儘可能選擇成熟的技術，避免由於新技術的坑而致使系統可用性出現問題；另外一方面，選擇成熟的技術也意味着選擇了團隊熟悉的技術，這樣學習成本低，落地快。

使用同質化硬件

• 咱們在作硬件選型的時候，要儘可能選擇相同的硬件和相同的配置。
• 好比說，對於服務器，咱們選擇一樣的 CPU 和內存配置，以及一樣的操做系統版本，這樣咱們更容易經過統一的自動化腳本，對節點進行配置，對系統作水平擴展時也會更加容易。

架構落地過程

這些架構原則都是咱們要深刻理解，而且在實踐中要逐漸運用和掌握的。那麼下面，我就帶你來了解一下架構的具體落地過程，幫助你更好地理解架構師的職責和技能要求。

簡單地說，架構師的職責就是負責設計架構，並跟蹤架構的實施過程，解決過程當中出現的疑難問題，確保架構順利落地。在以前的文章中介紹過架構師的能力模型，好比抽象思惟、平衡取捨、溝通能力等等。接下來，我就結合架構的落地過程和架構師的能力模型，來具體說下架構師是如何開展工做的。

架構師的工做從接到項目需求，或者從本身主動識別系統當前的問題開始，TA 的工做過程能夠分爲三個大階段。

首先，架構師要和產品經理或者業務人員溝通，瞭解業務；和開發人員溝通，瞭解系統。瞭解完系統和業務後，架構師接下來就要設計具體的方案，方案設計要分三步走：

• 首先，架構師針對業務需求，分解相應功能到現有的各個系統，把系統的各個部分串起來，這個初版的方案至少要可以在表面上解決當前的問題，這樣就造成一個草根的方案。
• 而後，架構師要進一步深刻思考業務的本質，對現有的草根方案進行昇華，好比說，經過抽象，讓方案更加通用，能夠解決多個相似的或潛在的業務需求，這樣，草根的方案就變成了一個高大上的方案，這裏很考驗架構師的透過問題看本質和抽象總結的能力，
• 接下來，基於現有的各項約束，好比時間、資金和人員技術能力等因素，架構師要對方案進行簡化，把高大上的方案變成一個接地氣的方案，以最小的代價實現最大的價值，這裏很考驗架構師的平衡取捨能力。

方案設計好以後，最後還要進行宣講，架構師須要說服相關的人員接受方案，而且在後續的方案執行中，負責跟蹤架構的落地，若是過程當中有疑難問題，架構師還要協助解決。

因此，咱們能夠看到，架構師在設計方案時，會有一個反覆迭代的過程，最終才能獲得一個簡約而不簡單的方案。而且在方案設計的先後，架構師還須要和大量的人員進行溝通，這些都須要架構師具有寬廣的知識面和良好的溝通能力。

架構師知識結構

那麼，架構師都須要掌握哪些具體的技能呢？這裏我給你提供了一個簡化的架構師技能圖譜，能夠幫助你按部就班地學習這些架構技能。

首先，做爲架構師，咱們須要瞭解計算機硬件和操做系統的相關知識，它們是負責具體幹活的，若是對它們有深刻的瞭解，咱們就能知道系統底層是怎麼執行的，在作具體設計的時候，咱們也就能夠作各類優化。好比說，在設計 RPC 通信框架時，咱們能夠經過 IO 多路複用和內存零拷貝技術，來提高服務端併發處理請求的能力。

在這之上就是具體技術相關的內容，從淺到深能夠分爲三個部分：

• 第一部分是開發相關的基本知識，好比數據結構和算法、具體的開發語言、經常使用的設計模式以及開發框架等等，這樣你就具有了基本的開發能力。
• 第二部分是各類中間件知識，經常使用的中間件包括數據庫、緩存、消息系統、微服務框架等等，對於這些核心中間件，咱們不但要了解具體的用法，還要深刻理解它們的適用場景。這樣你就能寫出高效健壯的代碼，可以獨立承擔一個子系統的開發。
• 繼續往下深刻，你還要學習分佈式系統相關的知識，包括底層網絡和分佈式通訊技術，這樣你就能夠了解系統是怎麼鏈接在一塊兒的。除此以外，你還要了解一些周邊的系統，好比大數據平臺、運維監控系統、接入系統等等，這樣，你就能夠了解系統端到端的運行過程，從技術架構上保證系統的穩定可用。

掌握了這些技術能力以後，你就能夠逐漸往全面的架構師發展了。好比說，你能夠結合業務，來設計應用體系，包括數據模型和服務設計；你能夠了解各類應用架構模型，知道它們的優缺點和適用場景，可以定義一個良好的應用依賴關係。

再往上，就是成爲業務領域專家。在這個階段，你已經知道如何經過業務拆分，實現業務之間的解耦；如何經過業務抽象，實現業務的擴展和重用。

到最後，你已經對各類架構設計的目標和架構原則都很是瞭解了，知道面對一個具體的問題，大體都有哪些解決的手段；而後，通過大量的實踐，你可以把技術架構、應用架構、業務架構融會貫通，並針對具體狀況，對架構的各個目標作良好的平衡。固然，做爲架構師，你還要和一系列的人員打交道，這時候就須要你培養更多的軟技能，能把複雜的架構問題以簡單的方式表達出來。

架構師成長路徑

如今，你已經清楚了做爲一個架構師，TA 須要具有什麼樣的知識結構。若是你想成爲一名架構師，在不一樣的成長階段，你還須要學習不一樣的內容。這裏，我以 Java 爲例，進一步給出學習的重點內容，給你提供更具體的參考。

