架構(gòu)基礎(chǔ)：
介紹架構(gòu)設(shè)計的本質(zhì)、歷史背景和目的，然后從復(fù)雜度來源以及架構(gòu)設(shè)計的原則和流程來詳細介紹架構(gòu)基礎(chǔ)。
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架構(gòu)定義：三大易混淆核心概念
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系統(tǒng)與子系統(tǒng)：
系統(tǒng)泛指由一群有關(guān)聯(lián)的個體組成，根據(jù)某種規(guī)則運作，能完成個別元件不能單獨完成的工作的群體。
它的意思是“總體”“整體”或“聯(lián)盟”。
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模塊與組件：
模塊：業(yè)務(wù)邏輯角度拆分
組件：物理部署角度拆分
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框架與架構(gòu)：
框架(Framework)：軟件框架（Software framework）通常指的是為了實現(xiàn)某個業(yè)界標準或完成特定基本任務(wù)的軟件組件規(guī)范，也指為了實現(xiàn)某個軟件組件規(guī)范時，提供規(guī)范所要求之基礎(chǔ)功能的軟件產(chǎn)品。例如mvc, mvvm,
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架構(gòu)(Architecture)：軟件架構(gòu)指軟件系統(tǒng)的“基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)”，創(chuàng)造這些基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的準則，以及對這些結(jié)構(gòu)的描述。
4+1視圖：場景視圖（用例圖，需求）、邏輯視圖（類圖）、物理視圖（物理架構(gòu)圖）、處理流程視圖（流程圖，時序圖）和開發(fā)視圖（e.g. MVC, MVVM, MVP） https://zhuanlan.zhihu.com/p/352590602
4R定義架構(gòu)：軟件架構(gòu)指軟件系統(tǒng)的頂層（Rank）結(jié)構(gòu)，它定義了系統(tǒng)由哪些角色（Role）組成，角色之間的關(guān)系（Relation）和運作規(guī)則（Rule）
Rank、Role 和 Relation 是通過系統(tǒng)架構(gòu)圖來展示的。
Rule 是通過系統(tǒng)序列圖（System Sequence Diagram）來展示的。
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架構(gòu)設(shè)計的歷史背景
機器語言 -> 匯編語言 -> 高級語言 -> 第一次軟件危機與結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計 -> 第二次軟件危機與面向?qū)ο?/p>
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架構(gòu)設(shè)計目的
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遵循這條準則能夠讓“新手”架構(gòu)師心中有數(shù)，而不是一頭霧水。
架構(gòu)也是為了應(yīng)對軟件系統(tǒng)復(fù)雜度而提出的一個解決方案，通過回顧架構(gòu)產(chǎn)生的歷史背景和原因，我們可以基本推導(dǎo)出答案：架構(gòu)設(shè)計的主要目的是為了解決軟件系統(tǒng)復(fù)雜度帶來的問題。
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從哪里開始下手進行架構(gòu)設(shè)計呢？
通過熟悉和理解需求，識別系統(tǒng)復(fù)雜性所在的地方，然后針對這些復(fù)雜點進行架構(gòu)設(shè)計。
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識別核心特點不需要面面俱到
而是要識別出復(fù)雜點然后有針對性地解決問題。
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A & B該選哪一個？
理解每個架構(gòu)方案背后所需要解決的復(fù)雜點，然后才能對比自己的業(yè)務(wù)復(fù)雜點，參考復(fù)雜點相似的方案。
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實例：學(xué)生管理系統(tǒng)，復(fù)雜性分析
從性能， 可擴展性， 高可用，安全性，成本幾方面分析
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復(fù)雜度來源----高性能
多臺計算機集群為了高性能帶來的復(fù)雜度， 而計算機內(nèi)部復(fù)雜度最關(guān)鍵的地方就是操作系統(tǒng)。
實現(xiàn)高性能方式:
