
軟件架構(gòu)與設計培訓
單元 架構(gòu)與架構(gòu)視圖
一、軟件架構(gòu)是針對軟件系統(tǒng)、子系統(tǒng)以及模塊層次的設計過程,包括如何組織系統(tǒng)組件,管理 組件之間關(guān)系以及指導設計的基本原則
1、 架構(gòu)的定義 (1)架構(gòu)的概念與定義 IEEE對架構(gòu)的定義。對組件的理解,對自治組件與服務的分析;組件與環(huán)境的關(guān)系。
案例分析:大型銀行與保險系統(tǒng)的客戶核心系統(tǒng)的架構(gòu)演化,通過分析系統(tǒng)集成、部署以及系統(tǒng)間通信的方式,深入對架構(gòu)的理解。
Kruchten對架構(gòu)的定義。提出了架構(gòu)風格的概念,并體現(xiàn)了架構(gòu)演化的思想。結(jié)合Spring、Linux的設計思想,初步建立架構(gòu)風格的基礎知識。
(2)識別可重用的架構(gòu)資源 介紹架構(gòu)資源元模型,分析開發(fā)期資源和運行期資源。
通過案例介紹參考架構(gòu)、架構(gòu)風格與架構(gòu)模式在軟件架構(gòu)過程中的運用。 案例分析:商業(yè)智能SaaS平臺系統(tǒng)中,
架構(gòu)對整個系統(tǒng)設計的指導意義。以真實案例剖析對可重用資源的運用。例如在商業(yè)智能SaaS平臺中,選擇了SaleForce作為參考架構(gòu),對系統(tǒng)架構(gòu)設計產(chǎn)生的影響。
2、架構(gòu)視圖 (1)分而治之的設計原則 軟件系統(tǒng)的復雜度主要來自其規(guī)模。規(guī)模越大,復雜度越高,
降低復雜度的有效途徑就是縮小規(guī)模,解決之道就是“分而治之”,核心思想是關(guān)注點分離。
在架構(gòu)設計中,通常運用“視圖”的概念對整個系統(tǒng)進行分解。通過不同涉眾不同角色的不同觀察視角,對系統(tǒng)進行劃分。
(2)架構(gòu)視圖實例講解 a. Christine提出的架構(gòu)視圖剖析,分別包括概念視圖、模塊視圖、執(zhí)行視圖與代碼視圖。
案例分析:圖像處理系統(tǒng)的架構(gòu)視圖。對圖像處理系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析,分別建立該系統(tǒng)的概念視圖、模塊視圖、
執(zhí)行視圖與代碼視圖。 b. RUP 4+1視圖 介紹RUP 4+1視圖的組成以及各個視圖之間的關(guān)系。
內(nèi)容二
第2單元 架構(gòu)風格與參考架構(gòu)
一、REST架構(gòu)風格
1、 REST描述了Web作為一個分布式超媒體的應用,相互鏈接的資源通過交換代表資源狀態(tài)的表述來進行通信。
它 是WEB系統(tǒng)架構(gòu)運用為廣泛的架構(gòu)風格。 案例分析:訂單管理系統(tǒng)的REST架構(gòu)。通過案例講述如何在架構(gòu)設計中運用REST架構(gòu)。
2、基于消息的分布式架構(gòu) 分布式架構(gòu)是企業(yè)軟件系統(tǒng)主要采用的一種架構(gòu)風格,通過使用基于消息的中間件完成消息的發(fā)送與接收,
從而實現(xiàn)系統(tǒng)之間的集成,以及業(yè)務處理的異步模型。 案例:醫(yī)療衛(wèi)生知識庫系統(tǒng)。通過引入消息隊列改善系統(tǒng)架構(gòu)的質(zhì)量。
