聊聊架构(2)

我们接着上一篇聊聊架构(1)来聊软件中的架构。

什么是软件

软件的历史，可以说是用机器模拟人的历史的进一步发展。软件是提升生产力的一种手段，它让人们能够节省大量的工作时间，有更充足的时间去关注并推进自身的核心生命周期。
从冯诺依曼结构开始，程序逻辑开始脱离硬件，采用二进制编码。加上存储，配合输入输出等硬件，一个简化的大脑就出现了。图灵机则是模拟大脑的计算，用数学的方式把计算的过程定义了出来。这就是现在我们把计算机称为电脑的原因。

成本为王

限于技术的发展，软件行业的门槛还比较高。企业在采用软件之前，需要先搞清楚软件可以帮助企业做什么，软件的出现，确实可以降低业务的成本，但是在没有软件的情况下，业务也是一样能跑的。如果只是为了跟风而采用软件，说不定反而提高了成本，我们经常说软件或技术是业务的使能者(Enabler)，实际就是把业务的成本从原来很高降到了很低的程度而已，并不是有了什么新的业务。另外，软件也不是降低业务成本的唯一方式。

软件的作用

有了软件之后，软件工程师把人们日常生活中所做的事情，虚拟到计算机中。为了操纵计算机中的虚拟人，人们需要把自己本人一起虚拟到计算机中，而人们的日常活动方式则变成：通过计算机的输入输出设备来控制计算机中的自己，完成日常的工作以及与他人的沟通。这样，时间和空间的限制就被打破了，人们不再需要在现实的空间下活动，从而带来了便利。模拟人类的行为始终是软件的一个目标，包括模拟人类的各种感觉以及人类大脑的计算。比如模拟人类社会(互联网社交)，模拟交易，包括现在正在流行的VR，人工智能等等。未来不管如何发展，模拟人的所有行为都是一个大的趋势。

软件的生命周期

软件出现之后，人们慢慢开始把自己擅长的事情也交给软件来做，人们可以去做更有价值，或者学习自己不会做的事情，毕竟重复自己已知的事情不会让自己有更大的提高。
一个软件，因为某个业务虚拟化的需要而产生；后续不断更新，修改，推动软件逐渐变异，成长；当该软件不再被需要(因业务的变化)，或有更好的软件来替代的时候，该软件就会被废弃，完成使命而消亡。软件的生命周期也会发生切分，从而形成两个子生命周期：软件开发生命周期和软件运行生命周期，很明显软件运行周期是核心生命周期。

软件的开发生命周期

软件不是随便创建的，因为一旦创建，就必须要有资源维护，所以在开发组织的时候，是否需要创建一个软件，要由大家一起来讨论，认证其必要性，确定代价和所获得价值的对比，也就是ROI(Return On Investment)。
软件不是创建好就可以运行的，它需要用代码来编写，以实现对业务的模拟。代码确认无误之后，再把代码编译成机器代码，从而形成一个部署单元，部署到机器上运行。此时软件才真正诞生。

软件开发的增长

随着业务增长，一旦软件工程师进入比较复杂的业务领域，往往就会力不从心，因为业务超出了自己的能力。按照前面说的架构切分原则，软件开发的核心生命周期是编写代码。所以对于软件工程师不熟悉的行业知识，会剥离出来给熟悉业务的人员，如业务分析师(Business Analyzer, BA)，来进行行业知识和业务的识别：系统的设计会交给架构师来执行；设计的编码会交给开发人员；编码结果的校验会交给测试人员。

软件开发的迭代

软件上线后，还会不断进行修改，有时是因为要增加新的需求，有时是因为软件本身存在一些问题，比如出现Bug需要修复。

软件的运行生命周期

软件上线之后，运维人员需要把软件在部署的机器上启动，如果是服务器端软件，则需要服务提供者启动。如果是客户端软件，则需要客户自行启动。在这期间，每一个用户对这个软件的访问，都是一个访问生命周期。软件虚拟化的成效就是靠访问来达成的，所以软件的访问生命周期很重要，展示了用户的使用情况。在软件启动之后，运维会对它进行健康监测。业务也会针对该软件做业务监控，看企业业务虚拟化的成效。

软件架构

软件架构要解决两个问题：1. 业务的问题： 在现实状态下，没有软件的时候，解决问题的主体是谁，解决的是什么问题，又是如何解决的、如何运作的？ 2. 计算机的问题：a. 在软件开发生命周期中，如何用计算机语言来表达业务的生命周期？ b. 在软件运行生命周期中，模拟业务的软件需要哪些硬件设施才能够满足要求，并且当访问量越来越大的时候，软件能否支持硬件的逐渐长大和性能线性扩展？ 硬件是有可能失效的，软件如何在硬件失效的情况下，仍然能够保证可用性，让用户能够不中断地访问软件提供的服务？ 如何收集软件中产生的数据，为下一阶段的工作提供依据？

分析问题

对于软件开发生命周期，需要完成下面事情：

• 学习业务知识，认识业务的生命周期，以及生命周期中所涉及的利益相关人的核心利益述求。业务是如何拆分生命周期的，拆分出来的核心生命周期是哪个？这些生命周期是如何组织起来，并通过怎样的组织架构完成整个组织的核心利益的？
• 通过对业务知识的学习，确定核心生命周期和非核心生命周期，以及这些生命周期的组织方式，对业务进行建模，并把建模的结果用编程语言实现，这就是虚拟人的组织架构，对应的是现实生活中的组织架构，现实生活是软件思想的最主要来源。
• 理解参与业务的利益相关人是如何和业务打交道，并为每个角色的权利和义务进行代码并落地实现的。
• 考虑如何把业务运行的结果持久化，并通过合适的手段把持久化后的数据，在合适的时间合适的地点加载出来。这部分和基础设施有关，变化也会比较频繁，相当于人类把记忆存储在外部的设备中，如文件柜，并按需快速加载。

对于软件运行周期，需要完成以下这些工作：

• 需要多少硬件设备来满足访问的需求？
• 软件要如何拆分并部署到哪些硬件设备上？
• 这些软件如何通过硬件设备互相连接到一起？
• 当业务流量增大到超过一台机器的容量时，软件能否支持通过部署到新增服务器上的方式，扩大对业务的支撑？
• 当某台或某些硬件设备失效时，软件是否仍然能够不影响用户的访问？
• 软件运行产生的数据，能否提取出来并加以分析，为下一轮的业务决策提供依据？

这篇详细介绍了软件架构，下一篇会详细介绍软件架构师。