軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)演講人：日期:目錄CATALOGUE02.設(shè)計(jì)原則與目標(biāo)04.架構(gòu)開發(fā)流程05.質(zhì)量屬性保障01.03.常見架構(gòu)模式06.架構(gòu)評(píng)估方法體系結(jié)構(gòu)基本概念01體系結(jié)構(gòu)基本概念PART定義軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是描述軟件組成部分及其相互關(guān)系，以指導(dǎo)軟件開發(fā)和維護(hù)的過程。核心價(jià)值提高軟件質(zhì)量、降低開發(fā)成本、增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性、便于維護(hù)和升級(jí)。定義與核心價(jià)值與軟件系統(tǒng)交互的其他系統(tǒng)或硬件設(shè)備。外部系統(tǒng)用戶界面、用戶體驗(yàn)和交互設(shè)計(jì)等方面。人機(jī)交互01020304包括算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、功能模塊、接口等。軟件元素技術(shù)選型、性能要求、安全策略等限制條件。系統(tǒng)約束系統(tǒng)核心組成要素滿足基本功能需求，體系結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。初始階段演進(jìn)歷程與趨勢(shì)提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性，引入更多設(shè)計(jì)模式和技術(shù)。成長(zhǎng)階段優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低維護(hù)成本，提高可擴(kuò)展性。成熟階段云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、微服務(wù)等技術(shù)推動(dòng)下的體系結(jié)構(gòu)變革。當(dāng)前趨勢(shì)02設(shè)計(jì)原則與目標(biāo)PART模塊化設(shè)計(jì)將系統(tǒng)劃分為獨(dú)立且互相協(xié)作的模塊，每個(gè)模塊完成獨(dú)立的功能，便于管理和維護(hù)。解耦設(shè)計(jì)降低模塊之間的耦合度，減少模塊間的依賴關(guān)系，以提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。模塊化與解耦原則數(shù)據(jù)抽象將數(shù)據(jù)與操作分離，定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問的封裝和復(fù)用。抽象層次劃分方法功能抽象將復(fù)雜的功能劃分為簡(jiǎn)單的、可復(fù)用的功能單元，建立清晰的功能層次結(jié)構(gòu)。控制抽象將控制邏輯與具體業(yè)務(wù)邏輯分離，實(shí)現(xiàn)控制邏輯的通用性和靈活性。關(guān)注點(diǎn)分離在系統(tǒng)中劃分不同的層次，每個(gè)層次完成不同的職責(zé)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)層次的清晰劃分。縱向分離橫向分離將系統(tǒng)劃分為不同的功能模塊，每個(gè)模塊完成獨(dú)立的功能，降低模塊間的相互影響。將不同關(guān)注點(diǎn)的問題分開處理，如業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)處理、界面展示等，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性。關(guān)注分離實(shí)現(xiàn)路徑03常見架構(gòu)模式PART分層架構(gòu)模型清晰的結(jié)構(gòu)01分層架構(gòu)將系統(tǒng)劃分為不同的層次，如表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層，使得開發(fā)人員能夠更清晰地理解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和各部分之間的關(guān)系。職責(zé)分離02每個(gè)層次都有特定的職責(zé)和角色，例如表現(xiàn)層負(fù)責(zé)用戶界面，業(yè)務(wù)邏輯層負(fù)責(zé)處理業(yè)務(wù)邏輯，數(shù)據(jù)訪問層負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫交互，這有助于降低系統(tǒng)的復(fù)雜性。易于維護(hù)和擴(kuò)展03分層架構(gòu)使得系統(tǒng)更易于維護(hù)和擴(kuò)展，因?yàn)榭梢元?dú)立地修改或擴(kuò)展每一層，而不會(huì)對(duì)其他層產(chǎn)生過大的影響。安全性04分層架構(gòu)可以提供更好的安全性，因?yàn)榭梢栽诒憩F(xiàn)層和數(shù)據(jù)訪問層之間添加安全層，以控制對(duì)敏感數(shù)據(jù)和功能的訪問。微服務(wù)架構(gòu)允許開發(fā)團(tuán)隊(duì)選擇適合每個(gè)服務(wù)的最佳技術(shù)和工具，從而提高系統(tǒng)的靈活性和可配置性。每個(gè)微服務(wù)都是獨(dú)立的實(shí)體，可以獨(dú)立開發(fā)、部署和擴(kuò)展，從而提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可靠性。微服務(wù)架構(gòu)支持持續(xù)集成和持續(xù)部署，使得新的服務(wù)和功能可以更快地部署到生產(chǎn)環(huán)境中。微服務(wù)架構(gòu)可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)地分配資源，從而提高資源的利用率和系統(tǒng)性能。微服務(wù)架構(gòu)特點(diǎn)高度可配置獨(dú)立性易于部署高效利用資源松耦合事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)通過事件來將各個(gè)組件解耦，使得系統(tǒng)更加靈活和易于擴(kuò)展?？煽啃愿呤录?qū)動(dòng)架構(gòu)通過事件日志和事件隊(duì)列等方式來保證事件的可靠性和持久性，即使系統(tǒng)出現(xiàn)故障也能保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。