軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

? ? ? ? 架構(gòu)設(shè)計(jì)是高層設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)決策之上的決策。它為決策引入的額外的約束，這種約束不產(chǎn)生立即可見的效果。

????????用一個(gè)例子來輔助我們的表述。比如你買了一間新房子，有5個(gè)房間，你的床放哪里？書柜放哪里？馬桶放哪里？微波爐放哪里？(允許先假定哪里都有下水管道之類的設(shè)施)

????????如果按眼前的決策，剛進(jìn)來的時(shí)候，哪里都能放。而且，這個(gè)判斷最快了。但等你在床旁邊安裝了一個(gè)馬桶。或者每個(gè)房間都安排了書柜，導(dǎo)致想放張大一點(diǎn)的床都放不下的時(shí)候，那就不由得感慨：早知道就……了。

????????那么提前決定買多大的房子，房子有多少房間，不同的房間是什么功能，就是架構(gòu)設(shè)計(jì)工作要做的工作了。

01

? ? ? 架構(gòu)工作呈現(xiàn)為約束。你搬一個(gè)微波爐進(jìn)來，看見有塊空地，你覺得就應(yīng)該放下來了，這毫無約束。但架構(gòu)工作會(huì)給你增加額外的約束——“你不能放這里，你必須放到那個(gè)貼著‘廚房’標(biāo)簽的的房間里”。所以架構(gòu)工作總是討人嫌，而且?guī)淼暮锰幦藗兛偸钦f“這本來就是這樣的”，因?yàn)檫@個(gè)微波爐本來就是他搬進(jìn)去的呀。

02

? ? ? 架構(gòu)工作在初期都表現(xiàn)為不是非做不可的樣子。就如同這個(gè)例子中，你買了300平的大房子，把你出租屋的那些破爛搬進(jìn)來，全扔雜物房就可以了，不需要“設(shè)計(jì)”。但如果你不“設(shè)計(jì)”，后面你的房子可能就一塌糊涂，沒法用。

? ? ? 架構(gòu)體現(xiàn)價(jià)值總出現(xiàn)在設(shè)計(jì)的后期，特別是所有的約束都被實(shí)施上來的時(shí)候。那時(shí)你會(huì)要求睡房里不要有潮濕的東西，書架旁邊不要有帶火的東西，電源線不能拉太遠(yuǎn)，洗衣機(jī)旁邊必須可以排水之類的要求了，這些要求會(huì)互相沖突。

03

? ? ??有效的架構(gòu)工作很難呈現(xiàn)出直接被外行看到的模式或表象。比如你找個(gè)神棍來給你的房子看風(fēng)水，他用羅盤給你看半天，要求你每個(gè)房間里放個(gè)馬桶，再養(yǎng)條金魚進(jìn)去，不僅給你增加約束，還表現(xiàn)的很專業(yè)的樣子，你也無法事后說他不對：“雖然你每天都要聞著臭味睡覺，但這給你增加財(cái)運(yùn)啊，你現(xiàn)在沒有住醫(yī)院，都是我給你擺的這個(gè)陣給你壓著的”。虛假的架構(gòu)師還喜歡用什么是自己做的來聲稱自己架構(gòu)做得好，這也只是騙外行，因?yàn)榧軜?gòu)好不好是看使用效果好不好(一定程度上表現(xiàn)為具體設(shè)計(jì)，特別是后期的具體設(shè)計(jì)和使用者自己的‘使用設(shè)計(jì)’是否容易做)，而不是架構(gòu)設(shè)計(jì)本身難不難，好不好看，多不多，好不好。

