采訪嘉賓 | 蔡超、成國柱、譚待
編輯 marsxxl
在 InfoQ 成立 15 周年之際，InfoQ 編輯部發(fā)起了“2007-2022：云、運維、架構(gòu)、前端的 15 年演進史”特別策劃，將和業(yè)內(nèi)專家共同盤點云計算、運維、架構(gòu)、前端四大技術(shù)領(lǐng)域的演進歷史，試圖從幾個切面窺見 IT 技術(shù)的演進規(guī)律。本文是架構(gòu)篇。特此感謝蔡超、成國柱、譚待（按姓名首字母排序）三位老師對本文的貢獻，他們的真知灼見，是本文能與大家見面的關(guān)鍵。
軟件架構(gòu)的概念最早可以追溯到上個世紀(jì)六七十年代，計算機大神 Dijkstra 很早就涉足這一領(lǐng)域，但軟件架構(gòu)真正流行卻是從上世紀(jì) 90 年代開始。對技術(shù)人而言，架構(gòu)是再常見不過的詞匯量，但如果去讓他們深入解釋架構(gòu)，就會發(fā)現(xiàn)大多數(shù)人都無法清楚描述。翻開維基百科軟件架構(gòu)的定義，我們會發(fā)現(xiàn)它的概念也比較模糊。
維基百科：“軟件架構(gòu)是有關(guān)軟件整體結(jié)構(gòu)與組件的抽象描述，用于指導(dǎo)大型軟件系統(tǒng)各個方面的設(shè)計。軟件架構(gòu)會包括軟件組件、組件之間的關(guān)系，組件特性以及組件間關(guān)系的特性。軟件架構(gòu)可以和建筑物的架構(gòu)相比擬。軟件架構(gòu)是構(gòu)建計算機軟件，開發(fā)系統(tǒng)以及計劃進行的基礎(chǔ)，可以列出開發(fā)團隊需要完成的任務(wù)。”
對于軟件架構(gòu)，不同的人有不同的理解，而且自其出現(xiàn)后也是引起了不少的爭議。今天我們就借著 InfoQ 15 周年的機會盤點一下架構(gòu)這 15 年來的主要變化。希望可以從架構(gòu)的演進中獲得一些經(jīng)驗和啟發(fā)，給大家?guī)聿灰粯拥乃伎肌?/p>
1架構(gòu)十五年：改變的是形態(tài)，不變的是目的
業(yè)務(wù)驅(qū)動架構(gòu)形態(tài)變化
過去十幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展以及業(yè)務(wù)的多樣化，系統(tǒng)的架構(gòu)也在不斷發(fā)生變化，總體上來說大體經(jīng)歷了從單體應(yīng)用架構(gòu) – 垂直應(yīng)用架構(gòu) – 分布式架構(gòu) -SOA 架構(gòu) – 微服務(wù)架構(gòu)的演變，當(dāng)前各大企業(yè)都在朝著數(shù)字化轉(zhuǎn)型和云原生方向前進。本文結(jié)合采訪嘉賓的經(jīng)驗僅從業(yè)務(wù)和架構(gòu)設(shè)計兩個視角解析架構(gòu)過去十五年的演進變化，如果你有不同意見，歡迎留言討論。
“業(yè)務(wù)驅(qū)動與基礎(chǔ)設(shè)施的進化推動架構(gòu)發(fā)展”
“架構(gòu)要解決業(yè)務(wù)需求的問題，業(yè)務(wù)需求的變化驅(qū)動著架構(gòu)的進化”。譚待在采訪時說道。從互聯(lián)網(wǎng)的角度出發(fā)，結(jié)合業(yè)務(wù)的主要變化，國內(nèi)軟件架構(gòu)這 15 年的發(fā)展大致可以分為三個階段。
第一階段，互聯(lián)網(wǎng)正式爆發(fā)。這一階段的特點是網(wǎng)頁與用戶數(shù)據(jù)的迅速增多，無論是當(dāng)時流行的搜索引擎、社交網(wǎng)絡(luò)，還是工業(yè)、電商等行業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)帶來的數(shù)據(jù)量是傳統(tǒng)的單機和簡單的架構(gòu)模式無法支持的，傳統(tǒng)的架構(gòu)也無法解決相應(yīng)的業(yè)務(wù)問題。
