本篇文章给大家谈谈软件架构，以及软件架构师证书怎么考对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

如何更好地进行软件架构设计 这是软件工程领域中一个永恒的重点话题 过去几十年来 国际软件工程界在软件架构设计方面已经获得了长足发展 大量图书 文章和文献记载了这方面的成熟经验与成果 软件架构设计往往是一件非常复杂的工作 涉及到很多细节和方方面面 可探讨的话题也非常之多 囿于篇幅限制 以下只能根据笔者个人理解 遴选出软件架构设计的个别要点 结合当前流行的敏捷软件工程思想 与大家分享一下自己在软件架构设计方面的心得和体会

架构决定成败

软件架构是软件产品 软件系统设计当中的主体结构和主要矛盾 任何软件都有架构 哪怕一段短小的HelloWorld程序 软件架构设计的成败决定了软件产品和系统研发的成败 软件架构自身所具有的属性和特点 决定了软件架构设计的复杂性和难度

这几年流行一个说法（管理谚语） 细节决定成败 这句话其实只说对了一半 细节确实很重要 很多项目 产品就输在细节的执行上 一方面 战术细节固然很重要 但另一方面 战略全局也同样重要 对应的我们可以说 战略决定成败 战略性失败 就好比下一盘围棋 局部下得再漂亮 再凌厉 如果罔顾大盘 己方连空都不够了 还有官子（细节）获胜的机会吗？必然是中盘告负

类似地 正确的软件架构设计 应该既包括战略全局上的设计 也包括战术细节（关键路径）上的设计 有一种错误的观点认为 软件架构设计只要分分层和包 画一个大体的轮廓草图 就完事了 这种 纸上谈兵 型的架构师行为是非常有害的 事实上 既然软件架构是软件建筑的主体结构 隐蔽工程 承重墙和要害部位 那么软件架构也必然要落实到实际的算法和代码 不但要有实现代码 还要包括对这部分架构进行测试的代码 以保证获得高质量的 满足各种功能和非功能质量属性要求的架构 除了完成概念 模型设计外 软件架构师一定要参与实际的编码 测试和调试 做一位真正的hands on practitioner 这已经成为了敏捷软件工程所倡导的主流文化

两个架构

我们在日常的软件产品和系统开发中 实际上会遇到两种 两个部分的软件架构 即待开发的应用部分的软件架构（简称 应用架构 ） 以及既有的基础平台部分的软件架构（简称 基础架构 ） 这两部分架构之间是互为依赖 相辅相成的关系 它们共同组成了整个软件产品和系统的架构

基础架构的例子包括 NET和J EE等主流的基础平台和各种公共应用框架 由基础库API 对象模型 事件模型 各种开发和应用的扩展规则等内容组成 我们只有熟悉基础架构的构造细节 应用机理 才能有效地开发出高质量 高性能的上层应用 然而 开发一个面向最终用户的软件应用系统和产品 仅仅掌握一般的计算机高级编程语言知识和基础平台架构 API的使用知识显然是不够的 我们还需要根据客户应用的类型和特点 在基础架构之上 设计出符合用户要求的高质量应用软件

熟悉OOA OOD抽象建模技术 设计原则以及架构模式和设计模式等等方法技术 不但有助于我们更好地理解和利用基础平台架构 也有助于我们设计开发出更高质量的应用软件架构

风险驱动 敏捷迭代的架构设计与开发

软件架构将随着软件产品和系统的生命周期而演化 其生命期往往超过了一个项目 一次发布 甚至有可能长达数年之久 因而软件架构无论对于客户还是开发商来说都是一项极其重要的资产

软件架构的设计应该遵循什么样的开发过程？或者说 有没有更好的 成熟的软件架构设计和开发过程？回答是 世纪的软件架构设计应该优先采用敏捷迭代的开发方式和方法 与传统做法不同 敏捷迭代开发主张软件架构采用演进式设计（evolutionary design） 一个软件产品或系统的架构是通过多次迭代 乃至多次发布 在开发生命周期中逐步建立和完善起来的

好的软件架构不是一蹴而就的 在架构设计开发过程中 我们应该尽量避免瀑布式思维 通过一个 架构设计阶段 来完成系统的架构设计乃至详细设计 然后再根据架构图纸和模型 在 编码实现阶段 按图索骥进行架构的编码与实现 这种传统做法的错误在于认为软件架构就是图纸上的模型 而不是真正可以高质量执行的源代码 几十年的软件工程实践表明 没有经过代码实现 测试 用户确认过的架构设计 往往会存在着不可靠的臆想 猜测和过度设计 过度工程 极易造成浪费和返工 导致较高的失败率

