1.3 從軟件的生命周期看架構(gòu)設(shè)計(jì)

一個(gè)典型的軟件生命周期如圖1-2所示。

可以把這些階段概括為3個(gè)大的周期：設(shè)計(jì)期（包括立項(xiàng)、計(jì)劃、技術(shù)選型與方案等）、實(shí)現(xiàn)期（包括開發(fā)、測(cè)試、發(fā)布、實(shí)施等）、運(yùn)行期（或維護(hù)期，包括修復(fù)bug、新增功能、多版本維護(hù)等）。

1．設(shè)計(jì)期

在設(shè)計(jì)期，軟件作為一個(gè)成品還不存在，所以我們可以稱之為概念形態(tài)。此時(shí)架構(gòu)師、產(chǎn)品經(jīng)理或需求分析師等人員利用自己的經(jīng)驗(yàn)和能力，對(duì)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分析、拆解、抽象，對(duì)系統(tǒng)的非功能性需求進(jìn)行分析，形成業(yè)務(wù)文檔和技術(shù)文檔，以及技術(shù)驗(yàn)證代碼等。這個(gè)階段，架構(gòu)設(shè)計(jì)工作是重中之重，其中包括：

● 系統(tǒng)拆分，如何把系統(tǒng)拆解為不同的子系統(tǒng)、模塊、業(yè)務(wù)單元；

● 技術(shù)選型，使用什么樣的基礎(chǔ)技術(shù)框架或腳手架；

● 技術(shù)驗(yàn)證，確定核心技術(shù)難點(diǎn)如何解決，檢驗(yàn)?zāi)芊駶M足期望指標(biāo)；

● 接口規(guī)范，系統(tǒng)內(nèi)部的不同部分以何種形式確定接口契約和數(shù)據(jù)通信方式；

● 集成方式，系統(tǒng)與外部其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)如何進(jìn)行集成；

● 技術(shù)規(guī)范，如何規(guī)范開發(fā)、測(cè)試、部署和運(yùn)維的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)性；

● 部署方案，系統(tǒng)如何進(jìn)行物理部署，需要多少臺(tái)機(jī)器、什么配置，對(duì)網(wǎng)絡(luò)有什么要求；

● 運(yùn)維方案，系統(tǒng)如何進(jìn)行技術(shù)性運(yùn)維，如何實(shí)現(xiàn)日常監(jiān)控、預(yù)警報(bào)警；

……

這個(gè)階段總結(jié)一下就是：需求導(dǎo)向，架構(gòu)先行（包括業(yè)務(wù)架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)）。很多項(xiàng)目因?yàn)榍捌诘脑O(shè)計(jì)階段考慮得不夠充分，導(dǎo)致在開發(fā)和運(yùn)行期出現(xiàn)大量問(wèn)題。

2．實(shí)現(xiàn)期

這個(gè)階段主要是編碼與測(cè)試，為部署上線做好準(zhǔn)備，是軟件從設(shè)計(jì)到最終的生產(chǎn)系統(tǒng)的過(guò)程，我們可以稱之為代碼形態(tài)。此階段需要考慮的技術(shù)類工作如下：

