開發(fā)的終極目標(biāo)--架構(gòu)師

首先我們看什么是架構(gòu)師？架構(gòu)師應(yīng)該具備哪些能力？

大家都知道很多公司都有架構(gòu)師這個(gè)職位，但是我想告訴大家的是看一個(gè)人是不是架構(gòu)師不是看職位，而是看他所具備的能力以及正在做的事，所以有架構(gòu)師頭銜的人不一定具備架構(gòu)師的能力，而不是架構(gòu)師的人卻在做著架構(gòu)師的工作。
架構(gòu)師類似于建筑行業(yè)的總設(shè)計(jì)師，通常在一個(gè)軟件項(xiàng)目中，架構(gòu)師需要完成軟件項(xiàng)目中所有技術(shù)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，架構(gòu)師雖然說(shuō)不用親自編寫所有代碼，但是架構(gòu)師會(huì)對(duì)項(xiàng)目中所有運(yùn)用的技術(shù)環(huán)節(jié)了如指掌。
因此架構(gòu)師既可以是一個(gè)很簡(jiǎn)單的工作，也可以是一個(gè)具備超高難度的工作。而具體的難度系數(shù)，取決于具體的項(xiàng)目類型。就好像蓋一個(gè)兩層小樓，和一個(gè)跨海大橋，對(duì)架構(gòu)師的要求截然不同。

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比如說(shuō)我們現(xiàn)在目標(biāo)任務(wù)是開發(fā)一個(gè)自主品牌的mp3播放器，我們的架構(gòu)師需要懂硬件，比如單片機(jī),傳感器，聲音設(shè)備，再利用匯編或者C語(yǔ)言，來(lái)對(duì)該電子系統(tǒng)編寫相應(yīng)的程序，就可以完成這樣的一套mp3程序開發(fā)。
但軟件的架構(gòu)師在不斷進(jìn)化著，在計(jì)算機(jī)發(fā)明的初期，幾乎大部分應(yīng)用程序都是直接針對(duì)硬件來(lái)編寫的，但是這樣會(huì)導(dǎo)致程序的通用性差，所以才出現(xiàn)了操作系統(tǒng)。在目前市場(chǎng)上流通的大部分軟件都是工作在操作系統(tǒng)之上的。
因此我們可以看見第二張圖的這樣的架構(gòu)。

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編寫這樣的應(yīng)用程序需要我們架構(gòu)師了解硬件，了解操作系統(tǒng)，并且能夠使用C，C++，VB，等編程語(yǔ)言調(diào)用操作系統(tǒng)SDK完成軟件功能開發(fā)。由操作系統(tǒng)去跟硬件系統(tǒng)打交道，這樣對(duì)于開發(fā)人員的要求就降低了很多，同時(shí)應(yīng)用程序的通用性會(huì)變得更好。
再看看第三張圖

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隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)很多軟件都是在和數(shù)據(jù)打交道，用戶數(shù)據(jù)需要記錄到系統(tǒng)中，同時(shí)應(yīng)該能快速的檢索數(shù)據(jù)，因此在我們的單機(jī)應(yīng)用中出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)這么一類應(yīng)用程序。在需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，搜書數(shù)據(jù)，以及對(duì)數(shù)據(jù)加工處理統(tǒng)計(jì)的時(shí)候可以把這些工作交給數(shù)據(jù)庫(kù)去處理。
做這類應(yīng)用軟件的開發(fā)工程師，對(duì)硬件和操作系統(tǒng)了解即可。需要他精通數(shù)據(jù)庫(kù)，并且能用任意語(yǔ)言調(diào)用系統(tǒng)提供的SDK。
在看看第四張圖