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任務(wù)分配，增加機器，實際性能為理論性能8折，首先增加硬件數(shù)量，未達到預(yù)期的性能提升。
常用任務(wù)分配器有DNS 輪詢、智能 DNS、CDN（Content Delivery Network，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)），GSLB 設(shè)備（全局負載均衡)
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任務(wù)分解， 提升性能的幾大因素:
簡單的系統(tǒng)更加容易做到高性能。
可以針對單個任務(wù)進行擴展。
要把握粒度，適當拆分，否則增加系統(tǒng)調(diào)用復(fù)雜度
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復(fù)雜度來源----高可用
本質(zhì)通過“冗余”實現(xiàn)， 數(shù)據(jù) + 邏輯 = 業(yè)務(wù)
計算高可用，任務(wù)分配器有主備，主主。
存儲高可用，難點不在于如何備份數(shù)據(jù)，而在于如何減少或者規(guī)避數(shù)據(jù)不一致對業(yè)務(wù)造成的影響。
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高可用狀態(tài)決策
常見決策方式：獨裁式， 協(xié)商式主備決策（通訊中斷，主備無法知道對方狀態(tài)，可增加2,3連接），民主式（有腦裂問題）
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復(fù)雜度來源----可擴展性
可擴展性的系統(tǒng)，有兩個基本條件：正確預(yù)測變化和完美應(yīng)對變化。
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預(yù)測變化：
復(fù)雜性：不能每個都可擴展，不能不擴展，預(yù)測有錯誤
心法：只預(yù)測 2 年內(nèi)的可能變化，不要試圖預(yù)測 5 年甚至 10 年后的變化。
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應(yīng)對變化：
方案一：提煉出“變化層”和“穩(wěn)定層”，核心思想是通過變化層來隔離變化。
方案二：提煉出“抽象層”和“實現(xiàn)層”，核心思想是通過實現(xiàn)層來封裝變化。典型的實踐就是設(shè)計模式和規(guī)則引擎
方法論：Rule of three，Three Strikes And You Refactor，事不過三，過三重構(gòu)，1 寫 2 抄 3 重構(gòu)。即相同的業(yè)務(wù)需求出現(xiàn)三次及以上則考慮重構(gòu)。
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復(fù)雜度來源----低成本、安全、規(guī)模
低成本：架構(gòu)設(shè)計的附加約束。復(fù)雜度體現(xiàn)在，往往只有“創(chuàng)新”才能達到低成本目標。
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安全：分兩類，功能上的安全 和 架構(gòu)上的安全。
功能安全：XSS 攻擊、CSRF 攻擊、SQL 注入、Windows 漏洞、密碼破解等
架構(gòu)安全：防火墻
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規(guī)模：主要原因就是“量變引起質(zhì)變”
- 功能增加：復(fù)雜度計算公式：系統(tǒng)的復(fù)雜度 = 功能數(shù)量 + 功能之間的連接數(shù)量<V (G)=e-n+2>
- 數(shù)據(jù)增加：mysql 推薦5000W行
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架構(gòu)設(shè)計三原則：合適原則、簡單原則、演化原則
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合適原則：合適優(yōu)于業(yè)界領(lǐng)先。
失敗1：沒那么多人，卻想干那么多活，是失敗的第一個主要原因。
失敗2：沒有那么多積累，卻想一步登天，是失敗的第二個主要原因。
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失敗3：沒有那么卓越的業(yè)務(wù)場景，卻幻想靈光一閃成為天才，是失敗的第三個主要原因。
總結(jié)：真正優(yōu)秀的架構(gòu)都是在企業(yè)當前人力、條件、業(yè)務(wù)等各種約束下設(shè)計出來的，能夠合理地將資源整合在一起并發(fā)揮出最大功效，并且能夠快速落地
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簡單原則：簡單優(yōu)于復(fù)雜?！禪NIX編程》KISS原則（Keep It Simple, Stupid!）
軟件領(lǐng)域復(fù)雜性：結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、邏輯的復(fù)雜性，需求的變更是復(fù)雜性的根本原因