3、數(shù)據(jù)為中心的軟件架構(gòu) 一般的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)都分為三個步驟:Data Ingestion、Data Storage與Data Processing。
在大數(shù)據(jù)處理中,這種模型體現(xiàn)得更為明顯。所有的軟件系統(tǒng)都離不開數(shù)據(jù)處理。
此外,本節(jié)內(nèi)容還會講解MapReduce架構(gòu)風格,剖析MapReduce的架構(gòu)原理和佳實踐。
案例:Twitter數(shù)據(jù)管理與分析,運用Apache HDFS、Flume、HIVE,完成對Twitter數(shù)據(jù)的管理與分析。
4、基于云的軟件架構(gòu) 基于云的軟件架構(gòu)可以分為三個層次,即SaaS,PaaS和IaaS。本節(jié)主要講解基于元數(shù)據(jù)的多租戶SaaS架構(gòu)。
內(nèi)容三
第3單元 架構(gòu)模式與應用實踐
一、分層架構(gòu)模式與實踐
1、 講解經(jīng)典的軟件分層架構(gòu)。
2、微內(nèi)核架構(gòu)模式與實踐 微內(nèi)核模式是架構(gòu)模式中極為重要的一種模式,
尤其是它劃分功能子集為核心功能子集的設計思想非常重要,但它的重要性卻常常被人忽略。 案例:商業(yè)智能SaaS平臺與Spring框架對微內(nèi)核模式的運用
3、 管道-過濾器架構(gòu)模式與實踐 若要實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的良好可擴展性,有效降低數(shù)據(jù)處理的算法復雜度,就需要運用管道-過濾器模式。
案例:商業(yè)智能SaaS平臺的核心算法
4、MVC架構(gòu)模式與實踐 MVC架構(gòu)模式是常用的架構(gòu)模式,體現(xiàn)了關(guān)注點分離的架構(gòu)原則。
在介紹MVC模式的同時,還將深入分析與比較MVC模式與MVP模式之間的異同。 案例:Ruby 0n Rails的MVC架構(gòu)
內(nèi)容四
第四單元 架構(gòu)核心原則與設計策略 一、設計簡單的架構(gòu)
1、 設計的意圖:通過清晰地表達設計意圖,以簡化系統(tǒng)的整體架構(gòu),并有利于設計者與開發(fā)者之間的溝通。
案例分析:Ruby 0n Rails的架構(gòu)設計
2、保系統(tǒng)足夠小,促進恰如其分的架構(gòu)設計
3、分而治之與關(guān)注點分離:遵循“關(guān)注點分離”的架構(gòu)原則,將架構(gòu)的分離策略分為縱橫分離與內(nèi)外分離。
4、如何化繁為簡:通過專注實體的職責,整體分析系統(tǒng)、范圍與核心概念;并通過抽象簡化簡化整個系統(tǒng)的模型。
5、設計的演進:通過具體案例講解如何運用風險驅(qū)動進行架構(gòu)的設計與演化。
二、設計一致的架構(gòu) 1、設計風格的一致性:合理運用前面講到的架構(gòu)風格,針對不同場景做出正確的架構(gòu)決策。分析基于約束對架構(gòu)風格的驅(qū)動設計方式。
2、概念的一致性:如何通過業(yè)務分析甄別領域概念,對整個系統(tǒng)的領域邏輯進行建模,并利用抽象簡化模型。
通過引入DDD的概念,以確定一致的設計概念,以便于開發(fā)團隊的溝通和協(xié)作。
3、解決方案的一致性:要求在系統(tǒng)設計時,確保針對同一個問題域采用一致的解決方案。
4、路線圖:確定產(chǎn)品線,制定路線圖,作為保一致架構(gòu)的高層藍圖。
三、設計自治的架構(gòu) 1、小完備特征:設計小完備的對象、組件與服務。通過識別設計特征來判斷實體是否符合小完備原則。