因此，軟件架構(gòu)就慢慢從原來的單機系統(tǒng)演變成分布式系統(tǒng)以解決新業(yè)務(wù)形態(tài)帶來的問題，諸如在架構(gòu)層面考慮容錯、負(fù)載均衡等問題。同時需要注意的是，也正是這個時候開啟了后來所謂的大數(shù)據(jù)時代。
第二階段，移動互聯(lián)網(wǎng)的興起。移動互聯(lián)網(wǎng)興起之后，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的形式又隨之發(fā)生了比較大的變化。PC 互聯(lián)網(wǎng)時代比較典型的一個例子就是搜索引擎，搜索引擎對時效性要求并不是特別高，對用戶來說只要能找到所需要的內(nèi)容即可，不追求實時在線，這個時候架構(gòu)更多解決的是吞吐量大的問題。移動時代則不同，推薦、個性化服務(wù)已經(jīng)成為更主流的方式，業(yè)務(wù)的場景也變成了對實時性要求非常高的情況。
這一階段架構(gòu)方面主要的變化就是計算從以前的批量計算變成了流式計算，數(shù)據(jù)處理從離線變成實時，比較典型的例子就是 Hadoop 到 Spark，再到后面 Flink 的變化。這其中的變化就涵蓋了系統(tǒng)架構(gòu)對用戶數(shù)據(jù)的處理、文檔數(shù)據(jù)的處理、推薦、廣告算法等等，這個時期業(yè)務(wù)對架構(gòu)的范式要求更高。另外，這一時期硬件等基礎(chǔ)設(shè)施的大幅提升與大規(guī)模的應(yīng)用，也對架構(gòu)的演進起到了非常大的推動作用。
第三階段，云原生時代。也就是當(dāng)下，企業(yè)上云對許多公司來說已經(jīng)變成一種默認(rèn)行為。這個時候業(yè)務(wù)架構(gòu)就需要基于云原生進行改造，如何基于云組件做適配，如何合理使用云的彈性、計算存儲分離等功能也變的至關(guān)重要。如果繼續(xù)使用老的業(yè)務(wù)架構(gòu)跑在云上，那無異于“拉著馬車跑在高速公路上”。
云原生出現(xiàn)之后還衍生了一個有趣的現(xiàn)象，在云原生到來之前，企業(yè)軟件架構(gòu)與互聯(lián)網(wǎng)軟件架構(gòu)是分離的，現(xiàn)在這兩者已經(jīng)開始慢慢交融在一起。傳統(tǒng)的廠商需要進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，其面臨的業(yè)務(wù)需要互聯(lián)網(wǎng)化，要解決高并發(fā)、大吞吐等問題，勢必要采用互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。互聯(lián)網(wǎng)公司經(jīng)過多年的發(fā)展壯大，內(nèi)部運營管理上也會面臨傳統(tǒng)企業(yè)的問題，比如如何解決開發(fā)效率，如何解決新老系統(tǒng)并存，如何進行數(shù)據(jù)打通等等。
總的來說，業(yè)務(wù)場景的需求變化驅(qū)動著架構(gòu)的演進。PC 互聯(lián)網(wǎng)時代、移動互聯(lián)網(wǎng)時代、云原生時代（數(shù)字化轉(zhuǎn)型時代）的業(yè)務(wù)需求是不同的，也就對不同時期的架構(gòu)提出了更多的要求。另外軟硬件等基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)新和開源價值的體現(xiàn)等也都對架構(gòu)的演進起到了非常大的助推作用。
上面我們從業(yè)務(wù)的角度盤點了架構(gòu)的一個大概演進史，過去十幾年，軟件架構(gòu)發(fā)生了非常大的變化。從互聯(lián)網(wǎng)到移動互聯(lián)網(wǎng)再到云原生，這個過程對軟件架構(gòu)的影響是巨大的，尤其是云的出現(xiàn)，它不再需要我們?nèi)?gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施，這幾個階段都改變了軟件架構(gòu)也改變了我們?nèi)绾稳?gòu)建軟件。但是，盡管軟件架構(gòu)的形態(tài)發(fā)生了明顯的變化，其實軟件架構(gòu)本身的目的卻從未改變。
