系统架构设计的一点思考

Posted 2021-04-11 月牙寂道长

系统化思维在以为的文章中，有提到过很多。总结为三个方面。

1、系统三要素：元素、元素之间的关系、元素功能。

2、宏观与微观

3、系统动力学

以上三点是我在2020年之前，在对系统化思维的一个认识。以及将这三点运用到软件系统架构中的思考。

简单过一遍：

在软件系统架构的设计中。运用系统化思维的三大特色，可以有这么一种设计方法：

元素层：每个元素是是原子、独立性的。只做着单一职能。体现的是系统化思维中的三要素之二，元素以及元素功能。

关系层：体现的是，多元素之间的关系，外加关系管理职能。体现的是系统化思维中的三要之二，元素之间的关系。

业务层：业务层，参与了多元素，多元素之间关系的逻辑流程以及状态处理。

业务展示层：链接业务层，并将其适配各种终端。

这是一个极其简单的利用系统化思维的三要素进行架构设计的方法。

再将系统范围扩大、或者复杂度提升。那么有两个角度可以去思考。

1、每一个元素，又可以由一个系统构成。

2、几个领域内的元素或系统构成一个独立系统，我们可以将其称为领域。

那么现在来分析下，这样的架构存在的一些性质：

复杂度

这里面有两个特性：

1、系统架构越往下，其稳定性要求就越高，这里的稳定性是指，元素特性、功能稳定固化。

2、系统架构越往上，其灵活性要求就越高，这里的灵活性是指，需求的多变、快速响应。

可以看到架构图中，从微观到宏观的角度，可以理解为，业务层的展现，其实就是由底层元素，多元素之间相互合作等形成的。

若我们在系统架构中，将元素进行改变：（增加属性、改变某个属性），其产生的复杂度是由下往上传递的。

底层元素的改变，往上一层一层的传递，其复杂的影响将是一个乘数的改变。

那么如何保证业务层的灵活性呢，灵活性可以由元素的组合，逻辑流程的多少来保证。当然，在多边的需求下，可以增加一些元素，增加的元素，可以更加的为上层提供多样性，也就是灵活性。

还有一种常见的架构

1、中间层，是一个抽象的固定层，可以理解为固定流程、固定接口层，承接的是上下两层

2、上层，对接的是一个业务方

3、下层，对接的是另一个业务方

这里就又牵涉到另外一个词叫抽象

抽象

抽象的结果是什么？抽象的结果就是，固化、稳定。不管是流程的固化，稳定。还是功能、属性的固化和稳定。都是抽象带来的好处。

具象

相对比抽象的词便是具象，具象的代表的是具体实例，不同的实例应该都有不用的特性。这就具备了，抽象的一部分，又具备了一个部分的个性。

什么地方，什么层，采用抽象（固化、稳定），什么地方，什么层采用灵活。

根本在于整个系统的需求，或者理解为整个产品的需求。

分析系统、产品需求，其中抽象在哪里？具象又在哪里？

以上架构层的设计，已经足以涵盖当下，绝大多数的软件系统架构设计。

但其是不是存在问题？问题是没有的，但是有复杂度问题没有解决。

哪来的复杂度？

虽然有做分层，也有说到稳定与灵活的两个属性。

但元素多，关系多，业务流程多，反应到系统层面来讲，就是整个系统的复杂度的提升。

在以往的解决方案中，有利用到领域，将大系统划分为领域。或者将一些领域干脆抽象成中台（其实，大多数情况下，一个xx中台，可以将其归结为某一个领域）

总结为在现有的架构下，从两个方向去解决：

1、减少元素，元素少了是不是复杂度就少了？

2、减少元素之间的联系。

领域的方案，其实就是采用了这种方式去将复杂度降低。

但本质上来说，并未解决系统的复杂度问题，只是做到了减少复杂度。

这个问题其实，一直都困扰着我。

幸运的是，其实在很多其他地方，早就已经有了解决方案。

可以见我的文章 

分布式与集中式

集中式与分布式

其两者的优点各不相同：

分布式：天然的与元素对应，其属性天然与功能固定、单一对应

集中式：天然的与业务逻辑、业务状态对应。

两者的处理优势非常的突出与明显。

这种模式在计算机领域里有很多的体现。

1、操作系统：对于操作系统来说，进程抽象成固定的，单一的行为。在用户层，有很多的进程。在中间层（接口层）所有的进程对于操作系统来说，展现的是固定化的一面。操作系统来说，其管理这些进程，是一个集中式的管理。

进程的流程与状态也都是固定化有限状态机。

2、k8s的调度：对于k8s来说，所有的任务抽象固定化成pod。而所有的pod对于k8s来说也都是固定化的。

这里面体现的两个方面：

固定化部分：通过抽象功能或属性。元素状态的有限状态的固定。

有了固定化部分，那么对于集中式管理来说，其只需要做的就是调度。

在文章  讲到的是另外部分，网络。

其中也体现了集中式与分布式的优势结合。

那么利用集中式与分布式的特性。

我预测下一代的系统架构，包括中台的的发展方向为：

在现有的系统架构中，将复杂的逻辑流程、状态管理，上升到业务层，做成编排管理。将元素层的逻辑链接完全去除。

这里面的好处在于：

1、利用集中式的管理方式，将实现集中式的统一管理，与元素的单一固定化功能。并去除掉元素之间的复杂状态和链接。

2、利用流程的定制化编排，实现业务流程的灵活性。将灵活性完全上升到业务层。

3、在一些固化的流程，可以输出一些通用性的通用方案。实现业务方一键接入。

最后：对于系统架构的认识，我认为，越来越应该上升到脱离计算机（语言，操作系统等）的束缚，放开思维。

以上只是简单的记录了下，自己的一些思考。由于篇幅，以及写作的仓促，并未有太多的详细描述。

若感兴趣，志同道合者，想深入探讨，可以加我微信。

龚浩华

月牙寂道长

qq：29185807

2020年05月05日02:28:02