2、自我履行特征:設計智能有意識的對象,可以通過從調(diào)用端和提供行為的一方雙向地分析,以改善職責的分配。
3、穩(wěn)定空間特征:合理的封裝,維持實體的邊界,并提供開放空間以滿足系統(tǒng)整體架構(gòu)的可擴展性。劃定軟件系統(tǒng)的邏輯邊界與物理邊界,保系統(tǒng)的可重用性。
內(nèi)容五
第五單元 MMN架構(gòu)設計過程
一、MMN架構(gòu)設計過程是指對系統(tǒng)架構(gòu)從宏觀、微觀與納米層面的整體設計過程。
這是一個迭代和演進的設計過程,通過自頂向下結(jié)合自下而上的方式,對整個軟件系統(tǒng)進行分析與設計,保整個軟件系統(tǒng)滿足功能需求與質(zhì)量屬性。
1、1、宏觀視圖的架構(gòu)因素與設計過程 (1)定義架構(gòu)概圖:包括調(diào)查架構(gòu)資源,明確架構(gòu)的,
根據(jù)架構(gòu)做出重要的設計決策,并分析主要的用例場景,以建立一個粗略的架構(gòu)概圖。 案例分析:企業(yè)應用套件的架構(gòu)概圖
(2)架構(gòu)全局分析:識別架構(gòu)風險,并確定風險優(yōu)先級。然后根據(jù)識別出來的風險編寫架構(gòu)因素表,制訂具體的架構(gòu)策略。
同時確定整個系統(tǒng)的關(guān)鍵場景。 案例分析:遠程訪問的架構(gòu)策略
(3)構(gòu)建概念模型:確定技術(shù)框架與技術(shù)選型,識別并分析軟件產(chǎn)品的設計約束,從而確定架構(gòu)風格,并根據(jù)具體場景運用架構(gòu)模式。
案例分析:CIMS架構(gòu)概念模型 (3)建立系統(tǒng)的邏輯視圖和物理視圖 案例分析:集團智能信息輔助系統(tǒng)的架構(gòu)概念模型
2、微觀視圖的架構(gòu)因素與設計過程 (1)細化邏輯視圖:進行領域分析,確定系統(tǒng)的應用邏輯架構(gòu)與業(yè)務邏輯架構(gòu),并設計整個系統(tǒng)的模塊視圖;
案例分析:汽車0售管理系統(tǒng)領域分析 案例分析:商業(yè)智能SaaS平臺邏輯架構(gòu)
(2)細化物理視圖:執(zhí)行運行時分析,確定通信機制和資源分配,并以此為根據(jù)設計部署視圖和執(zhí)行視圖 案例分析:燃氣集團解決方案
3、納米視圖的架構(gòu)因素與設計過程 (1)構(gòu)建設計模型:講解職責驅(qū)動設計,通過角色、職責與協(xié)作完成對象的職責分配,
并通過識別變化點,利用抽象對變化進行封裝,以及合理運用設計模式。 案例分析:數(shù)據(jù)分析器 案例分析:商業(yè)智能SaaS平臺引擎設計
(2)代碼視圖:包括確定部署組件、配置管理、持續(xù)集成等與代碼有關(guān)的內(nèi)容。
內(nèi)容六
第六單元 大型軟件系統(tǒng)體系架構(gòu) 一、
1、在線0售商集成解決方案 整個系統(tǒng)牽涉到電子商務、庫存管理、呼叫中心、郵件服務等多個系統(tǒng)的集成。
該解決方案通過運用分布式系統(tǒng)的佳實踐,運用基于消息的中間件,對系統(tǒng)進行整體設計,使得系統(tǒng)能夠高質(zhì)量地支撐在線0售商的核心業(yè)務。
2、銀行保險客戶核心支撐系統(tǒng)真實案例,是某大型金融集團的客戶核心支撐系統(tǒng),需要支持的業(yè)務系統(tǒng)多達數(shù)十個,且具有不同的業(yè)務,部署在不同的平臺。
如何通過合理地設計,運用ESB和REST對整個系統(tǒng)進行集