软件架构设计-如何从框架设计到编码？

Posted 2021-04-10 从零开始学架构

架构师的系统架构图和实际的编码间还有比较大的距离，如何在两者之间建立桥梁，常用的是4+1架构视图和使用UML来描述系统的组成和行为。

4+1视图

什么是4+1视图？4+1中的“4”指的是：逻辑视图，开发视图，运行视图，部署视图，“1”指的是场景视图。前面4种图用于描述系统，场景图用于解释和验证这4种视图是否有效。如下图所示：

逻辑视图：主要用于描述功能需求，系统为最终的用户会提供什么样的服务。

运行视图：描述系统中的运行实体，包括线程和它们之间的关系及交互。它往往体现系统的非功能性需求方面，例如性能和可靠性。

开发视图：描述软件模块在开发环境中的组织情况。

部署视图：描述系统中的各部分是如何部署在实际的系统节点的。

场景视图：用例的实例可以称为场景，场景描述了4种视图中的元素是如何无缝协同工作的，它也描述了系统中对象和交互过程的关系。

UML语言

在编写代码之前，需要描述系统的功能，设计和模块的分布，类似建筑师使用房屋结构图用于描述房屋的设计，架构师需要通用的语言来描述系统，用于和其它工程师沟通，最常用的便是UML（Unified Modeling Language）。UML有多种图表，其中用得比较多的是用例图，类图，活动图，状态图，组件图，是架构设计中做领域建模的重要工具。

这几个图的特点是：

用例图：描述人们如何与系统交互。用例是捕获系统功能需求的技能，描述系统用户和系统本身的典型交互，提供系统如何被使用的说明。实际上写出文本用例往往比画出用例图更加重要，通过用例能够描述系统中的行为和预期结果，异常情况。

类图：从概念视角画类图，描述系统中的对象及其关系，也是建造严密的领域词汇表的好方法。类图是从框架设计到实际落地编码的最重要的桥梁之一。工程师疑惑在面向对象编程中，如何从逻辑图，运行图，部署图，开发视图落地到编码，类图便是重要一环。好的设计能够直接从类图生成代码。

活动图：能够展示组织的工作流，展示软件如何与人类活动交互，活动图能够为用例展示其上下文，以及复杂用例的工作细节。

状态图：如果一个概念有生命周期，有各种状态和改变状态的事件，状态图很有用，例如TCP连接随着接收不同的事件，在不同的状态间切换。

序列图：使用序列图能够弄清楚软件中发生了什么，以及发生的顺序。序列图中的模块对象可以是子系统，也可以是组件和类。