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阿裏妹導讀：技術傳播的(de)價值，不僅僅體現在通(tōng)過商業化(huà)産品和(hé)開源項目來(lái)縮短我們構建應用(yòng)的(de)路徑，加速業務的(de)上線速率，也(yě)體現在優秀工程師在工作效率提升、産品性能優化(huà)和(hé)用(yòng)戶體驗改善等經驗方面的(de)分(fēn)享，以提高(gāo)我們的(de)專業能力。

接下(xià)來(lái)，阿裏巴巴技術專家三畫(huà)，将分(fēn)享自己和(hé)團隊在畫(huà)好架構圖方面的(de)理(lǐ)念和(hé)經驗，希望對(duì)你有所幫助。

當我們想用(yòng)一張或幾張圖來(lái)描述我們的(de)系統時(shí)，是不是經常遇到以下(xià)情況：

• 對(duì)著(zhe)畫(huà)布無從下(xià)手、删了(le)又來(lái)？

• 如何用(yòng)一張圖描述我的(de)系統，并且讓産品、運營、開發都能看明(míng)白？

• 畫(huà)了(le)一半的(de)圖還(hái)不清楚受衆是誰？

• 畫(huà)出來(lái)的(de)圖到底是産品圖功能圖還(hái)是技術圖又或是大(dà)雜(zá)燴？

• 圖上的(de)框框有點少是不是要找點兒(ér)框框加進來(lái)？

• 布局怎麽畫(huà)都不滿意……

如果有同樣的(de)困惑，本文将介紹一種畫(huà)圖的(de)方法論，來(lái)讓架構圖更清晰。

先厘清一些基礎概念

1、什(shén)麽是架構？

架構就是對(duì)系統中的(de)實體以及實體之間的(de)關系所進行的(de)抽象描述，是一系列的(de)決策。

架構是結構和(hé)願景。

系統架構是概念的(de)體現，是對(duì)物(wù)/信息的(de)功能與形式元素之間的(de)對(duì)應情況所做(zuò)的(de)分(fēn)配，是對(duì)元素之間的(de)關系以及元素同周邊環境之間的(de)關系所做(zuò)的(de)定義。

做(zuò)好架構是個(gè)複雜(zá)的(de)任務，也(yě)是個(gè)很大(dà)的(de)話(huà)題，本篇就不做(zuò)深入了(le)。有了(le)架構之後，就需要讓幹系人(rén)理(lǐ)解、遵循相關決策。

2、什(shén)麽是架構圖？

系統架構圖是爲了(le)抽象地表示軟件系統的(de)整體輪廓和(hé)各個(gè)組件之間的(de)相互關系和(hé)約束邊界，以及軟件系統的(de)物(wù)理(lǐ)部署和(hé)軟件系統的(de)演進方向的(de)整體視圖。

3、架構圖的(de)作用(yòng)

一圖勝千言。要讓幹系人(rén)理(lǐ)解、遵循架構決策，就需要把架構信息傳遞出去。架構圖就是一個(gè)很好的(de)載體。那麽，畫(huà)架構圖是爲了(le)：

• 解決溝通(tōng)障礙

• 達成共識

• 減少歧義

4、架構圖分(fēn)類

搜集了(le)很多(duō)資料，分(fēn)類有很多(duō)，有一種比較流行的(de)是4+1視圖，分(fēn)别爲場(chǎng)景視圖、邏輯視圖、物(wù)理(lǐ)視圖、處理(lǐ)流程視圖和(hé)開發視圖。

場(chǎng)景視圖

場(chǎng)景視圖用(yòng)于描述系統的(de)參與者與功能用(yòng)例間的(de)關系，反映系統的(de)最終需求和(hé)交互設計，通(tōng)常由用(yòng)例圖表示。

邏輯視圖

邏輯視圖用(yòng)于描述系統軟件功能拆解後的(de)組件關系，組件約束和(hé)邊界，反映系統整體組成與系統如何構建的(de)過程，通(tōng)常由UML的(de)組件圖和(hé)類圖來(lái)表示。

物(wù)理(lǐ)視圖

物(wù)理(lǐ)視圖用(yòng)于描述系統軟件到物(wù)理(lǐ)硬件的(de)映射關系，反映出系統的(de)組件是如何部署到一組可(kě)計算(suàn)機器節點上，用(yòng)于指導軟件系統的(de)部署實施過程。

處理(lǐ)流程視圖

處理(lǐ)流程視圖用(yòng)于描述系統軟件組件之間的(de)通(tōng)信時(shí)序，數據的(de)輸入輸出，反映系統的(de)功能流程與數據流程,通(tōng)常由時(shí)序圖和(hé)流程圖表示。

