作者：厦门巨龙软件工程有限公司 卢琳生
摘要：
本文从程序的运行时结构和源代码的组织结构两个方面探讨了系统构架设计应考虑的各种因素，列举了系统构架设计文档应考虑的一些问题。
关键字：
系统构架、设计、考虑、因素
正文：
约公元前25年，古罗马建筑师维特鲁威说：“理想的建筑师应该既是文学家又是数字家，他还应通晓历史，热衷于哲学研究，精通音乐，懂得医药知识，具有法学造诣，深谙天文学及天文计算。”（好难哪，软件构架设计师的要求呢？大家好好想想吧。）
一、与构架有关的几个基本概念：
1、模块（module）：一组完成指定功能的语句，包括：输入、输出、逻辑处理功能、内部信息、运行环境（与功能对应但不是一对一关系）。
2、组件（component）：系统中相当重要的、几乎是独立的可替换部分，它在明确定义的构架环境中实现确切的功能。
3、模式（pattern）：指经过验证，至少适用于一种实用环境（更多时候是好几种环境）的解决方案模板（用于结构和行为。在 UML 中：模式由参数化的协作来表示，但 UML 不直接对模式的其他方面（如使用结果列表、使用示例等，它们可由文本来表示）进行建模。存在各种范围和抽象程度的模式，例如，构架模式、分析模式、设计模式和代码模式或实施模式。模式将可以帮助我们抓住重点。构架也是存在模式的。比如，对于系统结构设计，我们使用层模式；对于分布式系统，我们使用代理模式（通过使用代理来替代实际的对象，使程序能够控制对该对象的访问）；对于交互系统，我们使用MVC（M模型(对象)／V视图(输出管理)／C控制器(输入处理)）模式。模式是针对特定问题的解，因此，我们也可以针对需求的特点采用相应的模式来设计构架。
4、构架模式（architectural pattern）：表示软件系统的基本结构组织方案。它提供了一组预定义的子系统、指定它们的职责，并且包括用于组织其间关系的规则和指导。
5、层（layer）：对模型中同一抽象层次上的包进行分组的一种特定方式。通过分层，从逻辑上将子系统划分成许多集合，而层间关系的形成要遵循一定的规则。通过分层，可以限制子系统间的依赖关系，使系统以更松散的方式耦合，从而更易于维护。（层是对构架的横向划分，分区是对构架的纵向划分）。
6、系统分层的几种常用方法：
1） 常用三层服务：用户层、业务逻辑层、数据层；
2） 多层结构的技术组成模型：表现层、中间层、数据层；
3） 网络系统常用三层结构：核心层、汇聚层和接入层；
4） RUP典型分层方法：应用层、专业业务层、中间件层、系统软件层；
5） 基于Java的B/S模式系统结构：浏览器端、服务器端、请求接收层、请求处理层；
6） 某六层结构：功能层（用户界面）、模块层、组装层（软件总线）、服务层（数据处理）、数据层、核心层；
7、构架（Architecture，愿意为建筑学设计和建筑物建造的艺术与科学）: 在RUP中的定义：软件系统的构架（在某一给定点）是指系统重要构件的组织或结构，这些重要构件通过接口与不断减小的构件与接口所组成的构件进行交互；《软件构架实践》中的定义：某个软件或者计算系统的软件构架即组成该系统的一个或者多个结构，他们组成软件的各个部分，形成这些组件的外部可见属性及相互间的联系；IEEE 1471-2000中的定义：the fundamental organization of a system emboided in its components,their relationships to each other,and to the enviroment and the principles guiding its design and evolution，构架是系统在其所处环境中的最高层次的概念。软件系统的构架是通过接口交互的重要构件（在特定时间点）的组织或结构，这些构件又由一些更小的构件和接口组成。（“构架”可以作为名词，也可作为动词，作为动词的“构架”相当于“构架设计”）
8、构架的描述方式：“4＋1”视图（用例视图、设计视图、实现视图、过程视图、配置视图）是一个被广为使用的构架描述的模型；RUP过程的构架描述模板在“4＋1”视图的基础上增加了可选的数据视图（从永久性数据存储方面来对系统进行说明）；HP公司的软件描述模板也是基于“4＋1”视图。
9、结构：软件构架是多种结构的体现，结构是系统构架从不同角度观察所产生的视图。就像建筑物的结构会随着观察动机和出发点的不同而有多种含义一样，软件构架也表现为多种结构。常见的软件结构有：模块结构、逻辑或概念结构、进程或协调结构、物理结构、使用结构、调用结构、数据流、控制流、类结构等等。
二、构架设计应考虑的因素概揽：
模块构架设计可以从程序的运行时结构和源代码的组织结构方面考虑。
1、程序的运行时结构方面的考虑：
1） 需求的符合性：正确性、完整性；功能性需求、非功能性需求；
2） 总体性能（内存管理、数据库组织和内容、非数据库信息、任务并行性、网络多人操作、关键算法、与网络、硬件和其他系统接口对性能的影响）；
3） 运行可管理性：便于控制系统运行、监视系统状态、错误处理；模块间通信的简单性；与可维护性不同；
4） 与其他系统接口兼容性；
5） 与网络、硬件接口兼容性及性能；
6） 系统安全性；
7） 系统可靠性；
8） 业务流程的可调整性；
9） 业务信息的可调整性
10） 使用方便性
11） 构架样式的一致性
注：运行时负载均衡可以从系统性能、系统可靠性方面考虑。
2、源代码的组织结构方面的考虑：
1） 开发可管理性：便于人员分工（模块独立性、开发工作的负载均衡、进度安排优化、预防人员流动对开发的影响）、利于配置管理、大小的合理性与适度复杂性；
2） 可维护性：与运行可管理性不同；
3） 可扩充性：系统方案的升级、扩容、扩充性能；
4） 可移植性：不同客户端、应用服务器、数据库管理系统；
5） 需求的符合性（源代码的组织结构方面的考虑）。
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