软件架构设计培训

• 架构师应当为项目相关的不同角色而设计： – 架构师要为客户负责，满足他们的业务目标和约束条件。 – 架构师要为用户负责，满足他们关心的功能需求和运行期质 量属性。 – 架构师必须顾及处于协作分工“下游”的开发人员。 – 架构师必须考虑“周边”的管理人员，为他们进行分工管理 、协调控制和评估监控等工作提供清晰的基础。
软件架构设计模式与实践
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目录
• 软件架构视图 • 软件生命周期与软件架构介绍 • 架构设计的GRASP模式 • 质量属性驱动架构设计策略 • 软件架构模式分析及其实际运用 • 架构设计原则 • 面向对象的设计原则 • 架构设计验证 • 数据访问层设计（持久层设计） • 借鉴RUP中的设计流程 • 领域模型及业务逻辑层在架构设计中的实现 • 设计模式本质 • SOA的设计思想 • 软件架构实践 • 软件系统架构实践与剖析
• 软件架构的作用 – 如果一个项目的系统架构(包括理论基础)尚未确定，就不应 该进行此系统的全面开发。-- Barry Boehm,《Engineering Context》 – 一个缺陷充斥的系统，将始终是一个缺陷充斥的系统。-Timothy C. Lethbridge,《面向对象软件工程》
• 软件架构设计为什么这么难？ – 因为它是跨越现实世界与计算机世界之间鸿沟的一座桥。 – 软件架构设计要完成从面向业务到面向技术的转换，在鸿沟 上架起一座桥梁。 – 需求 -> 架构设计 -> 软件架构 -> 系统开发 -> 软件系统
软件架构视图
——让设计建模更明白、更有效
张云贵
2010-05-21
“系统架构图”？
• 架构设计的多重视图 – 从根本上来说是因为需求种类的复杂性所致。 – 比如一个媒体发布系统： • 功能需求：用户可以通过浏览器浏览媒体的发布。据此 初步设计出采用浏览器插件的方案；
• 约束条件：不能影响用户浏览器的安全性；细化设计方 案，需要对插件进行认证，自动判别客户端是否存在， 及版本比较；自动下载注册等。
• 使用期质量属性：为保证浏览的流畅，应减少中间等待 的时间，因此应对下一步需使用的媒体做预测等。
• 制作发布期的质量保证：保证在遇到较大的媒体时能保 持浏览的流畅，应在发布时将视频等流式化。
• 软件系统的需求种类复杂
• 什么是软件架构视图 – 个架构视图是对于从某一视角或某一点上看到的系统所做的 简化描述，描述中涵盖了系统的某一特定方面，而省略了于 此方面无关的实体。
• 软件架构对新产品开发的作用：
– 上承业务目标。 – 下接技术决策。 – 控制复杂性。
• 先进行架构设计，后进行详细设计和编码实现，符合“ 基于问题深度分而治之”的理念。
– 组织开发。
• 软件架构方案在小组中间扮演了“桥梁”和“合作契约 ”的作用。
– 利于迭代开发和增量交付。
• 以架构为中心进行开发，为增量交付提供了良好的基础 。在架构经过验证之后，可以专注于功能的增量提交。
– 胶着Viscosity——以与原有设计保持一致的方式来对实施变 更已经非常困难,诱使开发人员绕过它选择容易但有害的途 径,其结果却使系统死的更快。
• 什么是软件架构 – 软件架构的概念很混乱。如果你问五个不同的人，可能会得 到五种不同的答案。
– 软件架构概念主要分为两大流派： • 组成派：软件架构 = 组件 + 交互。 • 决策派：软件架构 = 重要决策集。
前言
软件系统开始坏死的症状
• 一个软件系统开始坏死时表现的症状有:
– 硬化Rigidity——系统变得越来越难以变更,修复或增添新功 能的代价高昂;
– 脆弱Fragility——对系统的任何哪怕是微小的变更都可能造 成四处(甚至是与变更处没有逻辑上的关联之处J崩溃;
– 绑死Immobility——抽取系统的任何部分用来复用都非常困 难;
–Байду номын сангаас软件单元的粒度是相对的。同一个软件单元，在不同场景下 我们会以不同的粒度看待它。
• 架构(Architecture)与框架(Framework)。 – 框架只是一种特殊的软件，框架也有架构。
– 可以通过架构框架化达到“架构重用”的目的，如很多人都 在用 Spring 框架提供的控制反转和依赖注入来构建自己的 架构。
– 提高质量。
• 软件产品线：指具有一组可管理的、公共特性的、软件密集性 系统的集合，这些系统满足特定的市场需求或任务需求，并且 按照预定义方式从一个公共的核心资产集开发得到。
• 软件产品线架构：针对一个公司或组织内的一系列产品而设计 的通用架构。
• 软件架构对软件产品线开发的作用： – 固化核心知识； – 提供可重用资产； – 缩短推出产品的周期； – 降低开发和维护成本； – 提高产品质量； – 支持批量定制；
– 组成派和决策派的概念相辅相成。
• 软件架构要层次化并隔离关注点
– 复杂性是层次化的。 --《人月神话》 – 好的架构设计必须把变化点错落有致地封装到软件系统的
不同部分(即关注点分离)。 – 通过关注点分离，达到“系统中的一部分发生了变化，不
会影响其他部分”的目标。
• 软件单元的粒度： – 粒度最小的单元通常是“类”。 – 几个类紧密协作形成“模块”。 – 完成相对独立的功能的多个模块构成了“子系统”。 – 多个子系统相互配合才能满足一个完整应用的需求，从而 构成了软件“系统”。 – 一个大型企业往往使用多套系统，多套系统通过互操作形 成“集成系统”。
– 架构要涵盖的内容和决策太多了，超过了人脑“一蹴而就”的 能力范围，因此采用“分而治之”的办法从不同视角分别设计 ；同时，也为软件架构的理解、交流和归档提供了方便。
– 多视图方法是软件架构归档的方法，更是指导我们进行架构 设计的思维方法。
• 逻辑架构 – 逻辑架构关注功能。其设计着重考虑功能需求。
• 开发架构 – 开发架构关注程序包。其设计着重考虑开发期质量属性，如可扩 展性、可重用性、可移植性、易理解性和易测试性等。
• 运行架构 – 运行架构关注进程、线程、对象等运行时概念，以及相关的并发 、同步、通信等问题。
– 其设计着重考虑运行期质量属性，例如性能、可伸缩性、持续可 用性和安全性等。