異步處理事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)支持異步處理，可以在不阻塞主線程的情況下處理多個(gè)事件，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和吞吐量。易于擴(kuò)展事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)可以根據(jù)需要添加新的事件和處理器，從而方便地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)的功能和性能。事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)優(yōu)勢(shì)0102030404架構(gòu)開發(fā)流程PART需求分析與約束識(shí)別業(yè)務(wù)流程分析明確系統(tǒng)所需完成的業(yè)務(wù)流程，識(shí)別關(guān)鍵業(yè)務(wù)場(chǎng)景和用戶需求。數(shù)據(jù)流程分析梳理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的流向，識(shí)別關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)體和數(shù)據(jù)操作。技術(shù)約束分析分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)的限制和約束條件，如性能、安全性、可擴(kuò)展性等。法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)約束識(shí)別適用的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，確保架構(gòu)合規(guī)。架構(gòu)風(fēng)格選擇根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)選擇適合的架構(gòu)風(fēng)格，如分層架構(gòu)、事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)等。關(guān)鍵架構(gòu)決策制定01技術(shù)選型決策基于需求分析和約束識(shí)別，選擇合適的技術(shù)和框架。02數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案確定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫類型及數(shù)據(jù)備份策略。03分布式系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)確定系統(tǒng)的分布式架構(gòu)，包括服務(wù)拆分、通信機(jī)制等。04架構(gòu)視圖明確架構(gòu)視圖的種類和用途，如邏輯視圖、物理視圖、數(shù)據(jù)視圖等。架構(gòu)描述語言選擇適當(dāng)?shù)募軜?gòu)描述語言，如UML、ArchiMate等。架構(gòu)文檔模板制定統(tǒng)一的架構(gòu)文檔模板，包括封面、目錄、正文等部分。文檔內(nèi)容要求規(guī)定必須包含的內(nèi)容，如架構(gòu)目標(biāo)、架構(gòu)決策、關(guān)鍵組件等。架構(gòu)文檔編制標(biāo)準(zhǔn)05質(zhì)量屬性保障PART冗余設(shè)計(jì)在關(guān)鍵組件或模塊上采用冗余設(shè)計(jì)，以應(yīng)對(duì)單點(diǎn)故障，提高系統(tǒng)可靠性。可靠性設(shè)計(jì)策略錯(cuò)誤檢測(cè)與恢復(fù)實(shí)施全面的錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理錯(cuò)誤，降低系統(tǒng)宕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。負(fù)載均衡通過負(fù)載均衡技術(shù)，將請(qǐng)求均勻分配到各個(gè)組件，避免單點(diǎn)過載。可擴(kuò)展性實(shí)現(xiàn)機(jī)制模塊化設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)劃分為獨(dú)立的模塊，方便擴(kuò)展和維護(hù)。松耦合架構(gòu)彈性擴(kuò)展采用松耦合的架構(gòu)，使得系統(tǒng)各組件之間的依賴關(guān)系盡可能減少，提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。根據(jù)業(yè)務(wù)需求，動(dòng)態(tài)地增加或減少資源，以滿足系統(tǒng)不斷增長(zhǎng)的需求。123數(shù)據(jù)加密實(shí)施嚴(yán)格的訪問控制策略，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和操作。訪問控制安全審計(jì)記錄系統(tǒng)操作日志，以便追蹤和審查系統(tǒng)操作行為，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)和傳輸，確保數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)和傳輸過程中不被竊取或篡改。安全性防護(hù)體系06架構(gòu)評(píng)估方法PART評(píng)估體系結(jié)構(gòu)是否滿足業(yè)務(wù)需求，識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)，提出改進(jìn)建議。準(zhǔn)備階段、評(píng)估階段、后續(xù)活動(dòng)。問卷調(diào)查、訪談、場(chǎng)景演練等。評(píng)估報(bào)告、改進(jìn)建議、風(fēng)險(xiǎn)列表。ATAM評(píng)估框架ATAM目標(biāo)評(píng)估步驟評(píng)估方法評(píng)估成果定義場(chǎng)景、描述場(chǎng)景、分析場(chǎng)景、評(píng)估場(chǎng)景。評(píng)估步驟業(yè)務(wù)場(chǎng)景、技術(shù)場(chǎng)景、系統(tǒng)場(chǎng)景等。場(chǎng)景類型01020304基于場(chǎng)景技術(shù)，描述系統(tǒng)必須支持的活動(dòng)和將要發(fā)生的變化。SAAM核心場(chǎng)景描述文檔、體系結(jié)構(gòu)評(píng)估報(bào)告。評(píng)估