什么才是真正的架构设计？

腾讯云开发者

发布于 2024-09-19 20:42:43

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发布于 2024-09-19 20:42:43

就算你是一个打螺丝的，你依然每天游走在这个系统的“架构”里，在里面修修补补，你得从“架构”的全局角度去审视你每天忙碌的价值和意义。经历的项目多了，在进入新的团队，有些老项目，在了解业务背景后，你头脑中可能已经闪现出一张“架构”了，然后你去看代码的时候大喜：“果然如此”，这种“架构”背后的代码让你读起来神清气爽；也有些项目，你在读代码的时候发现和你脑海中闪现的“架构”不一样，这时你只能骂咧咧的合上笔记本，心想怎么会“架构”出来这种坨坨，喝杯咖啡之后，继续来啃里面的“屎山”。

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01、什么是架构

前面多处提到了“架构”这个词，架构架构，到底什么是架构？，每个人都有不同的理解，实际工作中，对于同一张架构设计图，由于不同的人对于“架构”、“系统”、“模块”这些相关概念的理解不一，讨论的时候往往很难形成统一结论。

首先搞清楚什么是“架构”，网络上有不少文章对此做解释，其中李运华大佬的《从零开始学架构》前两个章节介绍得比较清晰。“架构” 一词可以作为名词，也可以作为动词。作为名词描述的是软件的结构组织关系；作为动词，指软件结构的设计和演变过程。先来看看做为名称，架构的组成要素：

系统：当“架构”做名词的时候，可以简单的把系统同等预架构，可以说一个 App 的系统架构。

模块：系统不能描述架构的内部细节，需要划分为各个模块，例如 xxApp 的架构：

组件：可以认为是系统的最小组成单元，例如消息模块，如果继续细化的话，可以拆分成消息发送器、消息接收器等组件。

关联：组件、模块往往不是独立存在的，通常都存在着某种关联，例如消息模块和用户模块，存在着依赖关系。

子系统：当一个架构规模和复杂度都比较大时，光用模块和组件可能已经描述不清楚了，可以进一步把某些相关的模块群化为子系统。例如微信可能的架构图：

以上从架构的名词层面对齐了架构组成元素的概念。“架构”作为动词的时候，我们讨论的是架构的一些方法论。

02、纵向架构

纵向架构，强调的是分层，核心就是分层思想，这个在操作系统架构上已经是一个经久不衰的设计思想了。

这样分层隔离的好处不言而喻，如果你做过 Android 模拟器开发，你就知道这里的 HAL 层是多么重要，通过它可以轻易替换 Linux kernel 的实现，通过模拟，让 Android 可以轻松跑在 Windows 的系统里。

分层架构是一种将系统程序按功能和职责划分为不同层次的设计方法。每一层都有其特定的职责,通过清晰的接口与其他层进行交互。这种架构方式有助于提高代码的组织性、可维护性和可测试性，可以轻松的替换、扩展其中一层的核心能力。关于 App 如何做分层架构设计，我在 16 年就写过一篇文章《Android 应用架构概述 https://www.jianshu.com/p/e157cc64ea5c》 , 现在回头看，分层的本质思想依然没有变。

03、三层架构

最基本的分层架构通常包含以下三层：

表现层(Presentation Layer)：负责用户界面的展示和用户交互，包括 UI 组件、视图控制器等，主要关注用户体验和界面逻辑。
业务逻辑层(Business Logic Layer)：实现核心的业务逻辑和规则，处理数据的加工、转换和验证、协调表现层和数据访问层之间的交互。
数据访问层(Data Access Layer)：负责与数据源进行交互，包括本地数据存储(如 SQLite、Core Data)和网络请求，提供数据的 CRUD(创建、读取、更新、删除)操作。

04、四层架构

一定规模的 App 通常还会继续分层，例如可以扩展出基础层出来。

表达的是分层的思想和方法，具体分多少层，取决于 App 规模和复杂度。

检验标准：是否成功做到了分层，检验的标准就是是否真正给 App 带来了前面提到的分层的好处，例如：要替换其中一层里的核心能力，是否可以低成本就替换，当某一层修改的时候，是否可以单独的对该层进行单元测试。

05、横向架构

随着 App 功能规模、团队规模不断扩大，这时候可能需要层业务模块角度关注架构设计，目的是降低功能规模增加而带来的复杂度爆炸增长，横向架构强调的是业务模块之间的横向解耦，从而降低复杂度。

5.1 复杂度的评估

图中4个模块都存在着依赖关系，那么复杂度计算为 24：复杂度=4x3x2x1

如果我们通过某种手段进行解耦（例如通过增加一个 api 服务层隔离）：

通过这样解耦，复杂度变为了 5：四个模块加一个隔离层。

通过上面的分析，基本可以看到，模块化解耦是一个 App 发展到一定规模后绕不开的话题，淘宝、微信等这样的巨型 App 早已在迭代过程中进行了多轮的模块化重构，参考：《微信 Android 模块化架构重构实践

https://cloud.tencent.com/developer/article/1005631》

检验标准：横向架构是否成功，检验的标准是，如果这个模块给独立小组开发，是否可以独立开发、编译、调试。

5.2 架构不是一套打遍天下

我经历过几十万、几百万的中小型 App 搭建，也参与千万日活的大型 App 应用架构，后者的架构更复杂，用到的技术和手段也更丰富，是不是就可以把后者套用上去呢？答案显然是否定的，不可能说微信的架构很牛，那我们就搬过来用。架构设计需要满足三原则：

详细可以参考：

《架构设计三原则https://time.geekbang.org/column/article/7071》

适合原则：根据当前的业务类型、规模选择合适的纵向、横向架构设计方案
简单原则：所有在做架构时，在有复杂方案和简单方案都可以满足当前业务是，尽量选择简单方案。
演化原则：微信、淘宝这样的巨型 App，也不是一开始就设计成这样的架构的，很多 App 开始的时候可能都没有出现模块化、插件化这样的横向架构设计，都是随着功能和用户规模不断扩展，架构不断重构演化而来的。首先，设计出一个满足现有业务的架构，架构要在实际应用中不断的优化，保留其优秀的部分，修改有缺陷的设计、改正错误的设计、去掉无用的设计，使得架构不断完善。当业务发展时，旧的架构可以要重构、甚至重写，但是有价值的经验、教训却会在新的架构中体现。

5.3 先有架构再有设计模式

初入这个行业的时候，很多设计模式是看得云里雾里，我觉得是我们搞反了顺序，导致我们很难理解为什么用这个模式、 SOLID 设计原则有什么作用。

应该是先有业务场景，然后再有什么样的架构，为了到达这个架构的要求，然后才是各种设计模式和设计原则的灵活选取和应用。

例如，我们为了让用户模块和消息模块解耦，假设用户模块依赖消息模块的未读消息数这个信息。