系統架構

1、基本概念

系統架構 = 業務架構 + 軟件架構

業務架構
從業務需求的角度出發，理清物理結構圖和邏輯結構圖，劃分出每一個子模塊。肯定爲何要這麼劃分，各個子模塊之間如何交互，每一個子模塊具備哪些接口。

軟件架構
從解決技術上討論採用什麼樣的技術，如何分層，採用哪些好的技術特性，採用這些技術特性會爲咱們的工做帶來哪些好處，爲何要這麼作。

2、架構目標

1. 可靠性

系統可靠性通常是指在規定的時間內和規定的工況下，系統完成規定功能的能力/機率。

軟件差錯是軟件開發各階段潛入的人爲錯誤。

1. 需求錯誤。 如用戶提出的需求不完整，用戶需求的變動未及時消化，軟件開發者和用戶對需求的理解不一致等。
2. 設計錯誤。 如處理的結構和算法錯誤，缺少對特殊狀況和錯誤處理的考慮等。
3. 編碼錯誤。 如語法錯誤，變量初始化錯誤等。
4. 測試錯誤。 如數據準備錯誤，測試用例錯誤等。
5. 文檔錯誤。 如文檔不齊全，文檔相關內容不一致，文檔版本不一致，缺少完整性等。

2. 安全性

計算機系統安全性包含兩部份內容：一是保證系統正常運行，避免各類非故意的錯誤與損壞；二是防止系統及數據被非法利用或破壞。

因爲應用系統中可能涉及資金、客戶信息等重要、敏感的數據，爲此需採起有效的手段確保應用系統安全。

• 嚴禁原則
• 必須原則
• 儘量原則

3. 可伸縮性

軟件必須可以在用戶的使用率、用戶的數目增長很快的狀況下，保持合理的性能。只有這樣，才能適應用戶市場擴展的可能性。

4. 可擴展性

在新技術出現的時候，一個軟件系統應該當容許導入新技術，從而對現有系統進行功能和性能的擴展。

5. 可定製化

一樣的一套軟件，能夠根據客戶羣的不一樣和市場需求的變化進行調整。

6. 可維護性

軟件系統的維護包括兩方面：一是排除現有的錯誤，二是將新的軟件需求反映到現有系統中去。一個易於維護的系統能夠有效地下降技術支持的花費。

7. 客戶體驗

軟件系統必須易於使用。

8. 市場時機

軟件用戶要面臨同行競爭，軟件提供商也要面臨同行競爭。以最快的熟讀爭奪市場先機很是重要。

3、常見軟件架構模式

1. 分層模式

該模式用於構建可分解爲多組子任務的程序，每一個子任務都在某個抽象層，每一個層對上一個更高層提供服務。

通常信息系統中最多見的4層體系以下

• 表示層（也叫 UI 層）
• 應用層（也叫服務層）
• 業務邏輯層（也叫領域層）
• 數據訪問層（也叫持久層）

應用場景

• 通常桌面程序
• 電子商務網頁程序
• TCP/IP 協議棧

2. 客戶端-服務器模式

該模式也叫C/S模式，由兩部分構成：單個服務器和多個客戶端。服務器組件對多個客戶端組件提供服務。客戶端向服務器請求服務，服務端提供對應服務給這些客戶端。此外，服務器端繼續監聽客戶端請求。

應用場景

• 在線應用，好比電子郵件、文檔分享和銀行業務
• 軟件升級系統

3. 主從模式

該模式由兩部分構成：主節點和多個子節點。主節點組件向多個獨立的從節點組件分派任務，並根據從節點返回結果計算出最終結果。

應用場景

• 數據庫複製，主數據庫被視爲權威來源並同步到從數據庫
• 鏈接到計算系統的外圍設備（主從驅動）
• 負載均衡系統（我的理解）

4. 管道-過濾器模式

該模式用於構建生產和處理數據流的系統。每一個處理步驟封裝在一個過濾組件中。待處理的數據被傳送到管道之中，這些管道可用於緩衝或者同步。

應用場景

• 編譯器，鏈接的過濾器執行詞義分析，語法分析，語義分析和代碼生成
• 生物資料學科的工做流
• Gstreamer、DirectMusic

5. 代理模式

該模式用於構建組件解耦的分佈式系統。這些組件經過遠程調用彼此交互。代理組件負責多個組建的通訊協調，服務器向代理公開他們的功能（服務和特性）；客戶端從代理中獲取服務，而後代理重定向客戶端到註冊服務庫中一個合適的服務。

應用場景

• 消息隊列軟件，好比 Apache ActiveMQ、Apache Kafka、RabbitMQ 和 JBoss Messaging

6. 點對點模式

該模式中各獨立組件都叫對等點。對等點既能夠做爲客戶端從其餘對等點獲取服務，也可做爲服務端向其餘對等點提供服務。對等點可做爲客戶端、或者服務端、或者二者，而且在不一樣時間切換角色。

應用場景

• 文件分享網絡，好比 Gnutella、G二、電驢、迅雷
• 多媒體協議，好比 P2PTV 和 PDTP
• 私媒體程序，好比 Spotify

7. 事件總線模式

該模式主要處理事件，有4個主要組件：事件源、事件監聽器、頻道和事件總線。事件源發佈消息到事件總線上的某個頻道，監聽器訂閱某個頻道，並得知在已訂閱頻道中發佈的消息。

應用場景

• Android 開發
• 通知服務
• DBus

模型-視圖-控制器模式

該模式也叫 MVC 模式，劃分交互程序爲3個部分：模型-包含核心功能和數據，視圖-顯示信息給用戶（多個視圖可被定義），控制器-處理用戶輸入。它經過分割用戶信息的內部陳述和呈現、接受方式來實現，解耦組件並容許高效的代碼複用。

應用場景

• 主流編程語言的萬維網程序架構
• 網頁框架，好比 Django 和 Rails
• 最經典的莫過於 MFC

9. 黑板模式

該模式對沒有肯定性方案策略的問題頗有用。黑板模式由三個主要組件構成：黑板-包含解決空間對象的結構化全局內存，知識源-擁有自表示的專門模塊，控制組件-選擇、配置和執行模塊。全部組件均可訪問黑板，可生成新的數據對象並添加到黑板中。在黑板中，可根據已有知識源的匹配規則，尋找某些類型的數據。

應用場景

• 語音識別
• 車輛識別和跟蹤
• 蛋白質結構鑑定
• 聲納信號解釋

10. 解釋器模式

該模式用於設計解釋特定語言編寫的程序的組件。該組件主要指定怎麼去評估程序代碼行，也就是所謂的用某種語言寫的語句或者表達式，基本點在於給語言符號分類。

應用場景

• 數據庫查詢語言，好比 SQL
• 用於描述通訊協議的語言

4、中英文對照表

中文	英文
架構	Architecture
架構師	Software architect
可靠性	Reliable
安全性	Secure
可伸縮性	Scalable
可定製化	Customizable
可擴展性	Extensible
可維護性	Maintainable
客戶體驗	Customer Experience
市場時機	Time to Market

5、參考連接

• 軟件架構
• 概述10種常見軟件架構模式
• 你知道什麼是系統架構嗎
• 應用系統設計之安全性原則
• 系統架構=業務架構+軟件架構