回到文章開頭我們提到的關(guān)于軟件架構(gòu)定義的爭議，蔡超認(rèn)為，軟件架構(gòu)從出現(xiàn)到定位一直是一個頗具爭議的詞，目前唯一能夠明確的只有它的目標(biāo)。軟件架構(gòu)的目標(biāo)則是，第一，加快軟件發(fā)布；第二，減少整個軟件生命周期（設(shè)計，實現(xiàn)，持續(xù)迭代、線上發(fā)布維護等）中的資源投入，包括人力資源、軟硬件資源等。
同時，如同 10 多年前，處理好業(yè)務(wù)復(fù)雜性的業(yè)務(wù)領(lǐng)域建模，實現(xiàn)系統(tǒng)非功能性需求的架構(gòu)領(lǐng)域的設(shè)計模式 / 風(fēng)格（如：micro-kernel, whiteboard，pipe-filter 等模式）至今也同樣還是架構(gòu)師的必備知識，不同可能只是他們基于不同基礎(chǔ)設(shè)施的具體實現(xiàn)方式。十年前我們做架構(gòu)一樣會考慮可維護性、可擴展性、高可伸縮性，可擴展性，現(xiàn)如今依然需要考慮這些。關(guān)于研發(fā)團隊組織結(jié)構(gòu)，誕生于 1964 年的康威定律現(xiàn)在依然在指導(dǎo)我們進行軟件開發(fā)團隊組織結(jié)構(gòu)建設(shè) — 讓團隊結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相匹配（如：與微服務(wù)匹配的 two-pizza team）。這些從未改變的東西恰恰是架構(gòu)領(lǐng)域非常重要的內(nèi)容。
微服務(wù)的突破、挑戰(zhàn)與未來
提到微服務(wù)最近幾年的一些變化，第一個比較重要的點就是微服務(wù)會促進大家逐漸去用更加高效的語言。以 Golang 舉例來說，Golang 特別適合在云原生場景下使用，一方面 Golang 沒有 Java 那么重的啟動的依賴，另一方面容器也提供了一套相對統(tǒng)一的執(zhí)行環(huán)境，這種場景下是沒有必要再去使用字節(jié)碼的。而 Golang 的廣泛應(yīng)用也解決了一些開發(fā)效率上的問題。
第二點就是在多運行時、Service Mesh 上的一些改變，做業(yè)務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施的解耦，這給基礎(chǔ)設(shè)施提供了更大的發(fā)展空間，對于業(yè)務(wù)和技術(shù)能力的迭代都有著非常重要的價值。第三點比較大的變化就是構(gòu)建可觀測性，比如 Tracing 或者 OpenTelemetry。
而說到挑戰(zhàn)，誠然服務(wù)治理、彈性伸縮等等確實是微服務(wù)所遇到的挑戰(zhàn)，但微服務(wù)最大的挑戰(zhàn)卻并不在技術(shù)上，用采訪專家的話說“微服務(wù)最大的挑戰(zhàn)是大家沒有意識到微服務(wù)的挑戰(zhàn)有多大”。除了技術(shù)，企業(yè)和程序員正確使用微服務(wù)架構(gòu)，本身就是微服務(wù)最大的挑戰(zhàn)。第一，你需要正確使用場景，真正了解微服務(wù)帶來的復(fù)雜性，了解服務(wù)劃分會帶來的問題；第二，微服務(wù)對于組織結(jié)構(gòu)也有一定的要求，它要求自治的團隊，如果你是強耦合的組織結(jié)構(gòu)，那么首先就不符合康威定律，組織結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)架構(gòu)就有著巨大的沖突。所以正確理解微服務(wù)的理念，正確使用微服務(wù)，是企業(yè)目前最大的挑戰(zhàn)。
解決認(rèn)知挑戰(zhàn)后，在技術(shù)上，企業(yè)針對微服務(wù)應(yīng)主要在這些方向投入，主要有幾個部分，首先就是構(gòu)建各類平臺化能力，包括調(diào)度的能力、服務(wù)治理的能力；第二，嘗試對成本優(yōu)化進行更深入的研究；第三，在多運行時架構(gòu)上持續(xù)投入。微服務(wù)未來的研發(fā)重點：微服務(wù)的各類能力規(guī)范化（RFC）、多運行時、成本優(yōu)化：各類深度技術(shù)應(yīng)用；開發(fā)效率：Rust wasm 等；智能化流量治理等。
