你好,我是王庆友。
到目前为止,我们已经讲完了业务架构和技术架构的相关内容,相信你现在对架构有了更深入的理解。
学习架构呢,要掌握的东西有很多,你是不是开始担心自己一辈子都学不完呢?其实,我们也不需要一下子铺开学习所有的架构技能,重要的是把控好学习的节奏,在适当的时间学习适当的内容,我们可以结合实际工作,一步步地成长。所以今天这一讲,我想给你提供一些架构学习的重点方向和路径建议。
在技术架构篇,我针对系统的高可用、高性能、可伸缩和低成本,给你介绍了很多的架构设计原则,不同的原则对应着不同的目标,这里我把这些架构原则和目标汇总成一个表格,来帮助你更直观地了解它们。
限于篇幅,这里我挑选几个原则来重点说下:
可回滚原则确保了系统可以向后兼容,当系统升级出现问题的时候,我们可以回滚到旧版本,保证系统始终可用。
不过有些时候,系统回滚很困难。举个例子,如果数据库的新旧表结构差异很大,除了回滚代码,我们还要回滚数据库,这样操作起来往往需要很长时间,系统的可回滚性就比较差。所以在设计时,我们要尽量考虑数据库修改和代码的兼容性,并提前做好系统回滚的预案。
可禁用原则要求我们提供功能是否可用的配置,在系统出现故障时,我们能够快速下线相应的功能。比如说,新的商品推荐算法有问题,我们可以通过程序开关禁用这个功能。
作为开发人员,我们都很想尝试新技术,但我们知道,新的技术还没有经过充分的验证,它往往会存在很多隐藏的Bug。
所以,作为架构师,我们在做方案设计的时候,一方面,要从系统的稳定性出发,尽量选择成熟的技术,避免因为新技术的坑而导致系统可用性出现问题;另一方面,选择成熟的技术也意味着选择了团队熟悉的技术,这样学习成本低,落地快。
我们在做硬件选型的时候,要尽量选择相同的硬件和相同的配置。
比如说,对于服务器,我们选择同样的CPU和内存配置,以及同样的操作系统版本,这样我们更容易通过统一的自动化脚本,对节点进行配置,对系统做水平扩展时也会更加容易。
这些架构原则都是我们要深入理解,并且在实践中要逐渐运用和掌握的。那么下面,我就带你来了解一下架构的具体落地过程,帮助你更好地理解架构师的职责和技能要求。
简单地说,架构师的职责就是负责设计架构,并跟踪架构的实施过程,解决过程中出现的疑难问题,确保架构顺利落地。在第1讲“架构的本质”中,我和你介绍过架构师的能力模型,比如抽象思维、平衡取舍、沟通能力等等。接下来,我就结合架构的落地过程和架构师的能力模型,来具体说下架构师是如何开展工作的。
架构师的工作从接到项目需求,或者从自己主动识别系统当前的问题开始,TA的工作过程可以分为三个大阶段。
首先,架构师要和产品经理或者业务人员沟通,了解业务;和开发人员沟通,了解系统。
了解完系统和业务后,架构师接下来就要设计具体的方案,方案设计要分三步走:
方案设计好之后,最后还要进行宣讲,架构师需要说服相关的人员接受方案,并且在后续的方案执行中,负责跟踪架构的落地,如果过程中有疑难问题,架构师还要协助解决。
所以,我们可以看到,架构师在设计方案时,会有一个反复迭代的过程,最终才能得到一个简约而不简单的方案。并且在方案设计的前后,架构师还需要和大量的人员进行沟通,这些都需要架构师具备宽广的知识面和良好的沟通能力。
那么,架构师都需要掌握哪些具体的技能呢?这里我给你提供了一个简化的架构师技能图谱,可以帮助你循序渐进地学习这些架构技能。
首先,作为架构师,我们需要了解计算机硬件和操作系统的相关知识,它们是负责具体干活的,如果对它们有深入的了解,我们就能知道系统底层是怎么执行的,在做具体设计的时候,我们也就可以做各种优化。比如说,在设计RPC通讯框架时,我们可以通过IO多路复用和内存零拷贝技术,来提升服务端并发处理请求的能力。
在这之上就是具体技术相关的内容,从浅到深可以分为三个部分:
掌握了这些技术能力之后,你就可以逐渐往全面的架构师发展了。比如说,你可以结合业务,来设计应用体系,包括数据模型和服务设计;你可以了解各种应用架构模型,知道它们的优缺点和适用场景,能够定义一个良好的应用依赖关系。
再往上,就是成为业务领域专家。在这个阶段,你已经知道如何通过业务拆分,实现业务之间的解耦;如何通过业务抽象,实现业务的扩展和重用。
