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小故事:架构师需要做什么?

作者: Robert C. Martin
原文:A Little Architecture
译者:孙薇

本文是一篇模仿问答的小故事,作者用幽默的风格简单分析了架构师要做的工作:

我想要成为一名软件架构师。

这是年轻软件开发者很好的选择。

我想要带领团队,并在数据库与框架、webserver等方面作出重要的决策。

噢,那你根本就不想成为软件架构师。

我当然想了,我想要成为重要决策的制定者。

那很好,不过你列出的内容中并不包含重要的决策,这些都是不相关的决策。

什么意思?你是说数据库并不是重要的决策,你知道我们在上面花了多少钱吗?

也许花的太多了。但是,数据库并不是重要的决策之一。

你怎么能这样讲?数据库是系统的核心,是进行所有数据系统化、分类、编入索引和存取工作的地方;没有数据库的话,就不会有系统。

数据库只是一个IO设备,它恰巧为分类、查询与信息报告提供了一些有用的工具,但这些都只是系统架构的辅助功能而已。

辅助?这太离谱了。

没错,就是辅助。系统的业务规则也许能够利用其中的一些工具,不过那些工具却并非相应业务规则所固有的。需要的话,可以用不同的工具来替换现有的这些;而业务规则不会改变。

嗯,没错,不过必须重新进行编码,因为在原本的数据库中这些工具都用到了。

那是你的问题。

什么意思?

你的问题在于,你以为业务规则是依赖数据库工具的,实际上并不是。或者说至少,在提供优秀架构前并不应当是这样的。

这简直是疯了。如何创建不使用那些工具的业务规则呢?

我不是说它们没使用数据库的工具,而是说它们并不依赖于此。业务规则无需知道你使用哪个数据库。

那么如何在不了解使用什么工具的情况下,获得业务规则呢?

让依赖倒置过来,使得数据库依赖业务规则。确保业务规则不依赖于数据库。

你在胡言乱语。

恰恰相反,我在使用软件架构的语言。这是依赖倒置原则:低层准则应当依赖高层准则。

一派胡言!高层准则(假设指的是业务规则)调用低层准则(假设指的是数据库)。因此高层准则会根据调用方依赖被调用方的原则,而依赖低层准则。这个谁都知道!

在运行时的确如此。不过在编译时,我们想要的是依赖倒置。高层准则的源代码应当不提及低层准则的源代码。

得了吧!怎么能在不提及的情况下进行调用呢?

当然没问题。这就是面向对象的所涉及的内容。

面向对象是关于真实世界的模型创建,将数据、功能与有凝聚力的对象相结合。是关于将代码组织成直观的结构。

他们是这么说的?

大家都知道,这是显而易见的真相。

没错,确实如此,然而,在使用面向对象准则时,的确可以在不提及的情况下进行调用。

好吧,那要怎么做?

在面向对象设计中,各个对象会彼此发送消息。

没错,这是当然的。

而sender在发送消息时,并不知道receiver的类型。

这取决于所使用的语言。在Java中,sender至少知道receiver的基础类型。在Ruby中,sender至少知道receiver能够处理所收到的消息。

没错。不过在任何情况下,sender都不知道receiver的具体类型。

是这样,好吧,确实如此。

因此,sender可以在不提及receiver具体类型的情况下,设计receiver执行某个功能。

是这样,没错。我了解了。不过sender仍旧依赖于receiver。

在运行时的确如此。不过编译时则不同。sender的源代码并不会提及或者依赖receiver的源代码。事实上receiver的源代码依赖于sender的源代码。

不会吧!sender仍依赖于它所发送的类。

也许从某些源代码来看,会更清楚一些。下面这段是Java写的。首先是sender:

package sender;
public class Sender {
      private Receiver receiver;
  public Sender(Receiver r) {
    receiver = r;
  }
  public void doSomething() {
    receiver.receiveThis();
  }
  public interface Receiver {
    void receiveThis();
  }
}

下面是receiver:

package receiver;
import sender.Sender;
public class SpecificReceiver implements Sender.Receiver {
  public void receiveThis() {
    //do something interesting.
  }
}

注意:receiver依赖于sender,SpecificReceiver依赖于Sender,在sender中并没有receiver相关的信息。

是啊,不过你在撒谎,你把receiver的接口放在sender类中了。

你开始懂了。

懂什么?