2回顧當(dāng)下，展望未來
展望架構(gòu)的未來，還是需要關(guān)心整個行業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展的情況，企業(yè)和架構(gòu)師必須知道未來要解決的問題是什么？業(yè)務(wù)層面會產(chǎn)生什么變化？這些變化會對底層架構(gòu)帶來什么影響？
云原生技術(shù)的發(fā)展勢不可擋，勢必會成為未來的熱門話題。隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速，企業(yè)對于云的使用也將會達到新的水平，云原生架構(gòu)和云原生應(yīng)用也將會持續(xù)迭代演進。
三年前 IDC 做過一份預(yù)測，他們發(fā)布的《數(shù)字化世界 — 從邊緣到核心》白皮書以及《IDC：2025 年中國將擁有全球最大的數(shù)據(jù)圈》白皮書有這樣一項結(jié)果。人類每一年新創(chuàng)造的數(shù)據(jù)都超過了過去千年的總和，到 2025 年數(shù)據(jù)將達到驚人的 175ZB，中國數(shù)據(jù)圈將增至 48.6ZB，占全球 27.8％，成為全球最大數(shù)據(jù)圈，而且這種增長沒有顯現(xiàn)出任何緩和的趨勢。越來越多的數(shù)據(jù)，使用方式的不同，規(guī)范使用和隱私管理，邊緣需求等等都會給架構(gòu)帶來更大的挑戰(zhàn)。
除此之外，現(xiàn)階段業(yè)務(wù)上超大流量的上漲對計算資源的消耗也是巨大的，擴展雖然沒有問題，但擴展的過程會帶來非常大的損耗，另外業(yè)務(wù)與基礎(chǔ)設(shè)施解耦帶來的問題切分、信任等等也是架構(gòu)目前遇到的主要挑戰(zhàn)。
數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來的挑戰(zhàn)與思考
除了技術(shù)上的挑戰(zhàn)，企業(yè)遇到的問題同樣不可忽視。數(shù)字化給傳統(tǒng)企業(yè)帶來了無限的能量，在企業(yè)都進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下，做好傳統(tǒng)企業(yè)架構(gòu)和所謂的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的融合至關(guān)重要，這就需要考慮多個層面的問題。
首先，企業(yè)對外的業(yè)務(wù)如何通過互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化等方式做得更好，在面臨大規(guī)模高并發(fā)的秒殺活動等業(yè)務(wù)時如何處理。如何利用互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)解決實時性、大規(guī)模、高并發(fā)的問題。其次，企業(yè)對內(nèi)需要使用數(shù)字化提升效率，打通各種老系統(tǒng)，數(shù)字化自己的內(nèi)部人才，將傳統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)和云更好的融合。
除此之外，軟硬件關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施層面的創(chuàng)新也至關(guān)重要，正所謂”巧婦難為無米之炊“，基礎(chǔ)設(shè)施如果不具備條件，業(yè)務(wù)需求也就無法實現(xiàn)。在云原生時代，基于云的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計新的架構(gòu)就是重中之重，如何將云的基礎(chǔ)特性更好地釋放，將彈性擴縮容，成本優(yōu)化、可觀測性等等處理好都是需要重點關(guān)注的。此外，在業(yè)務(wù)變多系統(tǒng)架構(gòu)變得復(fù)雜的同時利用類似低代碼或者新的 aPaaS 等技術(shù)將效率提高，更快的完成交付。最后就是企業(yè)需要在系統(tǒng)增多之后，重點關(guān)注系統(tǒng)治理、微服務(wù)治理和技術(shù)債務(wù)等問題。