第一個階段是初級開發階段。

在這個階段，你須要深刻學習數據結構和算法，而且必定要深刻掌握單體應用的分層架構，由於這是架構設計的基礎。

另外，對 JDK 的一些核心類，你不能僅僅停留在使用層面，而是要深刻研讀源代碼，瞭解它的內部設計。這樣你就知道如何開發一個高效的程序，如何進行各類代碼級的調優。

第二個階段是高級開發階段。

首先，你須要很是瞭解設計模式，每一個設計模式均可以看作是一個小型的架構設計，這裏面有很好的設計原則和抽象思惟，你在作系統設計時能夠借鑑它們。

而後，你須要很是瞭解核心的中間件，包括 DB、微服務框架、緩存和消息系統，要清楚地瞭解它們的適用場景（好比消息系統的削峯、解耦和異步），知道如何對它們進行調優，以及瞭解它們都有哪些常見的坑等等，核心中間件是咱們作技術選型的基礎。

同時，你要深刻掌握數據庫設計和服務接口設計，瞭解它們的最佳設計實踐，它們承載了系統核心的業務數據和業務邏輯。

最後，你須要進一步研讀源碼，源碼是活的教材，它包含了大量實用的設計原則和技巧。這裏我建議你選擇一些開源的開發框架和 RPC 通訊框架，去深刻了解它們內部的實現原理，好比 Spring 和 Netty。

第三個階段是架構師階段，成爲技術專家。

首先，你須要深刻了解網絡通訊，好比說網絡分層和 HTTP/TCP 協議，還有各類常見的RPC 通信框架，瞭解它們的特性和適用場景，這樣你在設計分佈式系統時，就可以進行合理的技術選型。

而後是瞭解底層系統，包括 JVM、操做系統和硬件原理，再往上延伸到系統的接入部分，瞭解常見的負載均衡特性和用法，這樣你能夠對總體的系統有個透徹的瞭解，把各個環節能夠很好地銜接起來。這裏，我特別建議你去讀下 Java 和 JVM 的規格說明書，瞭解 Java 的底層設計。

最後，你須要熟練掌握各類設計工具和方法論，好比領域驅動設計和 UML，瞭解經常使用的架構設計原則，這樣你就可以結合業務，選擇合適的應用架構和技術架構並進行落地。在這一階段，對你總的要求就是可以從端到端的角度進行業務分析和系統設計。

第四階段是大師階段。

在這個階段，你須要對架構的各個目標都很是瞭解，除了業務系統設計，你還要對運維和監控有深刻的認知。同時，你須要瞭解業界的架構實踐，跟蹤技術的發展趨勢，若是出來一項新技術，你能夠比較準確地對它進行定位，把它歸入到本身的能力體系當中。

另外，在這個階段，你也已經經過大量的實踐，培養了很好的軟技能，好比溝通能力、項目管理能力等等。那麼最後，你就能作到技術和業務的融會貫通，能夠平衡各類架構目標，設計很是實用和接地氣的架構，並保障它的順利落地。

架構師境界

你能夠發現，架構師的能力是一個逐漸提高的過程，若是從架構師的境界來看，由淺到深能夠分爲四層：第一層看山不是山，第二層看山是山，第三層看山不是山，第四層看山是山。

這是一個螺旋式上升的過程，那麼它到底是什麼意思呢？

剛接手項目的時候，你對業務還不太瞭解，常常會被業務方冒出的術語弄得一愣一愣的，若是把現有問題比做山，那就是橫當作嶺側成峯，你根本摸不透，此時看山不是山。

通過業務梳理和深刻了解系統之後，你可以設計出一個簡單的方案，把各個系統串起來，能解決當前的問題，對當前的這個「山」可以看清楚全貌，此時就作到了看山是山。但這樣的方案每每設計不夠，只能解決表面問題，碰到其它相似問題或者問題稍微變形，系統還須要從新開發。

經過進一步抽象，你可以發現問題的本質，明白了原來這個問題是共性的，後續還會有不少相似的問題。而後你就對設計進行總結和昇華，獲得一個通用的方案，它不光能解決當前的問題，還能夠解決潛在的問題。此時，你看到的已是問題的本質，看山不是山。但這樣的方案每每會過分設計，太追求通用化，會創造出過多的抽象概念，理解和實現起來都特別困難，過猶不及。

最後回到問題自己，你可以去除過分的抽象，給出的設計簡潔明瞭，增之一分嫌肥，減之一分嫌瘦，既能解決當前的問題，又保留了必定的擴展能力，此時問題仍是那個問題，山仍是那個山。這樣的方案在瞭解問題本質的基礎上，同時考慮到了現狀，評估了將來，很少作，很多作。

你能夠對照這四個境界，來評估你當前的架構能力，不斷地提高對本身的要求。

總結

本文彙總了常見的技術架構設計原則，它們都是實踐的總結，你在作架構設計時，能夠參考這些原則，在項目中採起相應的手段來實現架構目標。值得注意的是，在作具體的架構設計時，你須要對設計進行反覆迭代，才能最終獲得一個高性價比的方案。

針對架構師的成長，我也給你提供了相應的知識結構和可行的進階之路，但願你可以一步步成長，最終實現本身的理想。

讀萬卷書，行萬里路。架構師的成長尤爲如此，架構沒有速成之路，咱們先要「讀萬卷書」，學習各類架構須要的技能，而後「行萬里路」，經過大量的實踐把架構知識變成架構能力。