Java架构师系统架构设计

偏执的太偏执、 2024-02-26 05:13 13阅读 0赞

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13. [Java架构师技术选型][Java 12]
14. [Java架构师整体技术架构][Java 13]
15. [Java架构师分析和设计技术架构][Java 14]
16. [Java架构师高并发架构设计][Java 15]
17. [Java架构师海量数据的存储方案][Java 16]
18. [Java架构师缓存架构设计][Java 17]
19. [Java架构师缓存架构设计解决方案][Java 18]
20. [Java架构师缓存性能优化][Java 19]
21. [Java架构师缓存通用设计方案][Java 20]
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23. [Java架构师安全架构设计][Java 22]
24. [Java架构师高可用架构设计][Java 23]
25. [Java架构师部署架构设计][Java 24]
26. [Java架构师概要设计][Java 25]
27. [Java架构师基础框架设计][Java 26]
28. [Java架构师API设计][Java_API]
29. [Java架构师数据库设计][Java 27]
30. [Java架构师理解SaaS和多租户][Java_SaaS]
31. [Java架构师详细设计][Java 28]
32. [Java架构师分布式搜索架构][Java 29]
33. [Java架构师内功计算机硬件][Java 30]
34. [Java架构师内功操作系统][Java 31]
35. [Java架构师内功数据库][Java 32]
36. [Java架构师内功嵌入式技术][Java 33]
37. [Java架构师内功计算机网络][Java 34]
38. [Java架构师系统相关与性能评价][Java 35]
39. [Java架构师信息系统构建][Java 36]
40. [Java架构师系统安全][Java 37]
41. [Java架构师软件工程全流程][Java 38]
42. [Java架构师项目管理][Java 39]
43. [Java架构师面向对象技术建模][Java 40]
44. [Java架构师系统架构设计全流程][Java 41]
45. [Java架构师软件可靠性构建][Java 42]
46. [Java架构师软件架构的演化和维护][Java 43]
47. [Java架构师前沿技术][Java 44]

**不断更新中…**

> 本专栏适合于中高级程序员学习很多课程无法突破思想瓶颈，或跳槽涨薪人员多聊一些架构落地和如何能估算出真正高并发高性能高可用所需的正式生产环境等方面的内容添加，顺手的话学完思想到达一个高度还可以考个软考高级系统架构师还有PMP，干货超多，内容量已经超一本书通俗易懂。

#### 目录 ####

*  1 导学
 *   *  1.1 技术提升依然突破不了职业的瓶颈
     *  1.2 技术提升可薪资依然涨不上去
     *  1.3 学了架构课程依然觉得自己成长很慢
 *  2 架构的基本认识
 *   *  2.1 什么是架构
     *  2.2 为什么要做架构设计
 *  3 深入理解和认识架构。
 *   *  3.1 架构定义的行为。
     *  3.2 架构关注系统的主要元素
     *  3.3 平衡关注点
     *  3.4 架构会受到环境的影响
     *  3.5 架构会影响开发团队的结构
 *  4 架构分类

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## 1 导学 ##

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在本章博客中，我们将一起探索Java项目架构设计与落地应用的学习路径。为什么这篇文章对你如此重要呢？首先，让我们解决一些常见的困惑，为我们的学习之路明确方向。统一认识，选对学习方向，避免走错路、绕弯路，这是我们快速进步的关键。

接下来，我们将从架构师的角度来深入理解架构及其分类、设计、功能等方面的核心概念。通过深入剖析架构师的核心技能要求，我们将明确我们的学习目标和方向。

通过本章的学习，你将能够：

1.  了解常见的Java项目架构及其特点；
2.  掌握Java项目架构设计的基本原则和方法；
3.  理解功能设计和架构设计的关系；
4.  掌握成为一名合格架构师所需的核心技能和要求。

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成为一名合格的架构师需要掌握多个核心技能，包括但不限于以下几个方面：