04

? ? ? 架構(gòu)無法被簡單評(píng)價(jià)，因?yàn)槊總€(gè)架構(gòu)的實(shí)施，都是獨(dú)一無二的。架構(gòu)也不是在選擇不出任何問題的路線，架構(gòu)只是在選擇出問題比較少的路線。不出問題對你來說可能就是應(yīng)該的，出了問題你都會(huì)說“早知道我就……”。你以為“你早知道就……”，其實(shí)你早那樣，別的地方就該出毛病了。其實(shí)，大部分時(shí)候，你的房子住得還可以，沒有出什么大問題，比起情況差不多的人來說還有些明顯的優(yōu)勢，你的架構(gòu)就可以了。只是大部分情況下，你也不會(huì)說架構(gòu)設(shè)計(jì)師的什么好話。現(xiàn)在新冠病毒肆虐，你說早該隔離了，但假定早隔離保證這個(gè)病毒沒有發(fā)作，你又該說當(dāng)初的實(shí)施者吃飽了撐的了。

05

? ? ? 架構(gòu)無法被細(xì)致化，細(xì)致化的架構(gòu)無法響應(yīng)變化，比如你提前決定每個(gè)家具擺放的位置，如果某個(gè)家具不能到貨，你就處理不了，你考慮所有可能的組合呢，這個(gè)工作量你無法承擔(dān)。所以，架構(gòu)不是一次性的工作，而是一個(gè)長期的過程，是一個(gè)設(shè)計(jì)，響應(yīng)，再設(shè)計(jì)，再響應(yīng)……的一個(gè)連續(xù)循環(huán)的過程。架構(gòu)設(shè)計(jì)不能著眼于眼前，也不能離開現(xiàn)實(shí)。很類似《道德經(jīng)》的一個(gè)表述：豫兮若冬涉川，猶兮若畏四鄰，儼兮其若客，渙兮若冰之將釋，孰兮其若樸，曠兮其若谷，渾兮其若濁。架構(gòu)遠(yuǎn)了不行，近了也不行。

06

? ? ? 架構(gòu)的工作很多都表現(xiàn)為不能一次成功，比如你為了裝修，在外墻會(huì)建腳手架，事后你會(huì)拆掉它，你不能說這是“浪費(fèi)時(shí)間”，架構(gòu)功能常常通過這種腳手架工作體現(xiàn)出來的。它不呈現(xiàn)你想象的純粹“指揮別人干活”的樣子。

07

? ? ? 架構(gòu)只能靠建模進(jìn)行邏輯驗(yàn)證，真正的驗(yàn)證只有實(shí)施的時(shí)候才知道。你單考慮水、電、通訊、家具的時(shí)候，可能邏輯是通的。但把它們放在一起，就不一定了，每個(gè)獨(dú)立的建模都有邊際效應(yīng)，這種邊際效應(yīng)會(huì)互相影響。

? ? ? 最后，架構(gòu)幾乎無法回頭，如果你一開始就沒有做架構(gòu)設(shè)計(jì)，房子里面的線拉得到處都是，每個(gè)房間都安排了一些排水設(shè)施之類的。或者你干脆買錯(cuò)了房子，這個(gè)位置根本沒有公交系統(tǒng)，你還沒車，你除了把房子賣掉重新找一間，你沒有任何辦法。

? ? ? 所以，架構(gòu)這種東西，就像雞湯，你說它沒用，沒有這種設(shè)計(jì)的時(shí)候，你就是老出問題，你覺得你“做了架構(gòu)設(shè)計(jì)”，這只是個(gè)名義，它也不保證你不出問題。

架構(gòu)設(shè)計(jì)的方法一般來自四個(gè)輸入：

01

? ? ? 架構(gòu)師在這個(gè)問題上的經(jīng)驗(yàn)。比如他以前干過很多次這個(gè)事情，每個(gè)家庭都是有廚房、臥室、衛(wèi)生間的，分開有好處，他在沒有任何約束的時(shí)候，都會(huì)制造這個(gè)約束，這也確實(shí)會(huì)帶來好處。因此，也不存在跨行業(yè)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，沒有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，哲學(xué)再好也不能成為架構(gòu)師(當(dāng)然，充神棍說不定可以)

