架構師必須了解的30條設計原則

• 2019 年 11 月 26 日
• 筆記

前言

眾所周知，架構師的角色，更偏向於策劃、而非指揮，塑造、而非支配，其存在的意義，在於引導大家討論、而非自己主宰一切。

但是，具體應該如何執行呢？本文作者整理了 30 個公認的架構原則，來幫助大家解決此問題。也許有的原則，你從未聽說，但你看完就能快速學會。

基本原則

原則1

KISS (Keep it simple,sutpid) 和保持每件事情都儘可能的簡單，用最簡單的解決方案來解決問題。

原則2

YAGNI（你不需要它）原則 ，只在需要時構建。

原則3

先學會爬，然後再學會走，最後學會跑。換句話說，先保證能夠正常運行，然後優化它使其更好，最後逐漸讓它變得完美。使用迭代開發，採用敏捷開發模式。為每個功能制定一個開發周期（最多2周），然後不斷迭代。

原則4

自動化測試是構建穩定、高質量產品的唯一方法。通過自動化測試提升創造力，所有一切都可以自動化！在設計時應當好好考慮自動化。

原則5

注重投資回報率（ROI）並將最多的注意力放在最重要的地方。

原則6

了解用戶並相應地平衡資源。大多數產品都有數千個最終用戶，大致需要20個開發人員和100個 DevOps 人員。不要花費數月的時間來構建一個不太可能使用 DevOps 的用戶界面（他們更喜歡腳本）。這是原則5的特例。

原則7

功能的設計和測試儘可能獨立。如果在設計時考慮到這一點，長遠來看，它將省去很多麻煩，否則只有一切構建完成時你才可以開始測試整個系統。此外，遵循這個原則，版本發佈也會更加順利。

原則8

警惕搜索引擎中花里胡哨的架構方案。我們天生都喜歡令人奪目的設計。如果你按奈不住， 就可能把太多根本不需要的功能和解決方案引入到你的架構中。

功能選擇

原則9

想要準確知道用戶如何使用我們的產品是很難的。所以我們要推行MVP（最小可行產品）。該理念的核心在於：先制定一些用例，完成用例所涉及的相關功能，立即發佈產品，然後根據反饋和經驗對產品進行優化。

原則10

儘可能減少功能，如有疑問則將其刪除。許多功能可能從未使用，你只需為其留一個擴展接口即可。

原則11

聽取客戶的意見，看他們想要什麼功能。

原則12

當客戶要求的功能影響到其他模塊時，要勇於和客戶辯論。從大局出發，嘗試找到另一種方法來處理問題。就像 Fords 所說的那樣「每當我問顧客需要什麼的時候,他們總是會說需要跑得更快的馬」。請記住，你才是專家。你應該主導一切，做出正確和專業的決定。雖然用戶可能當時有些疑惑，但最終他們會感謝你的。

服務端設計和並發

原則13

要知道一個server是如何運行的，從硬件到操作系統，直到編程語言。優化IO調用的數量是你通往最好架構的首選之路。

原則14

遵循 Amdhal 的同步定律。線程之間共享的可變數據會降低程序速度。如果可以，請使用並發數據結構，並且僅在必要時使用同步。儘可能少地使用鎖。如果你打算在線程鎖期間阻塞，請確保自己足夠了解具體細節，因為這裡存在極大的隱患。

原則15

如果你的設計是基於事件驅動的非阻塞架構，那就不要阻塞線程或者在線程中執行 IO 操作。一旦這樣做，系統將慢如蝸牛。

分佈式系統

原則16

無狀態系統具有良好的擴展性。我們要儘可能了解和使用無分享架構。

原則17

除非你能夠掌控客戶端和服務器的所有代碼，否則消息傳遞失敗的情況在所難免。盡量減少你的系統依賴的因素（例如使用原則18）。

原則18

儘可能實施冪等操作。這樣它就很容易恢復，你至少可以保證交付沒問題。

原則19

了解 CAP 定理。可擴展的事務（分佈式事務）是很難的 。儘可能使用補償，基於 RDBMS 的事務很難擴展。

原則20

分佈式系統共識不支持擴展，也無法進行組通信，不支持群集範圍內的可靠消息傳遞。其最大節點限制大約是八個節點。

原則21

在分佈式系統中，你很難隱藏分佈式系統中的延遲和故障。（參見分佈式計算的謬誤解釋 ）。

用戶體驗

原則22

了解你的用戶以及他們的目標：他是新手、專家還是臨時用戶？他對計算機科學了解多少？極客看重擴展功能，開發人員關注示例和腳本，普通人則更在乎界面。

原則23

最好的產品應當不需要用戶手冊，用戶應該一看就會用。

原則24

當你無法在兩個選項之間做出決定時，請不要通過配置選項的方式來呈現問題。這會給用戶和架構師帶來麻煩。對於系統如何運作的細節，他們沒有你了解，他們怎麼能做出決定呢？最好的方案是找到一個每次都有效的選擇；其次是自動做出選擇；第三個方案是添加配置參數並設置合理的默認值。

原則25

始終具有合理的配置默認值。

原則26

設計不良的配置會製造麻煩，始終配置幾個示例值。

原則27

詢問用戶配置值的時候，注意選擇用戶無需即可設置的值（例如，不要問用戶需要的最大緩存條目數量，而是要問他想要用於緩存的內存數量）

原則28

如果發現未知配置，則拋出錯誤。永遠不要忽視它。在調試過程中，無提示的配置錯誤會浪費我們很多調式時間。

難點

原則29

嘗試新語言很容易，但要正確使用卻很難。除非公司願意組建一個十人團隊並花一年的時間來學習，否則盡量不要這樣做。如果你仍不死心，請閱讀有關語言設計的五個問題後再做定奪。

原則30

可組合的拖放 UI 很難實現，除非團隊準備投入10人年的資源，否則不要去做。 最後，談一下我的感受。在理想情況下，一個平台應當由多個正交組件組成，每個組件負責一個方面（例如，安全性、消息傳遞、註冊、調解、分析，等等）。使用這些功能構建的系統將是最佳的。 不幸的是，現實中我們很難達到這樣的狀態。因為在項目初始狀態時，很多事情是不確定的，你無法做到這樣的獨立性，現在我認為在開始的時候適當的重複是必要的，當你嘗試剷除他們的時候，你會發現引入了新的複雜性，分佈本身就意味着複雜。有時候治癒的過程要比疾病本身更加的糟糕。

總結

作為一個架構師，我們應該像園丁一樣思考、塑造、策劃和去除雜草而不是定義和構建。雖然在短期內，由一位架構師來制定架構的確既快捷又實惠。但是，從長遠來看，團隊的力量才是最強的。 如果你不夠投入和細心，你只指出錯誤，但是不道明錯誤原因，那麼你的意見可能會讓團隊感到困惑。避免這種情況的一種方法是擁有一套普遍接受的原則，這些原則是討論架構時遵循的基本點，也是初學者學習架構的好資源。所以想成為 一名優秀的架構師，還是需要長期的磨練以及時間的驗證，當然隨時保持學習的狀態也是非常重要的。當你學會更多知識，你便會更清晰的解決各種複雜的架構問題。

來源：Java面試那些事兒