风险是任何可能阻碍和导致软件产品/系统研发失败的潜在因素和问题 软件架构是软件产品和系统研发的主要矛盾和主要技术风险 软件架构的质量决定了整个软件系统和产品的质量 不确定性往往是软件架构设计当中一种最大的潜在风险 因此 软件架构的设计与开发应该遵循风险驱动的原则 在整个开发生命周期内至始至终维护一张风险问题清单 随着迭代的前进 根据风险的实时动态变化 首先化解和处理最主要的架构风险 再依次化解和处理次要的架构风险

架构设计的可视化建模

软件架构设计的难度源于软件设计问题本身的复杂性 一个复杂的软件系统往往存在大量复杂的 难于被人类所理解的细节和不确定因素 抽象与建模是人类自诞生以来就已掌握的理解复杂事物的方法 因而人类所从事的软件设计工作本质上也是一个不断建模的过程 我们可以通过各种抽象的模型和视图 从各个不同层次 宏观和微观的角度来理解复杂的软件架构 以保证作出正确和有效的设计

有人认为 软件架构就是源代码（source codes） 以及 源代码就是设计 这种说法其实是片面的 什么是真正的软件？我们知道 最终可以在电脑上执行的真正的软件其实是二进制代码 和 借助编译器我们把高级编程语言翻译成底层的汇编语言 机器语言等 没有人能直接 完整地看到二进制程序在CPU上的实际运行状况（runtime） 人们大多只能通过各种调试工具 窗口视图等方式来间接地动态观察这些真正的软件的运行片段 因此 Java C# C++ 等等设计时（design time）源代码在本质上也是一种模型 虽然是一种经处理后可执行的静态模型 但显然它们并不是真实软件和软件架构的全部 可见 源代码模型（有时也叫实现模型）与UML模型其实都是软件架构的一种模型（逻辑反映） 差别就在于抽象层次的不同 完整的软件架构（建筑）不仅仅包括源代码（实现模型） 还包括了需求模型 分析模型 设计模型 实现模型和测试模型等等许多模型 软件架构本身就是一组模型的集合

UML SysML是当前国际上流行的软件/系统架构可视化建模语言 在编写实际的代码之前 利用包图 类图 活动图 交互图 状态图等等各种标准图形符号对软件架构进行建模 探讨和交流各种可行的设计方案 发现潜在的设计问题 保证具体编码实现之前抽象设计的正确性 被实践证明是一种非常有效和高效 敏捷的工作方式

架构设计的重用

重用（Reuse）是在软件工程实践中获得高效率 高质量产品和系统开发的一种基本手段和主要途径 通过有组织的 系统和有效的重用 我们往往可以获得 倍率以上的效率提升 而一个优秀的 有长久生命力的软件架构（比方主流的一些框架软件） 其本身或其组件被重用的次数越多 其体现的价值也就越大

软件重用有各种不同的范围 层次 粒度和类型 从函数重用 类重用 构件/组件重用 库（API）重用 到框架重用 架构重用 模式重用 再到软件设计知识 思想的重用等等 重用的效能和效果各有不同

软件工程经过几十年的发展 已经积累了大量的软件架构模式和设计模式 它们记载 蕴藏了大量成熟 已经验证的软件设计知识 思想和经验 我们平时对各种基础平台 主流框架和API的应用和调用 本身就是一种最为普遍的重用形式 而一个优秀 成熟的软件研发组织 必然会在日常开发中注意收集各种软件设计知识和经验 建立和维护基于架构模式和设计模式等内容的软件重用知识库 积极主动和频繁地运用各种软件模式来解决实际工程问题

框架（framework）是一类具有高可重用度的软件 针对某一类应用或领域 它们具有非常灵活的 高度可扩展的软件架构 那么 如何才能设计出可重用的软件架构或其组件？借助于OOA OOD等抽象分析和设计技术是一种重要的方法 人们在实践中发现 往往越抽象的东西 其适应面也就越广 可重用度也就越高 相反 越具体的东西 其适应面也就越窄 可重用度也就越低 重用 意味着充分利用现成 既有的东西 成果来解决新问题或重复的问题 以 不变 应 万变 在软件架构设计中 应该主动地区分软件架构中的 不变 与 可变 之处 系统地管理好这些稳定点和变化点以适应未来的变化 这也是提高软件架构重用度 获得高质量框架设计的一种重要方法