02

? ? ? 高層邏輯建模。設(shè)計(jì)師會(huì)在一個(gè)很高的層次上構(gòu)造一些邏輯鏈，保證這個(gè)邏輯鏈?zhǔn)亲郧〉?#xff0c;先用這些邏輯鏈建立約束。比如他會(huì)先問：你住在這里是為了什么？為了孩子上學(xué)的方便？那么上班怎么辦？……這個(gè)邏輯通了，他才會(huì)討論是否買車，房子如何設(shè)計(jì)車庫書房這類的問題。

03

? ? ? 競爭對比。“別人怎么做的”，特別是“成功者是怎么做的”

04

? ? ? 反復(fù)的投資收益對比。設(shè)計(jì)師可能想的是一件事怎么做，而架構(gòu)師想的是這件事的成本是多少，是否有錢做，能否找別人做。架構(gòu)師還要觀察每波投資的時(shí)機(jī)，讓每波投資進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)候，都能成為架構(gòu)目標(biāo)的助力(“動(dòng)善時(shí)”)。所以成功的架構(gòu)過程幾乎不可能被復(fù)制，因?yàn)榧軜?gòu)過程是和外部輸入的時(shí)機(jī)緊密結(jié)合在一起的。房子要填一個(gè)小洞的時(shí)候，正好鄰居有一些沙子要扔，這個(gè)時(shí)機(jī)，你沒有準(zhǔn)備，就沒有辦法利用上。軟件更加是這樣，使用方的投資的時(shí)候，你不成熟不會(huì)用你，你成熟了你不需要它，你要做好一這個(gè)軟件，就要排布一個(gè)用戶機(jī)會(huì)計(jì)劃，靠這些用戶催熟你的軟件，這需要一個(gè)計(jì)較和設(shè)計(jì)。沒有應(yīng)用可以僅在實(shí)驗(yàn)室就成熟的。

另外

架構(gòu)設(shè)計(jì)還會(huì)引入一些其他策略！

? ? ? 比如“不為天下先”，每個(gè)架構(gòu)設(shè)計(jì)引入的約束，都會(huì)被要求找到一個(gè)“收益”，這樣雖然不能解釋為什么，但減少了約束，就為未來響應(yīng)變化增加了機(jī)會(huì))。比如有人建議，“所有房間都要裝排風(fēng)機(jī)”，加排風(fēng)機(jī)需要成本，但這個(gè)成本看不到收益，那么我們寧愿邏輯復(fù)雜一點(diǎn)，某些房間裝排風(fēng)機(jī)，某些房間不裝，某些房間開窗戶……我們也不能提前增加這個(gè)約束，這樣我們才能在后面根據(jù)需要決定裝排風(fēng)機(jī)，還是保持密封用來存儲(chǔ)東西之類的。“不為天下先”，是為未來增加需求留下余地。好的架構(gòu)師極其反感沒有收益的設(shè)計(jì)約束，而裝樣子的架構(gòu)師喜歡引入無效的約束來證明“我也干了活”。

? ? ? 等等······

? ? ? 說到底，架構(gòu)是在自由階段增加約束，把未來你有可能遇到的約束提前統(tǒng)一在一起，以保證你設(shè)計(jì)的后期減少約束。架構(gòu)師分析邏輯鏈總是不考慮“這是對的”，而是考慮“少了什么”。比如有人說，我在房間里放一張床，兩個(gè)衣柜，一盞燈，是不是就可以了？架構(gòu)師不考慮單獨(dú)的床，衣柜是不是可以，架構(gòu)師考慮的是總成本是多少，房間有多大，用來干什么，然后才決定一張床兩個(gè)衣柜是不是對的。所以它總是從邏輯的全集來考慮問題。也正因?yàn)檫@樣，架構(gòu)師比一般具體設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師更關(guān)注邊界和邊界上的需求和約束，因?yàn)橐粋€(gè)簡單的需求判斷的不同，就會(huì)帶來一個(gè)軟件架構(gòu)翻天覆地的變化。

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總結(jié)

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