開發視圖

開發視圖用(yòng)于描述系統的(de)模塊劃分(fēn)和(hé)組成，以及細化(huà)到内部包的(de)組成設計，服務于開發人(rén)員(yuán)，反映系統開發實施過程。

以上 5 種架構視圖從不同角度表示一個(gè)軟件系統的(de)不同特征，組合到一起作爲架構藍圖描述系統架構。

怎樣的(de)架構圖是好的(de)架構圖

上面的(de)分(fēn)類是前人(rén)的(de)經驗總結，圖也(yě)是從網上摘來(lái)的(de)，那麽這(zhè)些圖畫(huà)的(de)好不好呢(ne)？是不是我們要依葫蘆畫(huà)瓢去畫(huà)這(zhè)樣一些圖？

先不去管這(zhè)些圖好不好，我們通(tōng)過對(duì)這(zhè)些圖的(de)分(fēn)類以及作用(yòng)，思考了(le)一下(xià)，總結下(xià)來(lái)，我們認爲，在畫(huà)出一個(gè)好的(de)架構圖之前， 首先應該要明(míng)确其受衆，再想清楚要給他(tā)們傳遞什(shén)麽信息 ，所以，不要爲了(le)畫(huà)一個(gè)物(wù)理(lǐ)視圖去畫(huà)物(wù)理(lǐ)視圖，爲了(le)畫(huà)一個(gè)邏輯視圖去畫(huà)邏輯視圖，而應該根據受衆的(de)不同，傳遞的(de)信息的(de)不同，用(yòng)圖準确地表達出來(lái)，最後的(de)圖可(kě)能就是在這(zhè)樣一些分(fēn)類裏。那麽，畫(huà)出的(de)圖好不好的(de)一個(gè)直接标準就是：受衆有沒有準确接收到想傳遞的(de)信息。

明(míng)确這(zhè)兩點之後，從受衆角度來(lái)說，一個(gè)好的(de)架構圖是不需要解釋的(de)，它應該是自描述的(de)，并且要具備一緻性和(hé)足夠的(de)準确性，能夠與代碼相呼應。

畫(huà)架構圖遇到的(de)常見問題

1、方框代表什(shén)麽？

爲什(shén)麽适用(yòng)方框而不是圓形，它有什(shén)麽特殊的(de)含義嗎？随意使用(yòng)方框或者其它形狀可(kě)能會引起混淆。

2、虛線、實線什(shén)麽意思？箭頭什(shén)麽意思？顔色什(shén)麽意思？

随意使用(yòng)線條或者箭頭可(kě)能會引起誤會。

3、運行時(shí)與編譯時(shí)沖突？層級沖突？

架構是一項複雜(zá)的(de)工作，隻使用(yòng)單個(gè)圖表來(lái)表示架構很容易造成莫名其妙的(de)語義混亂。

本文推薦的(de)畫(huà)圖方法

C4 模型使用(yòng)容器（應用(yòng)程序、數據存儲、微服務等）、組件和(hé)代碼來(lái)描述一個(gè)軟件系統的(de)靜态結構。這(zhè)幾種圖比較容易畫(huà)，也(yě)給出了(le)畫(huà)圖要點，但最關鍵的(de)是，我們認爲，它明(míng)确指出了(le)每種圖可(kě)能的(de)受衆以及意義。

下(xià)面的(de)案例來(lái)自C4官網，然後加上了(le)一些我們的(de)理(lǐ)解，來(lái)看看如何更好的(de)表達軟件架構

1、語境圖(System Context Diagram)

這(zhè)是一個(gè)想象的(de)待建設的(de)互聯網銀行系統，它使用(yòng)外部的(de)大(dà)型機銀行系統存取客戶賬戶、交易信息，通(tōng)過外部電郵系統給客戶發郵件。可(kě)以看到，非常簡單、清晰，相信不需要解釋，都看的(de)明(míng)白，裏面包含了(le)需要建設的(de)系統本身，系統的(de)客戶，和(hé)這(zhè)個(gè)系統有交互的(de)周邊系統。

用(yòng)途

這(zhè)樣一個(gè)簡單的(de)圖，可(kě)以告訴我們，要構建的(de)系統是什(shén)麽；它的(de)用(yòng)戶是誰，誰會用(yòng)它，它要如何融入已有的(de)IT環境。這(zhè)個(gè)圖的(de)受衆可(kě)以是開發團隊的(de)内部人(rén)員(yuán)、外部的(de)技術或非技術人(rén)員(yuán)。即：