1.  技术深度和广度：架构师需要具备广泛的技术知识和深度，包括操作系统、网络、数据库、编程语言、分布式系统等。他们需要了解各种技术的优缺点，能够根据项目需求选择合适的技术栈。
2.  架构设计能力：架构师需要具备出色的架构设计能力，能够从全局角度思考，制定技术路线和系统设计。他们需要具备出色的沟通能力，能够与开发人员、项目经理、客户等各方进行有效的沟通和协调。
3.  代码和系统理解能力：架构师需要对代码和系统有深入的理解，能够从代码和系统的角度出发，对系统的性能、扩展性、可维护性等方面进行评估和优化。
4.  项目管理能力：架构师需要具备项目管理能力，能够制定项目计划、分配资源、跟踪进度、确保项目按时交付。他们需要了解项目管理的方法论和工具，能够与项目经理密切合作，确保项目的顺利进行。
5.  沟通和协调能力：架构师需要具备出色的沟通和协调能力，能够与团队成员、客户、合作伙伴等进行有效的沟通和协调。他们需要具备出色的演讲和写作能力，能够撰写技术文档、方案报告等。
6.  持续学习和创新能力：架构师需要具备持续学习和创新能力，能够不断关注新技术、新趋势，并将其应用到实际工作中。他们需要具备创新思维和敏锐的洞察力，能够从不同角度思考问题，提出创新的解决方案。

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学习大道至简，基本的设计思想都是架构设计非常重要的一些思想。  
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1.  封装是面向对象设计的核心理念之一。在我们的学习过程中，封装、继承和多态是三个主导概念，而封装更是最基础的思想。通过封装，对象的属性和方法可以被整合到一起，形成一个独立实体，从而保护内部状态，防止外部代码直接访问和修改对象内部。
2.  隔离是面向对象设计中不可或缺的一环。为什么要封装对象呢？这样做是为了将相关的代码和数据封装在一起，形成一个独立且封闭的模块或组件，进而实现隔离和模块化。通过隔离，可以降低代码之间的耦合度，提高代码的可维护性和可重用性。在面向对象设计中，隔离的思想主要体现在划分子系统、模块和组件等方面。
3.  当学习架构设计和开发时，我们需要从宏观到微观、由粗到精、逐步细化。这是掌握任何新技术和新技能的基本步骤。首先，我们需要了解整体架构的设计和规划，然后才能逐步细化到各个模块和组件的设计。在迭代开发中，也需要逐步细化需求和设计，才能不断完善和优化架构。
4.  迭代是架构设计和开发的核心方法。没有任何系统或应用的开发是可以一蹴而就的，都需要经过不断的迭代和优化。通过迭代，我们可以逐步完善需求分析、设计、编码和测试等环节的开发工作，同时也能及时发现并修复问题，确保系统的稳定性和质量。在迭代开发中，团队的协作和沟通也是至关重要的，只有充分的协作和沟通才能保证迭代开发的顺利进行。

### 1.1 技术提升依然突破不了职业的瓶颈 ###

这是许多人都面临着的困扰。他们感觉自己已经学习了许多技术，参与了不少项目，但职业发展却似乎遭遇了瓶颈，无法取得突破。此时，你需要深思，是不是自己的学习方向出了问题。

如果你只是专注于开发技术的学习，那么你可能会遭遇这样的困境：尽管你已经掌握了许多开发技术，但你仍然发现自己还在原地打转。此时，你需要改变方向，从开发转向架构设计。

这就是你应该学习的架构设计，而不是单纯地围绕开发去学习各种开发技术。本专栏是你学习架构设计、快速成长为架构师的最佳选择。

### 1.2 技术提升可薪资依然涨不上去 ###

实际上，造成这个问题的原因很简单。尽管你已经掌握了许多开发技术，但你仍然只能承担一些基本的开发任务，而无法勇敢地挑起系统架构设计、技术难题攻关和基础框架设计与落地的重担。然而，更具挑战性的工作才是你迈向更高职位和获得更好薪酬的关键所在。因此，如果你想要突破职业发展的瓶颈，你需要不断提升自己的技能和能力，勇于承担更多的挑战性工作，并逐渐向架构师的角色转变。

### 1.3 学了架构课程依然觉得自己成长很慢 ###

这也是许多人所面临的困扰。他们觉得自己已经阅读了许多关于架构的书籍，也参加了很多架构方面的课程，但在实际工作中所做的架构却难以落地，导致他们的成长速度非常缓慢。

实际上，这是因为他们缺乏真正的架构设计方面的实战训练，仅仅停留在知识的表面。仅仅通过阅读书籍和听课是不足以让你真正掌握架构设计的精髓的。你需要通过实际项目中的实践，才能真正理解和掌握架构设计的方法和技巧。因此，如果你想要在架构设计方面有所突破，就需要寻找更多的实战机会，通过实践来不断提升自己的技能和能力。