架构设计的权衡

与其它所有工程行业一样 软件工程本质上也是一门讲究权衡的科学和艺术 软件架构设计的最难之处往往在于如何在各种相互竞争 矛盾的制约条件之下 作出巧妙的最佳权衡 软件架构设计的权衡水平 也是最能体现软件架构师的设计经验 能力和技巧的地方

在软件开发和软件架构的设计过程中 从选择平台 到选择语言 选择框架 选择设计模式 选择工具…等等 我们无时不刻都需要权衡 对各种候选项作出合理评判 在架构师带领下 软件研发团队往往还需要对近期目标与远期目标 质量与速度和效率 质量与成本 功能与性能 灵活性与复杂性…等等许多彼此矛盾的设计选项 因素和约束进行细致 小心和理性的权衡

lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27294

软件产品的架构，通常都是随着业务的发展而不断演变的；我从事软件开发行业也有十余年了，遇到过的软件（企业级应用，我是从事Java开发）架构主要有这么几种：

单体架构架构

总的概括来说，单体架构就是应用所有的功能，只有一个代码包，开发和部署都在一起，这是一种比较传统的架构风格；当然，单体架构也有着诸多的缺点：

SOA架构

因为单体应用架构的种种缺点，已经不能再满足业务需求的时候，于是就出现了SOA架构。

SOA架构的主要思想是把应用程序的模块化组件，通过接口联系起来（接口可以独立于语言、框架、硬件、操作系统）；在SOA架构中，有两个主流实现方式：

微服务架构

微服务的产生，也是由于SOA架构的一些缺点，这里再次印证了这句话，【应用架构的演进的过程通常是被业务逼出来的】。

我将持续分享Java开发、架构设计、程序员职业发展等方面的见解，希望能得到你的关注。

架构类型：分布式、SOA架构、单体式。

分布式架构

分布式应用架构中，相互独立，代码独立开发，独立部署，通过API接口互相通信。通讯协议一般使用HTTP，数据格式是JSON(是一种轻量级的数据交换格式)，应用集成方式比较简化。

优点: 应用内部高内聚，独立开发、测试和部署，应用之间松耦合，业务边界清晰，业务依赖明确，支持大项目并行开发。

缺点: API接口需求变化，应用就需要重新部署，通信可靠性和数据的封装性相对于进程内调用比较差。

SOA架构[现在也流程SAAS服务模式架构也称云架构]

SOA也是分布式应用架构一种。

SOA架构提供配套的服务治理，包括服务注册、服务路由、服务授权、服务降级、服务监控等等。

SOA架构既体现业务的拆分，又体现业务的整合，更多地从业务整体上考虑系统拆分。

优点：以服务层为主，聚焦核心业务，同时以提供整个系统共享，服务作为独立的应用，独立部署，接口清晰，很容易做自动化测试和部署，服务是无状态的，很容易做水平扩展；通过容器虚拟化技术，实现故障隔离和资源高效利用。

缺点：系统依赖复杂，给开发/测试/部署带来不便，分布式数据一致性和分布式事务支持困难，一般通过最终一致性简化解决。

单体式应用

系统只有一个应用、打包成一个应用；部署在一台机器；在一个DB里存储数据.

单体式应用采用分层架构，一般为表示层、业务层、数据访问层、DB层，表示层负责用户体验，业务层负责业务逻辑，数据访问层负责DB层的数据存取

优点：开发、编译、调试一站式、一个应用程序包含所有功能点，容易测试和部署

缺点：系统逐渐庞大时，代码复杂度高，难以维护，应用扩展水平低，业务和模块职责区分不清晰。

软件架构

一、 微服务架构

微服务架构（microservices architecture）是服务导向架构（service-oriented architecture，缩写 SOA）的升级。

每一个服务就是一个独立的部署单元（separately deployed unit）。这些单元都是分布式的，互相解耦，通过远程通信协议（比如REST、SOAP）联系。

微服务架构分成三种实现模式。

RESTful API 模式 ：服务通过 API 提供，云服务就属于这一类

RESTful 应用模式 ：服务通过传统的网络协议或者应用协议提供，背后通常是一个多功能的应用程序，常见于企业内部

集中消息模式 ：采用消息代理（message broker），可以实现消息队列、负载均衡、统一日志和异常处理，缺点是会出现单点失败，消息代理可能要做成集群

优点

扩展性好，各个服务之间低耦合

容易部署，软件从单一可部署单元，被拆成了多个服务，每个服务都是可部署单元

容易开发，每个组件都可以进行持续集成式的开发，可以做到实时部署，不间断地升级

易于测试，可以单独测试每一个服务

缺点

由于强调互相独立和低耦合，服务可能会拆分得很细。这导致系统依赖大量的微服务，变得很凌乱和笨重，性能也会不佳。

一旦服务之间需要通信（即一个服务要用到另一个服务），整个架构就会变得复杂。典型的例子就是一些通用的 Utility 类，一种解决方案是把它们拷贝到每一个服务中去，用冗余换取架构的简单性。