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這個(gè)是C/S應(yīng)用程序架構(gòu)，這里的客戶端架構(gòu)與第三張圖單機(jī)應(yīng)用類似，唯一不同的是在數(shù)據(jù)的來(lái)源的上作出了改變。原本的單機(jī)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)存在本地，但是一個(gè)軟件系統(tǒng)如果有多人使用多個(gè)客戶端連接的時(shí)候，不可能把數(shù)據(jù)庫(kù)再放到莫一臺(tái)客戶機(jī)中。
解決方案就是讓數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)客戶端提供數(shù)據(jù)服務(wù)。直接通過(guò)客戶端遠(yuǎn)程連接直接操作數(shù)據(jù)庫(kù)這種方式也是不可以的，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)如果直接對(duì)外提供數(shù)據(jù)服務(wù)，那么凡是能連接到該網(wǎng)絡(luò)的用戶都可以繞過(guò)客戶端操作數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣數(shù)據(jù)安全就得不到保障。
因此出現(xiàn)了Server，我們通過(guò)服務(wù)器端程序來(lái)操作數(shù)據(jù)庫(kù)，客戶端程序只能選擇與服務(wù)器端交互，所有的業(yè)務(wù)操作由服務(wù)器端完成，這種模式就是C/S架構(gòu)。
完成C/S架構(gòu)的架構(gòu)師就比做單機(jī)應(yīng)用的架構(gòu)師難度大很多，不僅要懂得單機(jī)應(yīng)用開發(fā)所需要的知識(shí)，還需要掌握網(wǎng)路數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，以及web服務(wù)，socket服務(wù)等技術(shù)。
C/S應(yīng)用程序架構(gòu)存在一些缺點(diǎn)：需要更新所有已安裝的客戶端版本，而且會(huì)出現(xiàn)多個(gè)版本并存的情況，后期維護(hù)代價(jià)極高，而且很不方便。
因?yàn)檫@些原因，就出現(xiàn)了B/S這些架構(gòu)的軟件。

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如圖所示，我們可以看到此架構(gòu)的服務(wù)端與第四張的服務(wù)器端基本一致。主要區(qū)別是B/S架構(gòu)的應(yīng)用程序不需要安裝客戶端程序，而是使用大部分的計(jì)算機(jī)都有安裝的瀏覽器來(lái)作為系統(tǒng)前端來(lái)與用戶交互，而瀏覽器加載的內(nèi)容全部來(lái)由服務(wù)端輸出.
這樣B/S的架構(gòu)師難度相對(duì)來(lái)說(shuō)比C/S架構(gòu)師低很多，并且有諸多的成熟的解決方案，比如：java的javaee架構(gòu)，微軟的asp.net架構(gòu)，完全開源的lamp架構(gòu)，都是很成熟的解決方案。
這樣架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于因?yàn)榇嬖诖罅康某墒斓慕鉀Q方案，只需要一臺(tái)可連入網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器，就可以讓整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。開發(fā)速度快，運(yùn)營(yíng)成本低。這種解決方案被廣泛接納。所以做這樣架構(gòu)的程序員數(shù)量很多，也因此往往不被當(dāng)做架構(gòu)師來(lái)看待。但是做這樣架構(gòu)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)也架構(gòu)設(shè)計(jì)中的一種。
我們來(lái)看第6張圖

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從2010年以后，智能手機(jī)在國(guó)內(nèi)大量普及，幾年時(shí)間誕生了數(shù)百萬(wàn)的App與手機(jī)游戲，往往一個(gè)項(xiàng)目既擁有自己的網(wǎng)站，又擁有獨(dú)立的APP，而且作為一個(gè)整體的系統(tǒng)，iOS，安卓，與網(wǎng)頁(yè)的數(shù)據(jù)應(yīng)該是一致的。
那么要做到這樣的架構(gòu)設(shè)計(jì)的話，我們需要讓我們的ios，安卓客戶端共用我們的服務(wù)端，這樣我們的多端才能保持?jǐn)?shù)據(jù)高度一致。
服務(wù)器端的結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的變化，但是軟件設(shè)計(jì)的方式產(chǎn)生了變化，原本B/S架構(gòu)中由服務(wù)端向?yàn)g覽器輸出相應(yīng)的html，css，js等靜態(tài)內(nèi)容即可，但如果涉及到移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)，我們會(huì)將我們的應(yīng)用程序規(guī)范化，把前端和后端完全區(qū)分開來(lái)。
服務(wù)器端提供數(shù)據(jù)交互服務(wù)，并編寫相應(yīng)的接口，移動(dòng)端進(jìn)行接口調(diào)用，并完成界面數(shù)據(jù)填充以負(fù)責(zé)用戶交互，即便是移動(dòng)端瀏覽器，也應(yīng)采用這種方式來(lái)交互。
接下來(lái)看第7張圖