当然是架构的原则。Sender拥有receiver必须实现的接口。

如果这意味着我必须使用嵌套类,那么……

嵌套类只是实现目的的手段之一,还有其他办法。

好吧,等一下。这又跟数据库有什么关系?我们最开始讨论的可是数据库。

再看一点代码吧。首先是一个简单的业务规则:

package businessRules;
import entities.Something;
public class BusinessRule {
  private BusinessRuleGateway gateway;
  public BusinessRule(BusinessRuleGateway gateway) {
    this.gateway = gateway;
  }
  public void execute(String id) {
    gateway.startTransaction();
    Something thing = gateway.getSomething(id);
    thing.makeChanges();
    gateway.saveSomething(thing);
    gateway.endTransaction();
  }
}

业务规则没占多大份量。

这只是个例子。还能有更多这样的类,实现很多不同的业务规则。

好的,那么Gateway到底是什么?

它通过业务规则提供了所有数据存取方法。按以下方式实现:

package businessRules;
import entities.Something;
public interface BusinessRuleGateway {
  Something getSomething(String id);
  void startTransaction();
  void saveSomething(Something thing);
  void endTransaction();
}

注意:这是在businessRules之中。

ok,Something类又是什么?

它代表着简单的业务对象。我将它放在entities之中。

package entities;
public class Something {
  public void makeChanges() {
    //...
  }
}

最终BusinessRuleGateway实现,这个类知道真正的数据库:

package database;
import businessRules.BusinessRuleGateway;
import entities.Something;
public class MySqlBusinessRuleGateway implements BusinessRuleGateway {
  public Something getSomething(String id) {
    // use MySql to get a thing.
  }
  public void startTransaction() {
    // start MySql transaction
  }
  public void saveSomething(Something thing) {
    // save thing in MySql
  }
  public void endTransaction() {
    // end MySql transaction
  }
}

另外,注意业务规则在运行时调用数据库;不过在编译时,数据库会涉及并依赖于businessRules。

好吧,我想我明白了。你只是在利用多态性来隐藏从业务规则实现数据库的事实。不过仍需要一个接口,向业务规则提供所有的数据库工具。

不,完全不是这样。我们没有尝试向业务规则提供数据库工具。而是通过业务规则,为它们所需要的内容创建接口。实现这些接口就能调用合适的工具。

是啊,不过如果所有业务规则需要用到每个工具,那么只需把工具放在gateway接口中。

啊,我看你还是没明白。

明白什么?这已经很清楚了。

每个业务规则只为自己所需的数据访问工具定义一个接口。

等一下,你说什么?

这就是接口隔离原则(Interface Segregation Principle)。每个业务规则类只用到数据库的某些设施。因此,每个业务规则提供的接口只能访问相应的设施。

不过,这意味着需要很多接口,以及很多的小型实现类,它们又会调用其他的数据库类。

很好,你开始理解了。

不过这太乱了,浪费时间。为什么要这样做呢?

这样做能够条理分明,节省时间。

得了吧,为了代码,弄出来一大堆代码。

恰恰相反,通过重要的架构决策,可以延缓不相关的决策。

这是什么意思?

记得最开始,你说想做软件架构师不是吗?你想要作出所有真正重要的决策。

是啊,我是这样想的。

你想要决策的是数据库、webserver和框架相关的方面,对吗?

是啊,你说那些都不重要。只是不相关的内容。

没错。就是这样。软件架构师所作出的重要决策指的是,让你不对数据库、webserver和框架进行决策。

不过必须得先决定那些吧!

不用的。事实上,在开发周期中,这些都可以稍后再决定,在信息更充足的时候再决定。

如果架构师提前确定框架,却发现框架无法提供所需的性能,或者带来了无法忍受的约束,这就成了灾难。

只有架构师决定推迟决策,待信息足够时才作出决策;在架构师的决策下,不使用缓慢而过于耗费资源的IO设备和框架的团队,才能创建快速、轻量级的测试环境;只有其架构师关心真正重要的东西,延缓那些不重要的,这样的团队才是幸运的团队。

胡说,我完全不明白你的意思。

好吧,还是好好看一下本文,不然只能再等10年你才能明白了。


(责编/钱曙光,关注架构和算法领域,寻求报道或者投稿请发邮件qianshg@csdn.net,交流探讨可加微信qshuguang2008,备注姓名+公司+职位)

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