架构师之路一 - 架构师入门指引

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导读:本系列文章教你怎么样成为一名架构师,而本篇文章则带你先认识一下什么是架构师,架构师的工作是什么?

为什么需要架构师

为什么需要架构师或者说架构师能解决什么样的问题,我们不妨先从两个不同的视角来看一下。

技术高手的视角

小张作为一名拥有 3-5 年开发经验的技术高手,他经常会思考以下几个问题:
• 我已经工作好几年了,将来如何发展?是要一直写代码吗?
• 是不是要往上走就得做管理?
• 在中国 35 岁之后不能再做技术了吗?
• 继续做技术是不是待遇上不如做管理?
• 如果继续做技术我还要学习什么?
• 如果改做管理我应该如何转型?
• 我适合做技术还是做管理,还是别的什么?

软件企业的视角

软件企业在的产品开发过程中也经常会思考以下几个问题:
• 为什么我们的产品交付周期为什么需要那么长时间?竞争对手可能只要半年,为什么我们需要 1 年?
• 为什么我们的产品总有这样那样的质量问题?程序员在开发的时候为什么不好好把控质量,上完线出这样那样的问题?
• 为什么当初这个产品会选择这样的技术路线,技术选型的时候为什么不慎重?导致现在要用另一种技术推翻重做,带来巨大的人力成本?
• 网站的用户越来越多,性能非常吃紧,想扩展却很难?
• 为什么这个产品的代码这么难维护,找谁改都说不敢动?
• 究竟谁能在技术上保证我们的产品或项目取得成功?

从不同的角度出发会引发出一连串的疑惑,那么能解决以上疑惑的角色就是系统架构师,也可以说我们需要系统架构师来解决这些问题。

架构、架构设计与架构师的相关概念

架构

架构,又名软件架构,也称为软件体系结构。软件架构就是一个系统的蓝图,是一种设计方案,将客户的不同需求抽象成为抽象组件,并且能够描述这些抽象组件之间的通信和调用,及包括一些内部的关键机制。
它有下面三个关键概念:

  • 组件
    通常是指开发或部署的一个单元,根据考查对象的大小,组件的粒度也有所区别。在做架构的时候我们需要把握好这个力度,不能陷入代码细节,如果过度的关注代码层面的力度,那对系统的整体把握可能会出问题。
  • 组件与组件之间的关系
    是架构要考虑的重要因素,来自系统外部的请求通常是由多个组件协作完成的,系统内部结构是否良好,很大程度上取决于组件之间的关系。
  • 关键机制
    是指影响到系统可用性、安全性、性能等重要非功能特性的一些技术方案,比如技术选型、关键设计、处理流程等等。

系统架构 vs 架构设计

系统架构 是指系统在运行期的实际内部结构,架构设计是对这种内部结构的书面描述。

架构设计 是以需求分析为输入,通过架构师的分析,产出架构设计资料,用于指导后续概要设计、详细设计、开发、测试、部署、上线运行。所以说如果架构设计做的不好或者没做架构设计,那么后面环节的开发测试部署可能会出各种各样的问题。

架构设计 vs 概要设计

架构设计是以组件的视角来思考系统如何分解,并定义分解出来的组件之间的关系。
概要设计是从功能模块的视角来对系统进行分解,并定义这些功能模块之间的关系。现在提的比较少,一般做完架构设计直接做详细设计即可!

以用户登录为例,从架构设计的角度可能就只是一个用户服务组件,而从概要设计的角度可能就是前端页面、用户接口、数据库等一系列功能的设计。

架构师

架构师是负责系统架构的人、团队或组织,架构师是团队技术领导,从技术角度,承担项目技术的成功或失败的责任。在其领域内能够全局把握的人,能够给出其负责范围内的总体设计,并能解决关键问题、指导其他人员落实设计。

往往后端开发出生的架构师对后台开发这一块有很丰富的相关经验,但是还需要对前端,APP 端、测试、部署等领域也需要了解掌握,需要能做到掌控全局,这也是成为架构师需要去修炼的地方。

注解:架构师在一个团队中的权利很大,在技术上大家都要听你的,但是同时你也要承担相应的义务,一旦项目由于技术原因失败,那你就是第一责任人

架构师的价值

李智慧老师在《大型网站技术架构 核心原理与案例分析》说过软件架构师的最大价值不在于掌握多少先进的技术,而在于具有将一个大系统切分成 N 个低耦合的子模块的能力,这些子模块包含横向的业务模块,也包含纵向的基础技术模块。这种能力一部分源自专业的技术和经验,还有一部分源自于架构师对业务场景的理解、对人性的把握、甚至对世界的认知。”

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上面这张图表示未经过架构设计的系统,大家想怎么建就怎么建,用过几年后系统之间的关系没人能理清楚,自然自然程序员不敢随便改其中的代码。

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而经过良好的架构设计后系统之间逻辑清晰,可以很容易进行扩展。