● 確保各項(xiàng)技術(shù)規(guī)范和技術(shù)指標(biāo)的執(zhí)行落地，保障高質(zhì)量的代碼；

● 指導(dǎo)研發(fā)人員和解決各類技術(shù)問(wèn)題，提升研發(fā)團(tuán)隊(duì)效率；

● 制定測(cè)試的技術(shù)性方案和基準(zhǔn)，包括自動(dòng)化、性能、安全等方面；

● 配合準(zhǔn)備部署環(huán)境，運(yùn)維實(shí)施方案落地等；

實(shí)現(xiàn)期的主要任務(wù)是大量軟件工程師根據(jù)設(shè)計(jì)期的設(shè)計(jì)進(jìn)行編碼。大量的技術(shù)人員，大家背景不同，知識(shí)儲(chǔ)備不同，編程水平和習(xí)慣不同，努力程度不同。如何讓所有工程師既能夠按數(shù)量保障項(xiàng)目進(jìn)度，又能夠按質(zhì)量保障軟件品質(zhì)呢？秘訣就在于：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的精確統(tǒng)一，系統(tǒng)部件的良好拆分，此外最好有適合于此類項(xiàng)目的腳手架，隨時(shí)能解決各位技術(shù)難點(diǎn)問(wèn)題的“救火隊(duì)”。系統(tǒng)部件的良好拆分，保障了任務(wù)可以拆散成一個(gè)個(gè)的小單元，分發(fā)給不同的開發(fā)者。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的精確統(tǒng)一，可以實(shí)現(xiàn)不同個(gè)體的產(chǎn)出物最大程度的一致性。

這個(gè)時(shí)期因?yàn)闃I(yè)務(wù)調(diào)整或技術(shù)問(wèn)題，可能會(huì)對(duì)架構(gòu)設(shè)計(jì)的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行小范圍的調(diào)整，以適應(yīng)實(shí)際項(xiàng)目的建設(shè)需要。在這個(gè)過(guò)程中，同時(shí)需要根據(jù)實(shí)際變化，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)文檔進(jìn)行同步調(diào)整，以便精確地描述系統(tǒng)的狀態(tài)及變化。

3．運(yùn)行期

這個(gè)階段系統(tǒng)上線、驗(yàn)收通過(guò)，已經(jīng)初步穩(wěn)定，然后開始進(jìn)入維護(hù)階段，成為設(shè)計(jì)期架構(gòu)設(shè)計(jì)草圖的一個(gè)可用實(shí)例，我們可以稱之為實(shí)例形態(tài)。此時(shí)需要考慮：

● 發(fā)布上線相關(guān)基礎(chǔ)性工作，包括是否使用持續(xù)集成（CI）、自動(dòng)化發(fā)布等技術(shù)；

● 運(yùn)維基礎(chǔ)性工作，自動(dòng)化運(yùn)維、監(jiān)控等相關(guān)技術(shù)；

特別是發(fā)布與運(yùn)維工作，一般要作為整個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的通用性基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)考慮。不同的業(yè)務(wù)線或系統(tǒng)，可以復(fù)用一套基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)服務(wù)于生產(chǎn)環(huán)境。進(jìn)入維護(hù)期后，軟件系統(tǒng)日常通過(guò)內(nèi)外部用戶反饋的問(wèn)題和改進(jìn)意見，不時(shí)需要修改代碼發(fā)布補(bǔ)丁版本，或者調(diào)整配置以滿足用戶需要。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間，業(yè)務(wù)模式和內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生了比較大的變化后，系統(tǒng)簡(jiǎn)單的補(bǔ)丁維護(hù)可能已無(wú)法滿足用戶需求，需要大范圍地添加新功能和修改舊功能的邏輯流程。此時(shí)就可以成立專門的團(tuán)隊(duì)，重復(fù)上面的步驟，基于現(xiàn)有系統(tǒng)重新做一些改造性的設(shè)計(jì)重構(gòu)（設(shè)計(jì)期），再編碼實(shí)現(xiàn)（實(shí)現(xiàn)期），最終發(fā)布一個(gè)較大的版本（運(yùn)行期）。

在軟件的整個(gè)生命周期里，架構(gòu)師（或架構(gòu)組）是一個(gè)項(xiàng)目或產(chǎn)品線的技術(shù)負(fù)責(zé)人。再大一點(diǎn)的組織，比如公司或研發(fā)中心級(jí)別層面也許還有架構(gòu)部。架構(gòu)師、架構(gòu)組、架構(gòu)部在不同層面對(duì)自己工作涉及的所有技術(shù)問(wèn)題負(fù)責(zé)。其實(shí)上面羅列的這些工作匯總一下，再加上技術(shù)規(guī)劃與執(zhí)行落地、技術(shù)人才的選拔與培養(yǎng)等，可以作為項(xiàng)目組架構(gòu)師或研發(fā)團(tuán)隊(duì)架構(gòu)組的工作職責(zé)。