林仕鼎談架構設計與架構師

講師秀之7：林仕鼎談架構設計與架構師-CSDN.NET

林仕鼎談架構設計與架構師

架構師林仕鼎百度雲計算大會第五屆雲計算大會講師秀

摘要：他自稱「西二旗跨界架構師」，官方身份是百度大數據首席架構師，他喜歡在微博和博客上討論技術、詩歌和社會熱點，他就是林仕鼎。他不斷地對架構師這份工做作着總結。

【CSDN綜合】林仕鼎自稱是個「喜歡釐清概念的人」，在他的博客、CSDN舉行的TUP活動中以及QCon中一次一次進行了剖析。

林仕鼎在博客中寫道，系統架構是一個工程和研究相結合的領域，既注重實踐又依賴理論指導，入門容易但精通很難，有時候還要講點悟性，很具備「僞科學」的特徵。要在此領域進階，除了要不斷設計並搭建實際系統，也要注意方法論和設計理念的學習和提煉。對於工程師來講，到必定階段後每每會遇到成長瓶頸。要突破此瓶頸，須要在所屬技術領域更深刻學習，瞭解本領域的問題本質、方法論與設計理念、發展歷史等。

架構 (architecture) 這個概念確實很差定義。首先，它很虛，不像代碼能夠用源文件「自證」。其次，它很泛，好像跟什麼都相關，開發、測試、部署甚至運營等各階段都有其影子。而後，它好像還在變，在計算機發展的各個階段（Mainframe/PC/Cloud）都感受不太同樣。並且，在不一樣的領域也都有不一樣的反映。

因此，一千我的心中有一千個哈姆雷特，一千個工程師眼裏也能有一千種架構。以建築爲例，設計師想方案，建築師出圖紙，工人施工同時項目管理貫穿始終，那圖紙就是架構。若是說到烤鴨，骨頭和肉是代碼，鴨架子就是架構，而過程管理將其變成烤鴨。

若是要更正式點定義，架構就是model和pattern，從而把code串成system。而其中最重要的就是design principles (設計原則），即爲何這個問題要用這個而非那個。更文藝點，再結合點美學，也能夠叫做design philosophy (設計哲學或理念)。

而後咱們來看什麼是model和pattern，這兩個具體的定義我還沒想出來。先說一下比較，model偏宏觀，而pattern偏微觀；model重抽象描述，而pattern重具體實現。好比，你的系統有一個服務端和一個客戶端，那麼client/server就是model，而client與server之間的交互方式則是pattern，好比RPC/message、同步/異步，好比用滑動窗口來組織請求與應答等等。固然，這和系統的尺度有關。若是你zoom in到服務端，此時的model可能就是模塊的組織關係，而pattern則是調用方式，好比用function call仍是event等。

具體到領域上，我以爲主要有三類架構問題（不包括硬件）：

• 軟件架構，其典型用例是企業級軟件，經過合理的功能抽象，提取出公共組件和通用流程，進行最大化的功能複用 (reuse)。我稱其爲軟件的可維護性問題。

• 系統架構，其巔峯是OS，重點是解決資源的分配與複用 (multiplexing)。

• 大規模分佈式架構，主要應用在Cloud中，重點是大規模系統的資源整合、快速交付和運維問題。

那爲何架構會很泛又多變呢？這就牽扯到開發過程了。咱們再引入一個方法論 (methodology) 的概念。傳統軟件工程那一套沒必要說了，互聯網服務經常使用迭代式的開發方法 (如今又叫敏捷)，這就是方法論。我我的的作法一般有三種：divide and conquer，modeling and iterate，back-of-envelop calculation and simulation，按問題的規模、難易程度、熟悉程度、項目的組織方式等等選擇不一樣作法。

存儲和分佈式

林仕鼎認爲程序組織很是重要，對於存儲這部分來講，它須要考慮包括結構、數據特色、訪問模式、接口性質四大方面的問題。林仕鼎對這四大方面的問題做了詳細闡述，指出每個問題都面臨若干選擇，好比結構問題就有：File、Object、Table的選擇，而後在一樣一個結構中，還要面臨是實時讀寫、批量寫實時讀之類的訪問模式的選擇，接下來不一樣訪問模式對系統帶來的影響，數據大小的分佈、佈局等。林仕鼎表示，正是由於有這麼多因素的影響，致使開發者在設計系統時，必須要考慮不少方面。只有在全面掌握這些信息的狀況下，才能設計出符合實際要求的系統。

存儲帶來的一些矛盾包括：延遲與吞吐、隨機與順序、規模與實時性。通常來講，系統的規模越大，實時性的保證難度也就越大。要化解矛盾，須要在包括B＋tree、Log-based兩類模型建設的基礎上作到弱化需求、發掘局部性、組合模型。

在談到分佈式時，林仕鼎表示其實分佈式的目標很簡單，只有兩個：擴容和容錯。要實現這些目標須要採用Partition和Replication兩種方法，而協議設計、調試是難點。

服務架構和計算模型

在進行系統設計時，全部系統都會面臨一個極限值，即在給定系統資源狀況下，所能提供的最大請求數，這裏須要作一個特別設計，以防請求數突破極限值。若是沒有做特別設計，在極端狀況下，吞吐量超過一個點，那整個系統將崩潰。

服務架構的目標包括系統的高吞吐能力和在極限壓力下的穩定輸出。要實現這兩個目標離不開服務架構的兩類模型：屬於基本類型的threadpool + queue和屬於複雜類型的event-driven。爲了保證整個系統的穩定性，還須要注意：減少資源分配粒度並主動調度、Flow Control、負載反饋，Throttling和延遲截斷這四個方面。

計算模型包含不少不一樣特色，通常來說分爲三類：數據密集型、計算密集型、通信密集型（即傳統HPC）。林仕鼎表示，首先要分析系統的特色，找到適合的模型。

架構師的三板斧

林仕鼎認爲，在不少狀況下，在怎麼作系統、服務、數據倉庫等問題上，開發者面臨的具體問題都千差萬別。此時，須要創建一些模型，或者有比較好的實踐原則。做爲一個架構師，首先是要很是深刻地瞭解本身的業務，再根據業務特色運用一些現行作法。林仁鼎總結了「架構師三板斧」，做爲本次演講總結與各位分享。

架構師三板斧內容以下：

• 看清需求：Tradeoff、沒法知足全部需求、無須同等對待全部需求、發現根本需求、抽象、降維、瞭解需求隨時間的變化、選擇方法、把握節奏。

• 選擇方法：測算 -> 模擬 -> 實現、分解 vs 迭代、設計模式。

• 把握節奏：目標與可達路徑、按期產出。

林仕鼎認爲在Cloud時代，架構可歸結爲三點：軟件架構和開發過程支持快速迭代，系統架構與分佈式架構支持大規模用戶和數據分析，而後由數據分析驅動迭代。

在第五屆雲計算大會上，林仕鼎將出席，歡迎到現場與他交流。（綜合/    包研 審校/仲浩）