分布式的本质使得这种架构很难实现原子性操作，交易回滚会比较困难。

二、 事件驱动架构

事件（event）是状态发生变化时，软件发出的通知。

事件驱动架构（event-driven architecture）就是通过事件进行通信的软件架构。它分成四个部分。

事件队列（event queue）：接收事件的入口。

分发器（event mediator）：将不同的事件分发到不同的业务逻辑单元。

事件通道（event channel）：分发器与处理器之间的联系渠道。

事件处理器（event processor）：实现业务逻辑，处理完成后会发出事件，触发下一步操作

对于简单的项目，事件队列、分发器和事件通道，可以合为一体，整个软件就分成事件代理和事件处理器两部分。

优点

分布式的异步架构，事件处理器之间高度解耦，软件的扩展性好；适用性广，各种类型的项目都可以用；性能较好，因为事件的异步本质，软件不易产生堵塞；事件处理器可以独立地加载和卸载，容易部署

缺点

涉及异步编程（要考虑远程通信、失去响应等情况），开发相对复杂难以支持原子性操作，因为事件通过会涉及多个处理器，很难回滚分布式和异步特性导致这个架构较难测试。

三、分层架构。

分层架构（layered architecture）是最常见的软件架构，也是事实上的标准架构。如果你不知道要用什么架构，那就用它。

这种架构将软件分成若干个水平层，每一层都有清晰的角色和分工，不需要知道其他层的细节。层与层之间通过接口通信。

虽然没有明确约定，软件一定要分成多少层，但是四层的结构最常见。

表现层（presentation）：用户界面，负责视觉和用户互动。

业务层（business）：实现业务逻辑。

持久层（persistence）：提供数据，SQL 语句就放在这一层。

数据库（database） ：保存数据。

有的软件在逻辑层和持久层之间，加了一个服务层（service），提供不同业务逻辑需要的一些通用接口。

用户的请求将依次通过这四层的处理，不能跳过其中任何一层。

优点

1、结构简单，容易理解和开发。

2、不同技能的程序员可以分工，负责不同的层，天然适合大多数软件公司的组织架构

3、每一层都可以独立测试，其他层的接口通过模拟解决

缺点

1、一旦环境变化，需要代码调整或增加功能时，通常比较麻烦和费时

2、部署比较麻烦，即使只修改一个小地方，往往需要整个软件重新部署，不容易做持续发布

软件升级时，可能需要整个服务暂停

3、扩展性差。用户请求大量增加时，必须依次扩展每一层，由于每一层内部是耦合的，扩展会很困难。

五、 微核架构。

微核架构（microkernel architecture）又称为"插件架构"（plug-in architecture），指的是软件的内核相对较小，主要功能和业务逻辑都通过插件实现。

内核（core）通常只包含系统运行的最小功能。插件则是互相独立的，插件之间的通信，应该减少到最低，避免出现互相依赖的问题。

优点

1、良好的功能延伸性（extensibility），需要什么功能，开发一个插件即可

2、功能之间是隔离的，插件可以独立的加载和卸载，使得它比较容易部署，

3、可定制性高，适应不同的开发需要

4、可以渐进式地开发，逐步增加功能

缺点

1、扩展性（scalability）差，内核通常是一个独立单元，不容易做成分布式

2、开发难度相对较高，因为涉及到插件与内核的通信，以及内部的插件登记机制。

五、 云架构。

云结构（cloud architecture）主要解决扩展性和并发的问题，是最容易扩展的架构。

它的高扩展性，主要原因是没使用中央数据库，而是把数据都复制到内存中，变成可复制的内存数据单元。然后，业务处理能力封装成一个个处理单元（prcessing unit）。访问量增加，就新建处理单元；访问量减少，就关闭处理单元。由于没有中央数据库，所以扩展性的最大瓶颈消失了。由于每个处理单元的数据都在内存里，最好要进行数据持久化。