架构、架构师、架构设计之间的关系

下面一张图很容易看出架构、架构师以及架构设计之间的关系
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架构师能力模型

作为架构师需要拥有以下 12 个能力模型:

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  • 沟通协作:
    架构师需要经常跟产品经理、项目经理甚至客户打交道,所以沟通能力对架构师来说非常重要,能力总结如下
    ① 具备优秀的口头、书面及表达技巧
    ② 优先的聆听者和观察者
    ③ 传达和激发团队,共享架构,确保达成一致
    ④ 个人品牌,值得信任
    ⑤ 推动良好的团队协作,合作共赢

  • 自我驱动:
    架构师为什么能够成为架构师?因为他们都会有强大的自我驱动力,总结如下
    ① 积极主动,承担职责以外的事情
    ② 持之以恒,长期保持
    ③ 严格要求自己,不满足现状

  • 高效学习:
    这个能力所有做开发的都需要具备
    ① 发现自身知识结构的优劣
    ② 形成自己的学习模式
    ③ 目标导向,学习目标要明确
    ④ 学习需要反复强化,不断实践运用

  • 良好心态:
    ① 开放心态,能够取长补短,要多与分歧者沟通
    ② 责任心,敢于决策,为决策结果负责
    ③ 严于利己,宽以待人,积极向上

  • 识别问题:
    公司花钱聘请你来的目的是让你来解决问题,而解决问题的前提是先识别问题,而架构师需要快速准确的识别问题,主要分为以下几个方面
    ① 识别问题以及问题的主体,把问题本身先搞清楚
    ② 发现问题永远比解决问题更加重要
    ③ 可以通过利益者全面沟通、竞争对手分析等手段来识别问题
    ④ 问题的优先级,可以用钱或者对业务的影响面来衡量

  • 抽象思维:
    作为架构师这个能力尤其重要
    ① 能够分解出共性和个性,提炼出共性
    ② 需求概念化(由实到虚总结升华)并归类(核心/非核心等),然后分而治之
    ③ 抽象的前提是对个性的深入理解

  • 认识深度
    ① 深层次挖掘(由虚到实)问题的本质
    ② 技术的本质
    ③ 业务的本质
    ④ 利益相关者的本质

  • 平衡取舍
    这个能力也非常重要,毕竟公司给你资源是有限的。如果给你无限的资源,那就不需要做架构了,架构师就是需要在有限的资源中最大化经济效益。往往做架构设计就是一个取舍的过程。
    ① 利益者之间利益程度的的平衡取舍
    ② 确保架构在现有有限资源约束下最合理,最大化经济效益

  • 业务能力
    不了解业务肯定做不出良好的架构设计的,需要了解业务的现状以及未来的发展趋势。
    ① 对于所在业务和领域要有较深的理解
    ② 能够对业务需求进行分解和未来判断
    ③ 好的架构师也是好的产品经理

  • 技术能力
    这是作为架构师最基本的能力
    ① 具备编码/设计/攻关等能力,丰富项目经验
    ② 技术深度,某一个领域的技术专家
    ③ 技术广度,技术知识面比较广
    ④ 技术高度,技术前瞻和判断力,技术支撑和引导业务

  • 想象力
    ① 技术创新,以业务为中心的方式识别、评估和注入颠覆性新技术的能力
    ② 战略性规划,能够为实现潜在目标设计战略路线图并推动落地
    ③ 企业执行,企业精神、承担逾期风险、交付成果

  • 架构方法论
    ① 多学习掌握业内/公司成熟的方法论,并且实践体会
    ② 自己结合项目循环总结,形成自身的架构方法论体系

架构师修炼方法

架构师可以从以下几个角度进行自我修炼

  • 丰富实战
    1、先在一个产品/项目做的比较深入,然后考虑多产品/项目的实践;
    2、积极主动进行可复用模块提炼以及思路和手段的改进,减少无效重复实践
    3、在完成本职工作的前提下,增加影响力在更大范围实践

  • 深度思考
    1、六步思考:确定与定义问题、分析问题、寻找解决问题的方法、做出决定、采取行动、评估结果与控制
    2、总结思考,形成自己的知识经验财富

  • 融入圈子
    1、融入到部门/公司架构师的圈子,尤其是要找到自己心中的导师;
    2、融入行业相同的技术圈子,互相学习交流
    3、经常写博客、参与开源社区、演讲以及培训等手段

  • 不断学习
    1、系统化知识体系的学习,权威书籍/网站/微信公众号等
    2、新技术的感知、运用、分析以及场景运用
    3、参加各种培训、分享以及交流等,与专家讲师碰撞学习

架构师成长路径

架构师的前身是一名中高级开发人员,他们通常会具备以下几个特征:

  • 工作三五年,精通一两种编程语言;
  • 精通几个框架,如 SSH;
  • 能够搭建项目的代码框架,开发核心模块,组织共通类库,编写示例程序;
  • 能够解决一些开发过程中的难题;
  • 能够对下级程序员进行指导;
  • 能够负责一些中小模块的设计;
  • 知识和能力体系与其承担什么项目有很大相关性;

在职业发展中他们有以下几条路径可走

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走管理路线可以成长为项目经理、部门经理
走技术路线可以成为某方面的技术专家、架构师、CTO

成为架构师 意味着需要具备更高的能力,并承担更大的责任。

架构师工作指南

工作职责

在标准软件研发流程体系中,软件研发分为构思阶段、设计阶段、开发测试阶段,运维阶段。而架构师需要参与整个开发流程的生命周期。

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我们接下来看看架构师在每个阶段需要干什么事。

  • 立项阶段的职责(主要是向咨询或需求分析人员提供技术咨询)

    • 进行总体架构设想
    • 论证技术可行性
    • 验证某些关键技术问题
  • 业务分析和需求分析阶段的职责
    协助业务分析人员产出业务分析成果,包括以下事项:

    • 与产品团队协作完成业务分析文档
    • 参与系统业务价值讨论

    协助需求分析人员完成需求分析,包括以下事项:

    • 对产品团队进行技术支撑,解答产品团队的技术疑问
    • 把握产品团队的需求成果,确保形式和内容符合架构设计输入需要,确保功能可实现,非功能性需求指标合理,成本和工期可接受
    • 完善需求分析
  • 架构设计阶段的职责(独立完成架构设计)

    • 逻辑架构设计,将系统分解为非技术性的逻辑组件,并定义其间的关系
    • 物理架构设计,将逻辑架构中的组件和关系进行技术化、具体化
    • 对于没有经验的技术点,验证其可行性
    • 性能验证
    • 技术选型时对多种方案对比验证
    • 架构评审,设计完成时邀请其他成员、组外专家、领导、高阶架构师对自己的工作成果进行评审
    • 软硬件采购申请,对设计、开发、测试、部署各环节需要的硬件及软件编写采购清单,提交申请
  • 概要设计和详细设计阶段的职责(与开发组长一起完成概要设计)

    • 功能清单整理,根据系统用例和架构设计中的组件定义推导出功能清单
    • 接口定义,包括组件间的通信机制定义和功能模块间的接口定义

    与开发组长一同确定详细设计的范围,指导中级开发人员完成必要的详细设计

    • 初期指导,说明架构设计意图、详细设计注意事项
    • 设计检查与评审,确保详细设计符合架构设计要求
    • 参与数据库设计,确保数据库设计符合架构设计要求,主要考虑性能、数据量等问题
    • 参加界面设计评审
  • 开发阶段的职责
    指导开发人员落实架构设计中要开发组件的实现,包括以下事项:
    初期指导:

    • 向开发团队说明开发相关的架构设计意图
    • 配合开发组长搭建开发环境,建立各组件的代码工程
    • 解答开发团队的疑问

    代码检查与评审:

    • 检查工程结构是否合理
    • 检查组件的版本是否合适
    • 检查接口是否与架构设计一致
    • 检查主要处理流程的调用关系
    • 检查关键功能的实现
    • 检查通信方式
    • 检查并发处理方式
    • 检查连接池、线程池等资源的利用
    • 检查缓存的实现方式和策略
    • 检查配置项实现方式
    • 检查构建脚本
  • 测试阶段的职责
    指导测试人员检验架构设计中非功能特性的实现,包括以下事项:
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  • 运维阶段的职责
    指导运维人员部署系统以及在后续运维过程中进行指导,包括以下事项:
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  • 架构师在组织中的职责
    架构师是高级技术人员,在项目之外,还需要承担一定的组织建设职责,包括以下事项:
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工作流程

架构师在项目中的活动需要有一定的流程,正常过程如下:

  • 制定项目的架构工作计划
  • 完善需求分析
  • 进行架构设计
  • 指导概要设计
  • 指导详细设计
  • 指导开发
  • 指导测试
  • 指导上线运维
  • 管理架构变更

周边协作

架构师由于需要参与整个项目的生命周期,所以基本需要与所有相关人员进行协作,具体可参看下图:
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资源保障

架构师在工作过程中会有一些资源需求,可通过以下方式进行获取:
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架构师的考核

可以通过以下维度对架构师进行综合考核:

  • 考核架构工作计划执行的完整性
  • 考核架构设计文档的质量
  • 考核指导、检查和评审的效果
  • 考核项目非功能性需求的满足情况
  • 考核架构师知识经验的分享情况
  • 考核架构师对公司产品的改进情况
  • 架构

    我们平时所说的“架构”主要是指软件架构,这是有关软件整体结构与组件的抽象描述,用于指导软件系统各个方面的设计。另外还有“业务架构”、“网络架构”、“硬件架构”等细分领域。

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