• 構建的(de)系統是什(shén)麽

• 誰會用(yòng)它

• 如何融入已有的(de)IT環境

怎麽畫(huà)

中間是自己的(de)系統，周圍是用(yòng)戶和(hé)其它與之相互作用(yòng)的(de)系統。這(zhè)個(gè)圖的(de)關鍵就是梳理(lǐ)清楚待建設系統的(de)用(yòng)戶和(hé)高(gāo)層次的(de)依賴，梳理(lǐ)清楚了(le)畫(huà)下(xià)來(lái)隻需要幾分(fēn)鐘(zhōng)時(shí)間。

2、容器圖(Container Diagram)

容器圖是把語境圖裏待建設的(de)系統做(zuò)了(le)一個(gè)展開。

上圖中，除了(le)用(yòng)戶和(hé)外圍系統，要建設的(de)系統包括一個(gè)基于javaspring mvc的(de)web應用(yòng)提供系統的(de)功能入口，基于xamarin架構的(de)手機app提供手機端的(de)功能入口，一個(gè)基于java的(de)api應用(yòng)提供服務，一個(gè)mysql數據庫用(yòng)于存儲，各個(gè)應用(yòng)之間的(de)交互都在箭頭線上寫明(míng)了(le)。

看這(zhè)張圖的(de)時(shí)候，不會去關注到圖中是直角方框還(hái)是圓角方框，不會關注是實線箭頭還(hái)是虛線箭頭，甚至箭頭的(de)指向也(yě)沒有引起太多(duō)注意。

我們有許多(duō)的(de)畫(huà)圖方式，都對(duì)框、線的(de)含義做(zuò)了(le)定義，這(zhè)就需要畫(huà)圖的(de)人(rén)和(hé)看圖的(de)人(rén)都清晰的(de)理(lǐ)解這(zhè)些定義，才能讀全圖裏的(de)信息，而現實是，這(zhè)往往是非常高(gāo)的(de)一個(gè)要求，所以，很多(duō)圖隻能看個(gè)大(dà)概的(de)含義。

用(yòng)途

這(zhè)個(gè)圖的(de)受衆可(kě)以是團隊内部或外部的(de)開發人(rén)員(yuán)，也(yě)可(kě)以是運維人(rén)員(yuán)。用(yòng)途可(kě)以羅列爲：

• 展現了(le)軟件系統的(de)整體形态

• 體現了(le)高(gāo)層次的(de)技術決策

• 系統中的(de)職責是如何分(fēn)布的(de)，容器間的(de)是如何交互的(de)

• 告訴開發者在哪裏寫代碼

怎麽畫(huà)

用(yòng)一個(gè)框圖來(lái)表示，内部可(kě)能包括名稱、技術選擇、職責，以及這(zhè)些框圖之間的(de)交互，如果涉及外部系統，最好明(míng)确邊界。

3、組件圖(Component Diagram)

組件圖是把某個(gè)容器進行展開，描述其内部的(de)模塊。

用(yòng)途

這(zhè)個(gè)圖主要是給内部開發人(rén)員(yuán)看的(de)，怎麽去做(zuò)代碼的(de)組織和(hé)構建。其用(yòng)途有：

• 描述了(le)系統由哪些組件/服務組成

• 厘清了(le)組件之間的(de)關系和(hé)依賴

• 爲軟件開發如何分(fēn)解交付提供了(le)框架

4、類圖(Code/Class Diagram)

這(zhè)個(gè)圖很顯然是給技術人(rén)員(yuán)看的(de)，比較常見，就不詳細介紹了(le)。

案例分(fēn)享

下(xià)面是内部的(de)一個(gè)實時(shí)數據工具的(de)架構圖。作爲一個(gè)應該自描述的(de)架構圖，這(zhè)裏不多(duō)做(zuò)解釋了(le)。如果有看不明(míng)白的(de)，那肯定是還(hái)畫(huà)的(de)不夠好。

畫(huà)好架構圖可(kě)能有許多(duō)方法論，本篇主要介紹了(le)C4這(zhè)種方法，C4的(de)理(lǐ)論也(yě)是不斷進化(huà)的(de)。但不論是哪種畫(huà)圖方法論，我們回到畫(huà)圖初衷，更好的(de)交流，我們在畫(huà)的(de)過程中不必被條條框框所限制。簡而言之，畫(huà)之前想好：畫(huà)圖給誰看，看什(shén)麽，怎麽樣不解釋就看懂(dǒng)。