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演化原則：
根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展不斷變化這個本質(zhì)特點，軟件架構(gòu)設(shè)計其實更加類似于大自然“設(shè)計”一個生物，通過演化讓生物適應(yīng)環(huán)境，逐步變得更加強大。
軟件架構(gòu)設(shè)計同樣是類似的過程：
- 首先，設(shè)計出來的架構(gòu)要滿足當時的業(yè)務(wù)需要。
- 其次，架構(gòu)要不斷地在實際應(yīng)用過程中迭代，保留優(yōu)秀的設(shè)計，修復(fù)有缺陷的設(shè)計，改正錯誤的設(shè)計，去掉無用的設(shè)計，使得架構(gòu)逐漸完善。
- 第三，當業(yè)務(wù)發(fā)生變化時，架構(gòu)要擴展、重構(gòu)，甚至重寫；代碼也許會重寫，但有價值的經(jīng)驗、教訓(xùn)、邏輯、設(shè)計等（類似生物體內(nèi)的基因）卻可以在新架構(gòu)中延續(xù)。
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架構(gòu)設(shè)計原則案例：
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架構(gòu)設(shè)計流程：第一步，識別復(fù)雜度
場景：實際上大部分場景下，復(fù)雜度只是其中的某一個，少數(shù)情況下包含其中兩個，如果真的出現(xiàn)同時需要解決三個或者三個以上的復(fù)雜度，要么說明這個系統(tǒng)之前設(shè)計的有問題，要么可能就是架構(gòu)師的判斷出現(xiàn)了失誤，即使真的認為要同時滿足這三方面的要求，也必須要進行優(yōu)先級排序。
正確的做法是將主要的復(fù)雜度問題列出來，然后根據(jù)業(yè)務(wù)、技術(shù)、團隊等綜合情況進行排序，優(yōu)先解決當前面臨的最主要的復(fù)雜度問題
TPS、QPS，指標峰值2~8倍
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架構(gòu)設(shè)計流程：第二步，設(shè)計備選方案
成熟的架構(gòu)師需要對已經(jīng)存在的技術(shù)非常熟悉，
對已經(jīng)經(jīng)過驗證的架構(gòu)模式爛熟于心，
然后根據(jù)自己對業(yè)務(wù)的理解，
挑選合適的架構(gòu)模式進行組合，
再對組合后的方案進行修改和調(diào)整。
第一種常見的錯誤：設(shè)計最優(yōu)秀的方案。
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第二種常見的錯誤：只做一個方案。
備選方案的數(shù)量以 3 ~ 5 個為最佳。
備選方案的差異要比較明顯。
備選方案的技術(shù)不要只局限于已經(jīng)熟悉的技術(shù)。
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第三種常見的錯誤：備選方案過于詳細。
做法是備選階段關(guān)注的是技術(shù)選型，而不是技術(shù)細節(jié)，技術(shù)選型的差異要比較明顯。
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架構(gòu)設(shè)計流程：第三步，評估和選擇備選方案
幾種指導(dǎo)思想：最簡派、最牛派、最熟派、領(lǐng)導(dǎo)派
方法論：“360 度環(huán)評表”！具體的操作方式為：列出我們需要關(guān)注的質(zhì)量屬性點，然后分別從這些質(zhì)量屬性的維度去評估每個方案，再綜合挑選適合當時情況的最優(yōu)方案。選擇方式為按優(yōu)先級選擇
常見的方案質(zhì)量屬性點有：性能、可用性、硬件成本、項目投入、復(fù)雜度、安全性、可擴展性等。
質(zhì)量屬性資源評估和未來業(yè)務(wù)發(fā)展關(guān)系 = 當前的業(yè)務(wù)規(guī)模 * (2 or 4)
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架構(gòu)設(shè)計流程： 第四步，詳細方案設(shè)計
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方法論：
- 架構(gòu)師不但要進行備選方案設(shè)計和選型，還需要對備選方案的關(guān)鍵細節(jié)有較深入的理解。
- 通過分步驟、分階段、分系統(tǒng)等方式，盡量降低方案復(fù)雜度
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可能產(chǎn)生的問題：
詳細設(shè)計方案階段可能遇到的一種極端情況就是在詳細設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)備選方案不可行，一般情況下主要的原因是備選方案設(shè)計時遺漏了某個關(guān)鍵技術(shù)點或者關(guān)鍵的質(zhì)量屬性。
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