06 - 架构设计之 - 可扩展性

可扩展性

可扩展性指系统为了应对将来需求变化而提供的一种扩展能力,当有新的需求出现时,系统不需要或者仅需要少量修改就可以支持,无须整个系统重构或者重建

  • 在软件开发领域,面向对象思想的提出,就是为了解决可扩展性带来的问题
  • 设计模式,将可扩展性做到了极致
  • 设计具备良好可扩展性的系统,有两个基本条件:
    1. 正确预测变化
    2. 完美封装变化

预测变化

  • 软件系统在发布后还可以不断地修改和演进,这就意味着不断有新的需求需要实现
  • 如果新需求能够不改代码甚至少改代码就可以实现,皆大欢喜,否则来一个需求就要求系统大改一次,成本会非常高
  • “唯一不变的是变化”,架构师每个设计方案都要考虑可扩展性
  • 如果每个点都考虑可扩展性,架构师会不堪重负,架构设计也会异常庞大且最终无法落地
  • 但架构师也不能完全不做预测,否则可能系统刚上线,马上来新的需求就需要重构,这同样意味着前期很多投入的工作量也白费了
  • 预测变化的复杂性在于:
    1. 不能每个设计点都考虑可扩展性
    2. 不能完全不考虑可扩展性
    3. 所有的预测都存在出错的可能性
  • 对于架构师来说,如何把握预测的程度和提升预测结果的准确性,是一件很复杂的事情,而且没有通用的标准可以简单套上去

应对变化

  • 假设架构师经验非常丰富,目光非常敏锐,看问题非常准,所有的变化都能准确预测,是否意味着可扩展性就很容易实现了呢?
    • 也没那么理想!因为预测变化是一回事,采取什么方案来应对变化,又是另外一个复杂的事情
    • 即使预测很准确,如果方案不合适,则系统扩展一样很麻烦
  • 第一种应对变化的常见方案是将“变化”封装在一个“变化层”,将不变的部分封装在一个独立的“稳定层”
变化设计层次
  • 无论是变化层依赖稳定层,还是稳定层依赖变化层都是可以的,需要根据具体业务情况来设计

    • 如果系统需要支持 XML、JSON、ProtocolBuffer 三种接入方式,那么最终的架构就是上面图中的“形式 1”架构,也就是下面这样
    接入层变化
    • 如果系统需要支持 MySQL、Oracle、DB2 数据库存储,那么最终的架构就变成了“形式 2”的架构了,你可以看下面这张图
    数据层变化
  • 无论采取哪种形式,通过剥离变化层和稳定层的方式应对变化,都会带来两个主要的复杂性相关的问题

    1. 系统需要拆分出变化层和稳定层
    2. 需要设计变化层和稳定层之间的接口
  • 第二种常见的应对变化的方案是提炼出一个“抽象层”和一个“实现层”

    • 抽象层是稳定的,实现层可以根据具体业务需要定制开发,当加入新的功能时,只需要增加新的实现,无须修改抽象层
    • 典型的实践就是设计模式和规则引擎
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