这个模式主要分成两部分：处理单元（processing unit）和虚拟中间件（virtualized middleware）。

处理单元：实现业务逻辑

虚拟中间件：负责通信、保持sessions、数据复制、分布式处理、处理单元的部署。

软件架构是指在一定的设计原则基础上，从不同角度对组成系统的各部分进行搭配和安排，形成系统的多个结构而组成架构，它包括该系统的各个组件，组件的外部可见属性及组件之间的相互关系。组件的外部可见属性是指其他组件对该组件所做的假设。

软件架构设计就是从宏观上说明一套软件系统的组成与特性。

软件架构设计是一系列有层次的决策，比如：功能与展现的决策；技术架构的决策；自主研发还是合作；商业软件还是开源软件。

业务需求层出不穷；软件系统越来越复杂；参与的人越来越多；共性和特殊性的问题越来越多；技术发展日异月新。

分类描述1解决方案架构师与客户探讨业务需求，将业务、市场，与技术、产品结合起来，为客户提供解决他们需求的方案。2系统架构师也称应用架构师。最终确认和评估系统需求，并将业务转换为技术，为研发人员制订核心框架与技术规范为研发工作澄清技术细节并扫清技术障碍。3平台架构师这里的平台其实包括两个平台，一个是系统平台，也就是负责搭建多个系统整合的系统应用平台；另外一个其实是基础平台，是专门负责搭建基础技术平台；两者其实区别蛮大，也经常容易被从业人员混乱。举个简单例子，金蝶有平台架构师一职，但是金蝶BOSS应用和金蝶中间件两者招聘的对象和技术要求是截然不同的。4业务架构师业务架构其实已经开始脱离技术层面了，但是它要求架构师有跨越多系统的大局观，去整合和组织不同系统的技术平台与交互模式。其实这个职位的未来也就是CIO了。5网络架构师过去，我们可能听的最多的是网络工程师。不错，一个优秀的网络架构师必须有足够的网络技术基底，并且它的关注点也是系统的基础架构。比如说如果搭建并优化集群环境，如果构建基于云计算的系统应用与部署等等。它对于像淘宝、腾讯这样的互联网公司是极其重要的。6移动架构师移动互联网的迅猛发展横向和纵向都细分出了很多新的职责和岗位，移动架构师的职责和作用日益重要，既要整体和全局考虑整个前后端的软件系统架构，又要重点深入移动客户端的架构设计的方方面面，既要有跨平台思维，又要拿捏好原生和混合开发的尺度，另外移动应用的特点，导致移动架构师必须要比传统系统架构师更加注重非功能性的质量属性。7前端架构师这也是移动互联网的迅猛发展而细分出来的新的职责和岗位，这里的前端特指网站开发中的前端，主要考虑前端呈现层的设计（HTML/CSS/JS/AJAX/RIA/?），跨浏览器设计等等。

软件架构模式有以下几点：(1)管道/过滤器模式:其典型应用包括批处理系统。(2)面向对象模式:其典型应用是基于组件的软件开发CBD。(3)事件驱动模式:其典型应用包括各种图形界面应用。(4)分层模式:其典型应用是分层通信协议，如ISO/OSI的七层网络模型。(5)客户/服务器模式(Client/Server，C/S):为了解决C/S模式中客户端的问题，发展形成了浏览器/服务器(B/S)模式:为了解决C/S模式中服务器端的问题，发展形成了三层(多层)C/S模式，即多层应用架构。软件架构模式有以下几点：(1)管道/过滤器模式:其典型应用包括批处理系统。(2)面向对象模式:其典型应用是基于组件的软件开发CBD。(3)事件驱动模式:其典型应用包括各种图形界面应用。(4)分层模式:其典型应用是分层通信协议，如ISO/OSI的七层网络模型。(5)客户/服务器模式(Client/Server，C/S):为了解决C/S模式中客户端的问题，发展形成了浏览器/服务器(B/S)模式:为了解决C/S模式中服务器端的问题，发展形成了三层(多层)C/S模式，即多层应用架构。

软件架构（software architecture）是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设计。

软件架构是一个系统的草图。软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件。各个组件之间的连接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。在实现阶段，这些抽象组件被细化为实际的组件，比如具体某个类或者对象。在面向对象领域中，组件之间的连接通常用接口来实现。

软件体系结构是构建计算机软件实践的基础。与建筑师设定建筑项目的设计原则和目标，作为绘图员画图的基础一样，一个软件架构师或者系统架构师陈述软件构架以作为满足不同客户需求的实际系统设计方案的基础。

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