1.3 从软件的生命周期看架构设计

一个典型的软件生命周期如图1-2所示。

可以把这些阶段概括为3个大的周期：设计期（包括立项、计划、技术选型与方案等）、实现期（包括开发、测试、发布、实施等）、运行期（或维护期，包括修复bug、新增功能、多版本维护等）。

1．设计期

在设计期，软件作为一个成品还不存在，所以我们可以称之为概念形态。此时架构师、产品经理或需求分析师等人员利用自己的经验和能力，对系统的业务需求进行分析、拆解、抽象，对系统的非功能性需求进行分析，形成业务文档和技术文档，以及技术验证代码等。这个阶段，架构设计工作是重中之重，其中包括：

● 系统拆分，如何把系统拆解为不同的子系统、模块、业务单元；

● 技术选型，使用什么样的基础技术框架或脚手架；

● 技术验证，确定核心技术难点如何解决，检验能否满足期望指标；

● 接口规范，系统内部的不同部分以何种形式确定接口契约和数据通信方式；

● 集成方式，系统与外部其他业务系统如何进行集成；

● 技术规范，如何规范开发、测试、部署和运维的技术标准性；

● 部署方案，系统如何进行物理部署，需要多少台机器、什么配置，对网络有什么要求；

● 运维方案，系统如何进行技术性运维，如何实现日常监控、预警报警；

……

这个阶段总结一下就是：需求导向，架构先行（包括业务架构和技术架构）。很多项目因为前期的设计阶段考虑得不够充分，导致在开发和运行期出现大量问题。

2．实现期

这个阶段主要是编码与测试，为部署上线做好准备，是软件从设计到最终的生产系统的过程，我们可以称之为代码形态。此阶段需要考虑的技术类工作如下：

● 确保各项技术规范和技术指标的执行落地，保障高质量的代码；

● 指导研发人员和解决各类技术问题，提升研发团队效率；

● 制定测试的技术性方案和基准，包括自动化、性能、安全等方面；

● 配合准备部署环境，运维实施方案落地等；

实现期的主要任务是大量软件工程师根据设计期的设计进行编码。大量的技术人员，大家背景不同，知识储备不同，编程水平和习惯不同，努力程度不同。如何让所有工程师既能够按数量保障项目进度，又能够按质量保障软件品质呢？秘诀就在于：技术标准的精确统一，系统部件的良好拆分，此外最好有适合于此类项目的脚手架，随时能解决各位技术难点问题的“救火队”。系统部件的良好拆分，保障了任务可以拆散成一个个的小单元，分发给不同的开发者。技术标准的精确统一，可以实现不同个体的产出物最大程度的一致性。

这个时期因为业务调整或技术问题，可能会对架构设计的一些细节进行小范围的调整，以适应实际项目的建设需要。在这个过程中，同时需要根据实际变化，对现有的设计文档进行同步调整，以便精确地描述系统的状态及变化。

3．运行期

这个阶段系统上线、验收通过，已经初步稳定，然后开始进入维护阶段，成为设计期架构设计草图的一个可用实例，我们可以称之为实例形态。此时需要考虑：

● 发布上线相关基础性工作，包括是否使用持续集成（CI）、自动化发布等技术；

● 运维基础性工作，自动化运维、监控等相关技术；

特别是发布与运维工作，一般要作为整个研发团队的通用性基础设施来考虑。不同的业务线或系统，可以复用一套基础设施来服务于生产环境。进入维护期后，软件系统日常通过内外部用户反馈的问题和改进意见，不时需要修改代码发布补丁版本，或者调整配置以满足用户需要。经过较长一段时间，业务模式和内外部环境发生了比较大的变化后，系统简单的补丁维护可能已无法满足用户需求，需要大范围地添加新功能和修改旧功能的逻辑流程。此时就可以成立专门的团队，重复上面的步骤，基于现有系统重新做一些改造性的设计重构（设计期），再编码实现（实现期），最终发布一个较大的版本（运行期）。

在软件的整个生命周期里，架构师（或架构组）是一个项目或产品线的技术负责人。再大一点的组织，比如公司或研发中心级别层面也许还有架构部。架构师、架构组、架构部在不同层面对自己工作涉及的所有技术问题负责。其实上面罗列的这些工作汇总一下，再加上技术规划与执行落地、技术人才的选拔与培养等，可以作为项目组架构师或研发团队架构组的工作职责。