架構(gòu)師的成長
成為優(yōu)秀的架構(gòu)師是每個技術(shù)人的初級夢想，面對挑戰(zhàn)，如何在未來的云原生時代中屹立不倒，除了需要過硬的基礎(chǔ)技術(shù)，其他能力也不可或缺，關(guān)于架構(gòu)師的成長蔡超老師總結(jié)了以下幾點經(jīng)驗。
第一，堅持編碼。架構(gòu)師也是程序員，代碼是軟件的最終實現(xiàn)形態(tài)，停止編程會逐漸讓你忘記作為程序員的感受，更重要的是忘記其中的“痛”，從而容易產(chǎn)生一些不切實際的設(shè)計。大家可能聽說過在 Amazon，高級副總裁級別的 Distinguish Engineer（如：James Gosling，Java 之父），他們每年的編碼量也非常大，常在 10 萬行以上。
第二，堅持學(xué)習(xí)。對于 IT 人而言忙碌已成為了習(xí)慣，加班常被掛在嘴邊?！?96”工作制似乎也變成了公司高效的標(biāo)志。而事實上過度忙碌會導(dǎo)致你沒有時間學(xué)習(xí)和更新自己的知識，進而逐漸落后。
另外，除了要勇于去關(guān)注技術(shù)上新的變化，同時還要有更多思考的角度，重點思考那些歷經(jīng)多年真正不變的技術(shù)和理念。
篇幅有限，更多建議推薦閱讀：一位架構(gòu)師的感悟：過度忙碌使你落后（https://www.infoq.cn/article/dyceqhlrbgzkzdvk3esd）
推薦書籍：《Pattern Oriented Software Architecture》《Patterns of Enterprise Application Architecture》《Design Pattern》《The Design of Design》
3寫在最后
架構(gòu)設(shè)計是一個企業(yè)的重中之重，云原生時代與數(shù)字化轉(zhuǎn)型的到來，給架構(gòu)提出了更高的要求，如何正確使用相關(guān)技術(shù)，幫助企業(yè)在云原生數(shù)字化轉(zhuǎn)型時代站穩(wěn)腳跟釋放更多的能量是當(dāng)前的巨大挑戰(zhàn)。毫無疑問，軟件領(lǐng)域發(fā)展至今仍有大把機會等待著程序員與架構(gòu)師去開疆?dāng)U土。同樣的，無論技術(shù)如何演進變化，無論我們使用何種架構(gòu)和技術(shù)，初心不可變，我們最終的目的是為了簡單高效的實現(xiàn)業(yè)務(wù)需求，以需求為核心找到適合自己和企業(yè)的技術(shù)才是最明智的選擇。
嘉賓介紹：（按姓名首字母排序）
蔡超：Mobvista 副總裁兼首席架構(gòu)師。擁有超過 15 年的軟件開發(fā)經(jīng)驗，其中 9 年任世界級 IT 公司軟件架構(gòu)師 / 首席軟件架構(gòu)師。
成國柱：字節(jié)跳動 架構(gòu) / 服務(wù)框架團隊負(fù)責(zé)人。
譚待：火山引擎總經(jīng)理，在云計算和搜索引擎領(lǐng)域有十幾年研發(fā)經(jīng)驗。2007 年至 2019 年期間就職于百度，曾擔(dān)任百度搜索和基礎(chǔ)架構(gòu)首席架構(gòu)師。2020 年加入字節(jié)跳動，領(lǐng)導(dǎo)火山引擎開拓企業(yè)級市場。
參考鏈接：
https://zh.m.wikipedia.org/zh/%E8%BD%AF%E4%BB%B6%E6%9E%B6%E6%9E%84
https://www.infoq.cn/article/dyceqhlrbgzkzdvk3esd
https://www.infoq.cn/article/r9vtub0robioghjeu5ti
https://www.infoq.cn/article/Cx1Mokk6WCFIeduMedFw