到最后,你已经对各种架构设计的目标和架构原则都非常了解了,知道面对一个具体的问题,大致都有哪些解决的手段;然后,经过大量的实践,你能够把技术架构、应用架构、业务架构融会贯通,并针对具体情况,对架构的各个目标做良好的平衡。当然,作为架构师,你还要和一系列的人员打交道,这时候就需要你培养更多的软技能,能把复杂的架构问题以简单的方式表达出来。
现在,你已经清楚了作为一个架构师,TA需要具备什么样的知识结构。如果你想成为一名架构师,在不同的成长阶段,你还需要学习不同的内容。这里,我以Java为例,进一步给出学习的重点内容,给你提供更具体的参考。
第一个阶段是初级开发阶段。
在这个阶段,你需要深入学习数据结构和算法,并且一定要深入掌握单体应用的分层架构,因为这是架构设计的基础。
另外,对JDK的一些核心类,你不能仅仅停留在使用层面,而是要深入研读源代码,了解它的内部设计。这样你就知道如何开发一个高效的程序,如何进行各种代码级的调优。
第二个阶段是高级开发阶段。
首先,你需要非常了解设计模式,每个设计模式都可以看做是一个小型的架构设计,这里面有很好的设计原则和抽象思维,你在做系统设计时可以借鉴它们。
然后,你需要非常了解核心的中间件,包括DB、微服务框架、缓存和消息系统,要清楚地了解它们的适用场景(比如消息系统的削峰、解耦和异步),知道如何对它们进行调优,以及了解它们都有哪些常见的坑等等,核心中间件是我们做技术选型的基础。
同时,你要深入掌握数据库设计和服务接口设计,了解它们的最佳设计实践,它们承载了系统核心的业务数据和业务逻辑。
最后,你需要进一步研读源码,源码是活的教材,它包含了大量实用的设计原则和技巧。这里我建议你选择一些开源的开发框架和RPC通信框架,去深入了解它们内部的实现原理,比如Spring和Netty。
第三个阶段是架构师阶段,成为技术专家。
首先,你需要深入了解网络通信,比如说网络分层和HTTP/TCP协议,还有各种常见的RPC通讯框架,了解它们的特性和适用场景,这样你在设计分布式系统时,就能够进行合理的技术选型。
然后是了解底层系统,包括JVM、操作系统和硬件原理,再往上延伸到系统的接入部分,了解常见的负载均衡特性和用法,这样你可以对整体的系统有个透彻的了解,把各个环节可以很好地衔接起来。这里,我特别建议你去读下Java和JVM的规格说明书,了解Java的底层设计。
最后,你需要熟练掌握各种设计工具和方法论,比如领域驱动设计和UML,了解常用的架构设计原则,这样你就能够结合业务,选择合适的应用架构和技术架构并进行落地。在这一阶段,对你总的要求就是能够从端到端的角度进行业务分析和系统设计。
第四阶段是大师阶段。
在这个阶段,你需要对架构的各个目标都非常了解,除了业务系统设计,你还要对运维和监控有深入的认知。同时,你需要了解业界的架构实践,跟踪技术的发展趋势,如果出来一项新技术,你可以比较准确地对它进行定位,把它纳入到自己的能力体系当中。
另外,在这个阶段,你也已经通过大量的实践,培养了很好的软技能,比如沟通能力、项目管理能力等等。那么最后,你就能做到技术和业务的融会贯通,可以平衡各种架构目标,设计非常实用和接地气的架构,并保障它的顺利落地。
你可以发现,架构师的能力是一个逐渐提升的过程,如果从架构师的境界来看,由浅到深可以分为四层:第一层看山不是山,第二层看山是山,第三层看山不是山,第四层看山是山。
这是一个螺旋式上升的过程,那么它究竟是什么意思呢?
你可以对照这四个境界,来评估你当前的架构能力,不断地提升对自己的要求。
今天,我汇总了常见的技术架构设计原则,它们都是实践的总结,你在做架构设计时,可以参考这些原则,在项目中采取相应的手段来实现架构目标。值得注意的是,在做具体的架构设计时,你需要对设计进行反复迭代,才能最终得到一个高性价比的方案。
针对架构师的成长,我也给你提供了相应的知识结构和可行的进阶之路,希望你能够一步步成长,最终实现自己的理想。
读万卷书,行万里路。架构师的成长尤其如此,架构没有速成之路,我们先要“读万卷书”,学习各种架构需要的技能,然后“行万里路”,通过大量的实践把架构知识变成架构能力。
最后,给你留一道思考题:一个架构方案从调研到设计再到落地,你觉得最困难的地方是什么?
欢迎在留言区和我互动,我会第一时间给你反馈。如果这节课对你有帮助,也欢迎你把它分享给你的朋友。感谢阅读,我们下期再见。
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