軟件系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)方案

1、軟件系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)方案架構(gòu)的定義定義架構(gòu)的最短形式是：“架構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)”，這是一種正確的理解，但世界還沒太平。若做一個(gè)比喻，架構(gòu)就像一個(gè)操作系統(tǒng)，不同的角度有不同的理解，不同的關(guān)切者有各自的著重點(diǎn)，多視點(diǎn)的不同理解都是架構(gòu)需要的，也只有通過多視點(diǎn)來考察才能演化出一個(gè)有效的架構(gòu)。從靜態(tài)的角度，架構(gòu)要回答一個(gè)系統(tǒng)在技術(shù)上如何組織；從變化的角度，架構(gòu)要回答如何支持系統(tǒng)不斷產(chǎn)生的新功能、新變化以及適時(shí)的重構(gòu)；從服務(wù)質(zhì)量的角度，架構(gòu)要平衡各種和用戶體驗(yàn)有關(guān)的指標(biāo)；從運(yùn)維的角度，架構(gòu)要回答如何充分利用計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)資源及其擴(kuò)展策略；從經(jīng)濟(jì)的角度，架構(gòu)要回答如何在可行的基礎(chǔ)上降低實(shí)現(xiàn)成本等等軟件系統(tǒng)架構(gòu)（So

2、ftwareArchitecture）是關(guān)于軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、屬性、組成要素及其之間交互關(guān)系的高級抽象。任何軟件開發(fā)項(xiàng)目，都會(huì)經(jīng)歷需求獲取、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、編碼研發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)維等常規(guī)階段，軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)就位于系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)之間。做好軟件系統(tǒng)架構(gòu)，可以為軟件系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的體系結(jié)構(gòu)支撐平臺，還可以支持最大粒度的軟件復(fù)用，降低開發(fā)運(yùn)維成本。如何做好軟件系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)呢？軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法步驟基于體系架構(gòu)的軟件設(shè)計(jì)模型把軟件過程劃分為體系架構(gòu)需求、設(shè)計(jì)、文檔化、復(fù)審、實(shí)現(xiàn)和演化6個(gè)子過程，現(xiàn)逐一簡要概述如下。體系架構(gòu)需求：即將用戶對軟件系統(tǒng)功能、性能、界面、設(shè)計(jì)約束等方面的期望（即需

3、求”）進(jìn)行獲取、分析、加工，并將每一個(gè)需求項(xiàng)目抽象定義為構(gòu)件（類的集合）。體系架構(gòu)設(shè)計(jì)：即采用迭代的方法首先選擇一個(gè)合適的軟件體系架構(gòu)風(fēng)格(如C/S、B/S、N層、管道過濾器風(fēng)格、C2風(fēng)格等)作為架構(gòu)模型，然后將需求階段標(biāo)識的構(gòu)件映射到模型中，分析構(gòu)件間的相互作用關(guān)系，最后形成量身訂做的軟件體系架構(gòu)。體系架構(gòu)文檔化：即生成用戶和研發(fā)人員能夠閱讀的體系架構(gòu)規(guī)格說明書和體系架構(gòu)設(shè)計(jì)說明書。體系架構(gòu)復(fù)審：即及早發(fā)現(xiàn)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的缺陷和錯(cuò)誤，及時(shí)予以標(biāo)記和排除。體系架構(gòu)實(shí)現(xiàn)：即設(shè)計(jì)人員開發(fā)出系統(tǒng)構(gòu)件，按照體系架構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)格說明書進(jìn)行構(gòu)件的關(guān)聯(lián)、合成、組裝和測試。體系架構(gòu)演化：如果用戶需求發(fā)生了變化

4、，則需相應(yīng)地修改完善優(yōu)化、調(diào)整軟件體系結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)新的變化了的軟件需求。以上6個(gè)子過程是軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的通用方法步驟。但由于軟件需求、現(xiàn)實(shí)情況的變化是難以預(yù)測的，這6個(gè)子過程往往是螺旋式向前推進(jìn)。軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)常用模式目前軟件領(lǐng)域廣泛使用的軟件系統(tǒng)架構(gòu)模式，主要有層次化架構(gòu)設(shè)計(jì)、企業(yè)集成架構(gòu)設(shè)計(jì)、嵌入式架構(gòu)設(shè)計(jì)和面向服務(wù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)模式。層次化架構(gòu)設(shè)計(jì)模式：分層設(shè)計(jì)是一種最為常見的架構(gòu)設(shè)計(jì)方案，能有效地使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、設(shè)計(jì)簡化。MVC模式是當(dāng)今最為流行的多層設(shè)計(jì)模式。該模式把一個(gè)應(yīng)用的輸入、處理、輸出流程進(jìn)行分離并抽象為控制器(Controller)、模型(Model)、視圖(View)三個(gè)

