软件架构设计 ADMEMS方法体系
ADMEMS是Architecture Design Method has been Extended to Method System的简称,是由CSAI顾问团架构设计专家组于2009年11月在第六届中国软件大会上公开发布的一个软件架构设计方法。作为方法体系,ADMEMS通过3个阶段和1个贯穿环节,来覆盖“需求进,架构出”的架构设计完整工作内容。其中“3个阶段”是指预备架构阶段(PA阶段:把握需求特点,确定架构驱动力)、概念架构阶段(CA阶段:根据重大需求,确定概念架构)、细化架构阶段(RA阶段:细化架构设计,关注不同视图),“1个贯穿环节”是指对非功能目标的考虑。
《一线架构师实践》一书详细的介绍了ADMEMS体系。它将软件架构的过程分为三个阶段和一个贯穿环节,进而覆盖“需求进,架构出”的架构设计的完整工作内容。基中Pre-Architecture阶段,意在全面理解需求,从而把握需求特点,进而确定架构设计驱动力。而Conceptual Architecture阶段所关注的是如何通过关键功能、关键质量及业务需求和约束来塑造概念架构。Refined Architecture阶段,则主要通过5视图方法进行细化架构的设计。而非功能需求不可能“速战速决”,因此,对于非功能需求的关注会贯穿架构设计的整个过程。
Pre-Architecture,是架构设计的最前期阶段,其工作目标包括:理解需求、建议需求大局观、确认架构设计方向等。其对于整个架构设计的意义在于,着眼于全局把握需求、降低架构失败的风险、尽早地开始架构设计、明确架构设计的驱动力。需要注意的是,不同需求影响架构的不同原理,关键需求决定架构,而其他需求用来来验证架构。ADMEMS将Pre-Architecture阶段分为四个步骤,即需求结构化、分析约束影响、确定关键质量、确定关键功能。
“ADMEMS矩阵”是Pre-Architecture阶段的核心方法。 “ADMEMS矩阵”又称为“需求层次-需求方面矩阵”,帮助架构师告别需求列表的陈旧方式,顺利过渡到二维需求观,借此避免遗漏需求、并进一步理清需求间关系和发现衍生需求。
Conceptual Architecture,即概念架构。概念架构不是理想架构,同样概念架构也不是概念视图,概念架构作为架构设计的一个阶段,必须在细化架构设计阶段之前,针对重大需求、特色需求、高风险需求的要求,给出高层的解决方案,形成稳定的高层架构设计成果。ADMEMS将Conceptual Architecture阶段分为三个步骤,即:
初步设计:基于关键功能,借助鲁棒图进行以发现职责为目的的初步设计;
高层分割:对系统这个黑盒进行高层切分,如切分复杂系统为多个二级系统,或者直接切分系统为具体子系统;实践中最常用的系统切分方式为分层,有Layer(逻辑层)、Tier(物理层)、按通用性分层生技术堆叠等流派。
考虑非功能需求:概念架构并非理想化架构,因此不仅要考虑功能,也必须考虑非功能,通常采用的方法为,目标-场景-决策表。
Refined Architecture是相对于Conceptual Architecture而言的,即细化架构。ADMEMS主要通过5视图法对细化架构阶段进行实践。5视图法的主要思想为:错落有致地将众多技术关注点划分“群落”,“群落”内高聚合,“群落”间松耦合。应用5视图方法,便于架构师设计思维的“有序”展开。不同视图源于不同的思维角度及不同的技术关注点,即:
逻辑架构:关注如何划分子系统、如何定义接口、如何运用质疑驱动的思维套路等;
物理架构:关注硬件选择与物理拓扑、软件到硬件的映射关系、方案优化;
运行架构:关注确定引入哪些控制流、确定每条控制流的任务、处理相关问题、进一步考虑控制流之间的同步关系等;
开发架构:关注将“逻辑职责”映射为“程序单元”、开发技术选型、“程序单元”间的关系等;
数据架构:关键是确定数据分布方案。数据分布的6种策略:独立、集中、分区、复制、子集、重组;
非功能目标的设计环节。非功能目标的设计是以场景技术为核心手段、以目标-场景-决策表为思维工具致力于支撑非功能目标的理性设计过程。经过非功能目标的设计,将使得架构设计更有针对性、可操作性更强、避免过度设计,同时便于系统升级时参考。
目标-场景-决策表方法,可以帮助架构师快速建议非功能目标的设计思维,更理性地应对架构师普遍感到棘手的非功能支持问题,提升自己的核心竞争力。