架构漫谈：软件架构到底是要解决什么问题？

Posted 2022-11-26 吴士龙

本文是漫谈架构专栏的第六篇，作者继续沿着前几篇文章的思路，探讨了软件架构为什么要有软件架构，进而再去解释什么是软件架构。这和最近网上疯传的黄金圆环（Why-How-What）思路非常贴合。

前一篇文章简述了什么是软件。那么什么是软件架构呢？按照惯例，我们来看看是什么问题，是谁的问题。

要解决谁的问题？

如前所述，软件实际上就是把现实生活模拟到计算机中，并且软件是需要在计算机的硬件中运行起来的。要做到这一点需要解决两个问题：

一、业务问题

具体的现实生活状态下，没有软件的时候，所解决的问题的主体是谁，解决的是什么问题，是如何解决，如何运作的？

二、计算机问题

1.    如何把现实生活用软件来模拟？

2.    模拟出来的软件，需要哪些硬件设施才能够满足要求？ 并且当访问量越来越大的时候，软件能否支持硬件慢慢长大，性能线性扩展？

3.    因为硬件是可能会失效的，软件如何在硬件失效的情况下，仍然能够保证可用性，让用户能够不中断的访问软件提供的服务？

4.    怎么收集软件产生的数据，为下一阶段的工作提供依据？

分别是谁的问题呢？

1.   业务的owner需要提升业务的效率，降低业务的成本，这是动机。这个实际上就是业务的问题，所以一般软件开发的出发点就在这里。

2.   是软件工程师的问题，要解决业务owner把业务虚拟化的问题，并且要解决软件开发和运营的生命周期的问题。

分别有什么问题？

1.   业务问题的本质，是业务所服务的对象的利益问题，明白了这个，就很容易搞清业务的概念和组织方式。再次强调一下，有了软件，可以降低业务的成本，没有软件的情况下，业务是一样跑的。如果只是为了跟风要用软件，说不定反而提高了成本，这个是采用软件之前首先要先搞清楚的。我们经常说软件和技术是业务的enabler，实际就是把原来成本很高的降到到了很低的程度而已，并不是有了什么新的业务。另外软件也不是降低业务成本的唯一方式。

2.   为了能够让软件很好的跑起来，软件工程师必须理解业务所服务的对象，他们的利益所在，即业务问题。业务面对这些问题是如何分拆解决的？ 涉及到了哪些概念？ 这些概念分别解决了哪些哪些问题？ 我们不能自己按照自己的理解，用自己的一套概念体系来表述。如果这么做的话，会导致两个问题：

·        业务无法和我们交流，因为他们无法明白我们所自己创建的概念，所以他们无法确认我们的理解是否正确。

·        我们所表述的东西，并没有在实际生活中实践过，我们也不知道这些概念是否能够解决业务的问题。

3.   软件工程师还必须要考虑，用什么样的硬件把软件跑起来，怎样跑得好，跑得快，并且可以随着业务的流量逐渐的长大？

分析问题

对于2，在有限的时间下，软件工程师毫无疑问无法一个人去完成这么多事情，那么我们需要把所做的事情列出来，进行分析。

一、虚拟化业务需要完成这些事情：

1.   学习业务知识，认识业务所涉及的stakeholders的核心利益述求，以及业务是如何分拆满足这些利益述求，并通过怎样的组织架构完成整个组织的核心利益的，以及业务运作的流程，涉及到哪些概念，有哪些权利和责任等。

2.   通过对业务知识的学习，针对这些概念所对应的权利和责任以及组织架构，对业务进行建模，把并把建模的结果用编程语言实现。这是业务的模型，通常是现实生活中利益斗争的结果，是非常稳定的。

3.   学习业务所参与的stakeholder是如何和业务打交道，并完成每个人的权利和义务的，并通过编程语言，结合业务模型实现这些打交道的沟通通道。这部分是变化最频繁的，属于组合关系。明白了这一点，对后续的实现非常有帮助。

4.   如何把业务运行的结果，持久化，并通过合适的手段把持久化后的数据，在合适的时间合适的地点加载出来。这部分和基础设施有关，变化可能也会比较频繁。

二、代码如何运营，需要完成这些事情：

1.    需要多少硬件设备来满足访问的需求？

2.    代码要分成多少个组件部署到哪些硬件设备上？

3.    这些代码如何通过硬件设备互相连接在一起？

4.    当业务流量增大到超过一台机器的容量时，软件能否支持通过部署到新增机器上的方式，扩大对业务的支撑？

5.    当某台或某些硬件设备失效时，软件是否仍然能够不影响用户的访问。

6.    软件运行产生的数据，能否支持提取出来并加以分析，为下一轮的业务决策提供依据。

三、如果分成不同的角色来完成这些事情，就需要一个组织架构来组织代码的编写和运营，需要做哪些事情：

1.    完成一和二所列的这些事情，需要哪些角色参与？

2.    这些事情基本都需要顺序的发生，如何保证信息在不同角色的传递过程中不会有损失？ 或者说即使有损失，也能快速纠正？

3.    这些角色之间是如何协调，才能共同完成虚拟化业务的需求？

会生成哪些架构

如果业务足够简单，用户流量够小，时间要求也不急迫，那么一个人，一台机器就够了，这个时候一般不会去讨论架构的问题。当访问的流量越来越大，机器就会越来越多，代码的部署单元就会拆分的越来越多。

同样就会需要越来越多的人来完成拆分出来的越来越多的部署单元，甚至同一个部署单元也需要分拆为多人合作完成。但是我们需要注意到一点，整个的概念体系，或者说业务的建模不会有任何的变化，还是完成同样的这些事情。唯一的区别就是量越来越大，超过了单个人和单个机器的容量，不断地增长。这样就会导致以下的架构：

1.   当流量越来越大，我们就会发现，软件所部属的机器就会开始按照树状的结构开始分拆，就会形成硬件的部属架构。这就是为什么会形成部署的分层。

2.   为了把业务在软件中实现并落地，需要前端人员、业务代码人员、存储层等不同技巧的人同时工作，需要切分成代码的架构。这就是为什么会形成代码的分层，形成代码的架构。当然，当这些角色由一个人来完成的时候，不一定会有代码架构，往往会比较乱。

3.   当参与的人员越来越多，就会形成开发体系的组织架构。因为代码开发的过程是一个连续的过程，会用流程来吧不同的角色串联起来，这就是软件工程。

4.   为了完成业务的工作，需要识别出来业务架构和支撑业务的组织架构，以及业务运作的流程。这是被虚拟化的业务架构和组织架构，也需要体现在代码中，保持和现实生活中一致。

什么是软件架构

这就是软件比较复杂的地方，涉及到软件本身的业务体系，和所虚拟的业务体系。根据以上的分析，所生成的架构，究竟那些算是软件架构呢？

1.   软件因为流量增大而分拆成不同的运行单元，在不同的机器上部署所形成的架构，属于软件架构。

2.   每个运行单元为了让不同角色的人，比如前端，业务，数据存储等能够并行工作，所分成的代码架构，也属于软件架构。

所以当我们说软件架构的时候，我们一定要讲清楚，究竟说的是部署的架构，还是代码的架构。软件架构的落地，需要软件的组织架构和流程来保障，离开了这个，软件架构是一句空话。

另外很多人讲，架构是进化出来的。架构实际上是在量不断的增大，超过了单台服务器的容量，逐渐的分拆，同时导致超过单个人员的能力，工作人员不断的增多，工作内容不断的分拆形成的。这本身就是架构的意义所在。不管怎么分拆，所达到的目标没有任何变化，就是完成业务在计算机中的虚拟化。