软件架构是一门学科,开始于 20 世纪 70 年代。面对不断增加的复杂性和开发复杂实时系统的压力,作为主流系统工程和软件开发的基本构造,软件架构应运而生。与任何其他久经考验的学科一样,软件架构在诞生之初也面临许多挑战!

为什么说我们需要软件架构图?软件架构图能帮我们解决什么问题?

  • 通过创建和维护架构图来提供准确且有价值的内容并非易事。大多数情况下,我们要么创建了太多的文档,要么太少,或者不相关,因为我们没能准确地定位文档的受益人及其实际的需求。

  • 我们常犯的最大的一个错误是为系统中具有高波动性的部分创建详细的架构图。除非是自动生成的,否则手动维护它们对我们来说就是一种负担。

  • 在实践中,大多数利益相关者对详细架构图不感兴趣,但会对一两个反映系统模块和边界的高级架构图感兴趣。除此之外,要深入理解系统,代码才是事实的来源,但在大多数情况下,只有开发人员会对代码感兴趣。

  • 架构图的主要目的应该是促进协作、增强沟通、提供愿景和指导

  • 为了创建具备一定质量的架构图,可以进行头脑风暴,并与团队就什么对他们来说才是真正有用的东西上达成一致。不要尝试为源代码中不言自明的东西或为了迎合架构方法而创建架构图。

  • 在墙上绘制一两个高级架构图并在会议(站会等)期间使用它们。作为一名架构师,你应该让它们可见,变得有价值,并作为项目文化的一部分。不要将它们隐藏起来或放在利益相关者不易接触到的地方。


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    我们尝试通过创建架构图(作为技术文档的一部分)来反映应用程序的内部状态,但大多数时候我们都没能做对。由此产生的架构图可能非常全面,也可能非常模糊。有时,架构图根本就是不相关的。

    即使创建了相关的架构图,我们也很少更新它们,作为持续开发过程的一部分。实际上,我们只是时不时地更新文档,可能是在某些 sprint 期间(当有时间更新文档时)或在发布特定版本之前。另一方面,大多数开发人员(参加我的软件架构课程的同事或学生)不赞成创建和维护技术文档,他们认为这些任务乏味、耗时,而且价值不如其他任务,他们甚至认为如果源代码写得足够好,文档不是必需的。虽然总会有例外,但我很确定,在架构图方面,对于大多数项目来说几乎都是一样的。

那么,我们用架构图来做什么?

    一般而言,架构图和文档应该主要用于团队内部和团队之间的协作、沟通、愿景和指导。它们还应该包含项目的重要设计决策(在某个特定时刻采取)。


    架构图应该帮助每个人看到大局,了解周围的环境。在我看来,这应该是创建和维护架构图背后的根本原因。

例如,上下文架构图完全满足了这种需求,并提供了关于系统边界的大量细节,从而可以看到全局。它有助于团队在不同的利益相关者之间达成共识,并简化沟通。我参加了很多会议,当大屏幕上出现这样的上下文架构图时,省去了很多问题,并消除了关于高级系统架构的不确定性。

    不过,我们经常会尝试创建综合性的文档来反映系统的内部状态,它们可以是状态图、活动图、类图、实体图、并发图等形式。但这些很快就会过时,除非它们是基于源代码通过一些“神奇”的工具自动生成的。

    因此,创建有意义的小型架构图,并将它们加到技术文档中。对于大多数应用程序,可能需要两三种架构图。最常见的是上下文图、组件图、系统图或部署图。

项目实例在项目中,我主要使用两种类型的架构图


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上下文图


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应用程序或软件组件图

    

    请将这些图视为简单的示例,主要作为每种图应该提供哪些合理信息的指导。图中的信息应该与相应的抽象级别相关,还必须满足利益相关者的需求。

    在实践中,你可能倾向于向图中添加越来越多的细节,但是如果它们对利益相关者没有真正的用处,就会导致额外的噪音,增加维护成本,而且容易过时。这些图中的一些细节,例如协议和数据格式,可能对技术利益相关者来说比较方便,因为它们是必要的实现细节。然而,正如之前所述,并不存在精确的方法来确定图中包含多少数量的细节才算是恰当的,这完全取决于不同的项目。不过,架构师需要知道对利益相关者来说真正有用的是什么,并创建和维护架构图来正确地反映这一点。

    除了这些架构图之外的任何额外细节,我可以在源代码中找到,或者通过某些工具自动生成(例如运行时视图、开发视图、系统或基础设施视图等)。

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另外,请记住,团队应该是架构图的主要受益者。如果它们没有表现出任何兴趣,那么你应该停止创建它们,因为这可能是在浪费时间。我们不应该只是“为了拥有它们”,或者为了遵循综合性的架构方法,或者纯粹为了证明我们作为架构师的角色而去创建架构图