5、模塊，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)庫訪問層和用戶界面層之間在彼此分離的同時(shí)仍保持松散的耦合關(guān)系，增加了靈活性和可擴(kuò)展性。我們常見的C/S架構(gòu)、B/S架構(gòu)、N層架構(gòu)都是層次化架構(gòu)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式。企業(yè)集成架構(gòu)設(shè)計(jì)模式：該模式不僅為企業(yè)在異構(gòu)分布式環(huán)境下（操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫）的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供了一致的信息訪問和交互手段，而且為各類業(yè)務(wù)應(yīng)用提供了有效的通信、信息集成、應(yīng)用集成、維護(hù)開發(fā)、運(yùn)行管理等服務(wù)。目前最著名的企業(yè)集成架構(gòu)設(shè)計(jì)包括：CORBA、COM+、J2EE、WebService等。嵌入式架構(gòu)設(shè)計(jì)模式：該模式具備良好的可配置性、可管理性、可擴(kuò)展性、時(shí)效性等性能指標(biāo)。目前業(yè)界主流的嵌入式操作系統(tǒng)都是特

6、定領(lǐng)域?qū)Ｓ玫?，其中包括：WinCE、Linux、ECOS、EPOC、LynxOS、VxWorks等。面向服務(wù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)模式：該模式將業(yè)務(wù)應(yīng)用按照一定的粒度和原則劃分成為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一格式的服務(wù)，使企業(yè)可以按照模塊化的方式添加新服務(wù)或更新現(xiàn)有服務(wù)，有助于打破信息孤島，促進(jìn)企業(yè)系統(tǒng)集成、資源共享。該模式包括服務(wù)注冊表模式和企業(yè)服務(wù)總線模式兩類。軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作任務(wù)。如何才能做好軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)呢？需要做好以下幾項(xiàng)工作：樹立軟件系統(tǒng)架構(gòu)的意識。設(shè)計(jì)人員不能局限在算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，而是要樹立和不斷強(qiáng)化軟件系統(tǒng)整體架構(gòu)的意識，學(xué)會(huì)運(yùn)用多層架構(gòu)的視角和觀念去分析設(shè)計(jì)

7、軟件。在多層架構(gòu)的實(shí)踐上，通過MVC模式實(shí)現(xiàn)軟件多層結(jié)構(gòu)，層和層之間要做到職責(zé)清晰、互相獨(dú)立、耦合關(guān)系松散；在模塊設(shè)計(jì)原則上，要盡量體現(xiàn)“高內(nèi)聚、低耦合”的思想。高度重視軟件設(shè)計(jì)模式。軟件設(shè)計(jì)模式是設(shè)計(jì)人員在長期開發(fā)實(shí)踐中總結(jié)出來的，其他設(shè)計(jì)人員可借助這些模式加快軟件設(shè)計(jì)進(jìn)程，降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。所以，設(shè)計(jì)人員應(yīng)高度重視設(shè)計(jì)模式思想，切勿滯留在編碼的層面，應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積極嘗試運(yùn)用軟件設(shè)計(jì)模式的思想去提出問題、分析問題、解決問題，提高自身開發(fā)軟件的水平。形成自身的軟件架構(gòu)風(fēng)格。軟件系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)體系架構(gòu)級別的軟件復(fù)用。這就需要設(shè)計(jì)人員一方面不斷學(xué)習(xí)鉆研不同應(yīng)用領(lǐng)域中軟件架構(gòu)的慣用模式、思維、風(fēng)格；另一方面要借鑒吸收先進(jìn)理念，積極探索實(shí)踐，最終形成自身獨(dú)特的軟件架構(gòu)風(fēng)格。充分了解用戶需求，做好全局架構(gòu)設(shè)計(jì)。要做好軟件系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，不能急于求成，首先，要全面準(zhǔn)確地收集到