架构师的逻辑技术思维分析.doc

|架构师的逻辑技术思维分析|目 录一 、 抽 象 思 维 .3二 、 分 层 思 维 .8三 、 分 治 思 维 .11四 、 演 化 思 维 .16五 、 如 何 培 养 架 构 设 计 思 维 .19结 论 .21|一 、 抽 象 思 维如 果 要 问 软 件 研 发 /系 统 架 构 中 最 重 要 的 能 力 是 什 么 ， 我 会 毫 不 犹 豫 回 答 是 抽 象 能 力 。 抽 象(abstraction)这 个 词 大 家 经 常 听 到 ， 但 是 真 正 理 解 和 能 讲 清 楚 什 么 是 抽 象 的 人 少 之 又 少 。 抽 象 其实 是 这 样 定 义 的 ：对 某 种 事 物 进 行 简 化 表 示 或 描 述 的 过 程 ， 抽 象 让 我 们 关 注 要 素 ， 隐 藏 额 外 细 节 。举 一 个 例 子 ， 见 下 图 ：|你 看 到 什 么 ？ 你 看 到 的 是 一 扇 门 ， 对 不 对 ？ 你 看 到 的 不 是 木 头 ， 也 不 是 碳 原 子 ， 这 个 门 就 是 抽 象 ，而 木 头 或 者 碳 原 子 是 细 节 。 另 外 你 可 以 看 到 门 上 有 个 门 把 手 ， 你 看 到 的 不 是 铁 ， 也 不 是 铁 原 子 ，门 把 手 就 是 抽 象 ， 铁 和 铁 原 子 是 细 节 。|在 系 统 架 构 和 设 计 中 ， 抽 象 帮 助 我 们 从 大 处 着 眼 （ get our mind about big picture） ， 隐 藏细 节 （ temporarily hide details） 。 抽 象 能 力 的 强 弱 ， 直 接 决 定 我 们 所 能 解 决 问 题 的 复 杂 性 和规 模 大 小 。下 图 是 我 们 小 时 候 玩 的 积 木 ， 我 发 现 小 时 候 喜 欢 玩 搭 积 木 的 ， 并 且 搭 得 快 和 好 的 小 朋 友 ， 一 般 抽象 能 力 都 比 较 强 。上 图 右 边 的 积 木 城 堡 就 是 抽 象 ， 这 个 城 堡 如 果 你 细 看 的 话 ， 它 其 实 还 是 由 若 干 个 子 模 块 组 成 ， 这些 模 块 是 子 抽 象 单 元 ， 左 边 的 各 种 形 状 的 积 木 是 细 节 。 搭 积 木 的 时 候 ， 小 朋 友 脑 袋 里 头 先 有 一 个城 堡 的 大 图 （ 抽 象 ） ， 然 后 他 /她 大 脑 里 头 会 有 一 个 初 步 的 子 模 块 分 解 （ 潜 意 识 中 完 成 ） ， 然 用利 用 积 木 搭 建 每 一 个 子 模 块 ， 最 终 拼 装 出 最 后 的 城 堡 。 这 里 头 有 一 个 自 顶 向 下 的 分 治 设 计 ， 然 后自 底 向 上 的 组 合 过 程 ， 这 个 分 治 思 维 非 常 重 要 ， 我 们 后 面 会 讲 。我 认 为 软 件 系 统 架 构 设 计 和 小 朋 友 搭 积 木 无 本 质 差 异 ， 只 是 解 决 的 问 题 域 和 规 模 不 同 罢 了 。 架 构师 先 要 在 大 脑 中 形 成 抽 象 概 念 ， 然 后 是 子 模 块 分 解 ， 然 后 是 依 次 实 现 子 模 块 ， 最 后 将 子 模 块 拼 装|组 合 起 来 ， 形 成 最 后 系 统 。 所 以 我 常 说 编 程 和 架 构 设 计 就 是 搭 积 木 ， 优 秀 的 架 构 师 受 职 业 习 惯 影响 ， 眼 睛 里 看 到 的 世 界 都 是 模 块 化 拼 装 组 合 式 的 。抽 象 能 力 不 仅 对 软 件 系 统 架 构 设 计 重 要 ， 对 建 筑 、 商 业 、 管 理 等 人 类 其 它 领 域 活 动 同 样 非 常 重 要 。其 实 可 以 这 样 认 为 ， 我 们 生 存 的 世 界 都 是 在 抽 象 的 基 础 上 构 建 起 来 的 ， 离 开 抽 象 人 类 将 寸 步 难 行 。这 里 顺 便 提 一 下 抽 象 层 次 跳 跃 问 题 ， 这 个 在 开 发 中 是 蛮 普 遍 的 。 有 经 验 的 程 序 员 写 代 码 会 保 持 抽象 层 次 的 一 致 性 ， 代 码 读 起 来 像 讲 故 事 ， 比 较 清 晰 易 于 理 解 ； 而 没 有 经 验 的 程 序 员 会 有 明 显 的 抽象 层 次 跳 跃 问 题 ， 代 码 读 起 来 就 比 较 累 ， 这 个 是 抽 象 能 力 不 足 造 成 。 举 个 例 子 ：|一 个 电 商 网 站 在 处 理 订 单 时 ， 一 般 会 走 这 样 一 个 流 程 ：1. 更 新 库 存 (InventoryUpdate)2. 打 折 计 算 (Discounting)3. 支 付 卡 校 验 (PaycardVerification)4. 支 付 (Pay)5. 送 货 (Shipping)|上 述 流 程 中 的 抽 象 是 在 同 一 个 层 次 上 的 ， 比 较 清 晰 易 于 理 解 ， 但 是 没 有 经 验 的 程 序 员 在 实 现 这 个流 程 的 时 候 ， 代 码 层 次 会 跳 ， 比 方 说 主 流 程 到 支 付 卡 校 验 一 块 ， 他 的 代 码 会 突 然 跳 出 一 行 某 银 行API 远 程 调 用 ， 这 个 就 是 抽 象 跳 跃 ， 银 行 API 调 用 是 细 节 ， 应 该 封 装 在 PaycardVerification这 个 抽 象 里 头 。二 、 分 层 思 维除 了 抽 象 ， 分 层 也 是 我 们 应 对 和 管 理 复 杂 性 的 基 本 思 维 武 器 ， 如 下 图 ， 为 了 构 建 一 套 复 杂 系 统 ，我 们 把 整 个 系 统 划 分 成 若 干 个 层 次 ， 每 一 层 专 注 解 决 某 个 领 域 的 问 题 ， 并 向 上 提 供 服 务 。 有 些 层次 是 纵 向 的 ， 它 贯 穿 所 有 其 它 层 次 ， 称 为 共 享 层 。 分 层 也 可 以 认 为 是 抽 象 的 一 种 方 式 ， 将 系 统 抽象 分 解 成 若 干 层 次 化 的 模 块 。|分 层 架 构 的 案 例 很 多 ， 一 个 中 小 型 的 Spring Web 应 用 程 序 ， 我 们 一 般 会 设 计 成 三 层 架 构 ：|操 作 系 统 是 经 典 的 分 层 架 构 ， 如 下 图 ：TCP/IP 协 议 栈 也 是 经 典 的 分 层 架 构 ， 如 下 图 ：