软件架构

 

软件架构概念的分类

目前软件架构概念大致分为两大流派：组成派和决策派。

组成派

Mary Shaw在《软件体系结构：一门初露端倪学科的展望》中，为“软件架构”给出了非常简明的定义：
软件系统的架构将系统描述为计算组件及组件之间的交互（The architecture of a software system defines that system interms of computational components and interactions among thosecomponents.）。

必须说明，上述定义中的“组件”是广泛意义上的元素之意，并不是指和CORBA、DCOM、EJB等相关的专有的组件概念。“计算组件”也是泛指，其实计算组件可以进一步细分为处理组件、数据组件、连接组件等。总之，“组件”可以指子系统、框架（Framework）、模块、类等不同粒度的软件单元，它们可以担负不同的计算职责。
上述定义是“组成派”软件架构概念的典型代表，有如下两个显著特点：

（1）关注架构实践中的客体——软件，以软件本身为描述对象；
（2）分析了软件的组成，即软件由承担不同计算任务的组件组成，这些组件通过相互交互完成更高层次的计算。

 

 决策派

下面来看看RUP（Rational Unified Process，Rational统一过程）中的软件架构定义。

软件架构包含了关于以下问题的重要决策：

 软件系统的组织；
 选择组成系统的结构元素和它们之间的接口，以及当这些元素相互协作时所体现的行为；
 如何组合这些元素，使它们逐渐合成为更大的子系统；
 用于指导这个系统组织的架构风格：这些元素以及它们的接口、协作和组合。

软件架构并不仅仅注重软件本身的结构和行为，还注重其他特性：使用、功能性、性能、弹性、重用、可理解性、经济和技术的限制及权衡，以及美学等。

上述定义看似冗长，但其核心思想非常明确：软件架构是在一些重要方面所作出的决策的集合。

该定义是“决策派”软件架构概念的典型代表，有如下两个显著特点：

（1）关注架构实践中的主体——人，以人的决策为描述对象；
（2）归纳了架构决策的类型，指出架构决策不仅包括关于软件系统的组织、元素、子系统和架构风格等几类决策，还包括关于众多非功能需求的决策。

 

软件架构概念

如前所述，将软件架构概念分类的好处是：包容细节差异、明确本质共性、促成概念总体上的清晰。下面我们再列举几个著名的软件架构定义，以期达到下列目的：

（1）体会和证明众多软件架构概念都是围绕“组成”和“决策”两个视角展开的；
（2）开阔视野，说不定和你合作的同事所接受的软件架构概念就是其中的一种。

具体而言，下面的定义1和定义2属于架构概念的“决策派”，而定义3、4、5、6、7属于架构概念的“组成派”。值得说明的是，定义7是来自SEI的Bass等人的相对比较新的定义，它将架构的多视图“本性”体现到了架构的定义当中，本书认为这种做法非常值得肯定。在第4章中，我们将专门讨论软件架构视图这一主题。

Booch、Rumbaugh和Jacobson的定义
架构是一系列重要决策的集合，这些决策与以下内容有关：软件的组织，构成系统的结构元素及其接口的选择，这些元素在相互协作中明确表现出的行为，这些结构元素和行为元素进一步组合所构成的更大规模的子系统，以及指导这一组织——包括这些元素及其接口、它们的协作和它们的组合——架构风格。

Woods的观点
EoinWoods是这样认为的：软件架构是一系列设计决策，如果作了不正确的决策，你的项目可能最终会被取消（Software architectureis the set of design decisions which, if made incorrectly, may causeyour project to be cancelled.）。

Garlan和Shaw的定义
Garlan和Shaw认为：架构包括组件（Component）、连接件（Connector）和约束（Constrain）三大要素。组件可以是一组代码（例如程序模块），也可以是独立的程序（例如数据库服务器）。连接件可以是过程调用、管道和消息等，用于表示组件之间的相互关系。“约束”一般为组件连接时的条件。

Perry和Wolf的定义
Perry和Wolf提出：软件架构是一组具有特定形式的架构元素，这些元素分为三类：负责完成数据加工的处理元素（Processing Elements）、作为被加工信息的数据元素（DataElements）及用于把架构的不同部分组合在一起的连接元素（Connecting Elements）。

Boehm的定义
Barry Boehm和他的学生提出：软件架构包括系统组件、连接件和约束的集合，反应不同涉众需求的集合，以及原理（Rationale）的集合。其中的原理，用于说明由组件、连接件和约束所定义的系统在实现时，是如何满足不同涉众需求的。

IEEE的定义
IEEE 610.12-1990软件工程标准词汇中是这样定义架构的：架构是以组件、组件之间的关系、组件与环境之间的关系为内容的某一系统的基本组织结构，以及指导上述内容设计与演化的原理（Principle）。

Bass的定义
SEI（Software EngineeringInstitute,SEI，美国卡内基梅隆大学软件研究所）的Bass等人给架构的定义是：某个软件或计算机系统的软件架构是该系统的一个或多个结构，每个结构均由软件元素、这些元素的外部可见属性、这些元素之间的关系组成（The software architecture of a program orcomputing system is the structure or structures of the system, whichcomprise software elements, the externally visible properties of thoseelements, and the relationships among them.）。