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它和6張圖比較類似，但多出來(lái)幾塊。我們把橫線以上的部分叫服務(wù)端，橫線以下的叫前端。我們?cè)谝苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，經(jīng)常會(huì)涉及到自己的平臺(tái)與第三方平臺(tái)的交互，我們的應(yīng)用在接入支付寶，微信，微博等功能后，還會(huì)涉及到與第三方平臺(tái)的功能交互。
通常需要我們通過(guò)服務(wù)器發(fā)起請(qǐng)求調(diào)用第三方的API，并且為第三方的平臺(tái)保留回調(diào)的接口，因此在制作這樣的應(yīng)用程序開發(fā)的時(shí)候，架構(gòu)師除了要掌握移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)外，還需要對(duì)第三方提供的功能與規(guī)范以及相應(yīng)接口有充分的了解。
來(lái)看第8張圖

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如果只是從功能實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，能夠按照第7張圖完成架構(gòu)設(shè)計(jì)的架構(gòu)師，已經(jīng)能滿足需求。但是在實(shí)際運(yùn)營(yíng)的項(xiàng)目中，除了有功能需求以外，還要有質(zhì)量需求，比如：網(wǎng)站的負(fù)載能力，網(wǎng)絡(luò)并發(fā)連接數(shù)，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量，項(xiàng)目是否具有擴(kuò)容能力等。
之前所展示給大家的所有架構(gòu)，都是基于單服務(wù)器架構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)的，如果只有一臺(tái)服務(wù)器，無(wú)能我們?cè)鯓踊ㄥX來(lái)升級(jí)他的硬件配置，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)很快將無(wú)法進(jìn)一步擴(kuò)容。最好的CPU，最大的內(nèi)存條也是有限度的，因此采用集群架構(gòu)，才是解決問(wèn)題的正確方法。
而第8張圖所畫的就是標(biāo)準(zhǔn)的分布式集群架構(gòu)，集群的擴(kuò)容原則就是一個(gè)人干不完的活多個(gè)人一起干，讓服務(wù)器與服務(wù)器之間，進(jìn)行分工與協(xié)作。2
而做分布式集群的架構(gòu)的架構(gòu)師，也有著較高的要求，而互聯(lián)網(wǎng)上受人敬仰的架構(gòu)師大多屬于這類。你也可以認(rèn)為這才是真正的架構(gòu)師。
看第9張圖

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服務(wù)器端同第7張，第8張可以是一致的，具體是選擇哪個(gè)服務(wù)器的架構(gòu)，取決于項(xiàng)目的規(guī)模。項(xiàng)目初期用戶量少，可以選擇單服務(wù)器架構(gòu)，如果項(xiàng)目后期服務(wù)器負(fù)載壓力過(guò)大，可以重構(gòu)為分布式集群架構(gòu)。
第9張圖的重點(diǎn)在于項(xiàng)目前端，我們來(lái)看前端的技術(shù)架構(gòu)圖，這里所畫的是市面所流行的混合APP的架構(gòu)。
著名的混合APP應(yīng)用有很多，比如說(shuō)支付寶手機(jī)客戶端，還有Facebook，這些應(yīng)用都是采用混合APP架構(gòu)設(shè)計(jì)的。
混合APP應(yīng)用使用html，和css打造用戶界面，無(wú)論是在瀏覽器，微信端，還是在APP中，都是如此。因此他具備B/S應(yīng)用程序的優(yōu)點(diǎn)，可以在服務(wù)器端更新應(yīng)用內(nèi)容，并且讓應(yīng)用在ios，安卓，瀏覽器端保持高度一致性。
利用單頁(yè)web APP開發(fā)技術(shù)，能夠讓網(wǎng)頁(yè)程序像原生應(yīng)用一樣流暢，而web APP的缺點(diǎn)在于，網(wǎng)頁(yè)js程序無(wú)法調(diào)用手機(jī)硬件功能，但是混合APP架構(gòu)可以通過(guò)微信sdk，微博sdk ，iOS bridges，安卓bridge是等方式來(lái)獲取微信APP，微博APP以及手機(jī)硬件的功能。
因此混合APP架構(gòu)同時(shí)具備了web APP與原生應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，成為了市場(chǎng)上主流的移動(dòng)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)方法。跨平臺(tái)兼容性好，開發(fā)成本低，開發(fā)速度快。逐步取代了大量的原生應(yīng)用。這也是我們兄弟全棧工程師學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。