## 2 架构的基本认识 ##

### 2.1 什么是架构 ###

谈到架构，我们自然会联想到软件开发的另一个重要概念：框架。

那么，什么是架构，什么又是框架呢？它们的区别又是什么呢？

实际上，架构主要关注的是系统的组织结构，也就是系统的组成部分，并需要明确系统由哪些子系统或模块组成。架构师需要了解这些子系统或模块如何相互协作、如何进行通信等。例如，我们熟知的淘宝架构或微信架构。

而框架则关注的是一个可重复使用的、包含基础功能的软件产品。框架可以为开发者提供一个可扩展的、预先构建的软件结构，帮助他们更快地开发和部署应用程序。框架通常封装了通用的功能和实现，如MVC（模型-视图-控制器）框架、Spring框架等。

总的来说，架构侧重于系统的宏观组织和设计，而框架则是为了提高开发效率和质量的可复用组件集合。

### 2.2 为什么要做架构设计 ###

什么是架构？

架构一词通常用于描述一个系统的基本组织结构，它涵盖了系统的组件及其之间的关系，以及指导这些组件进行设计和演化的原则。为了更具体地解释这个概念，我们参考了IEEE（电气和电子工程师协会）的定义：

架构描述了一个系统的基本组织结构，它定义了系统的各个组件以及这些组件之间的关系、组件与外部环境之间的关系，并为以上内容提供了设计和演化的指导原则。

让我们进一步了解这个概念：

*  `系统`：可以被组织起来完成一系列功能的组件集合。
 *  `组件`：组件是系统的一个模块化的部分，它封装了一系列功能的集合。

从设计的角度来看，我们可以看到组件、模块、子系统和系统本质上都是为了实现某一特定目标而组合在一起的元素。它们之间的主要区别在于规模和复杂性。

此外，我们还需要考虑`环境`或上下文的概念。环境是指会对系统的开发、运行等产生影响的外部条件和设置。  
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## 3 深入理解和认识架构。 ##

架构是定义了软件系统的结构，尤其是高层结构。

架构就是系统的骨架，是软件系统的核心。在做架构的时候，我们主要关注的是系统的组织结构和组成，而不会过多地关注具体的功能实现。换句话说，架构是系统的高层结构，是一种粗略的、概要的和轮廓性的描述。

如果将软件系统比作一栋已经修建好的大楼，那么高层结构就是修建大楼时搭建的柱子和横梁等框架结构。同样地，在软件系统中，高层结构是整个系统的基本构架，它决定了系统的基本布局和形态。

因此，架构师在设计和规划系统时，需要重点关注系统的组织结构、组成和高层结构，以确保系统能够高效地实现其预期的功能，并且能够灵活地适应未来的变化和扩展。

### 3.1 架构定义的行为。 ###

这里所提及的行为主要是指系统的交互行为。

这些交互行为包括组件之间的交互、组件与外部环境之间的交互等。之前我们已经提到过，组件之间的交互可能存在调用关系、依赖关系、扩展等。这些关系和行为都是架构设计中需要考虑的关键因素。

通过了解和规划这些交互行为，架构师可以更好地组织系统的结构，确保系统能够高效地实现预期的功能，并且能够灵活地适应未来的变化和扩展。

### 3.2 架构关注系统的主要元素 ###

在设计和构建软件架构时，通常来说，我们不会过度关注具体的功能实现，而是将重点放在高层结构上，也就是系统的宏观组织结构。此时，我们主要关注的不是细节，而是系统的几个关键元素。

首先，从用户的角度来看，他们关心的一些重点功能或难点功能肯定是主要元素。这些功能能够体现系统的独特性和特色，是用户区分系统的重要依据。

其次，解决重要特性的元素也是我们需要关注的主要元素。例如，用户可能对高性能、高可用性或安全性的要求特别高。这些特性通常被视为系统的质量属性，对系统的整体表现有着决定性的影响。

此外，架构还需要平衡系统利益相关者的需求。首先，我们需要了解谁是系统的利益相关者。他们是对系统感兴趣或与系统有关的人、团队或组织。这些人可能是系统的直接使用者，也可能是间接影响系统的人。例如，客户的老板虽然是间接影响系统的人，但他作为出资方，对系统有着非常高的要求和期望。因此，他也是系统的利益相关者之一。

不同的利益相关者对系统的关注点可能各不相同，甚至可能存在冲突。例如，老板可能更关心系统的成本效益，而使用系统的业务人员可能更看重系统的性能和易用性。这些不同的关注点可能会对架构设计产生影响，因此在设计架构时我们需要考虑到这些因素，并尽可能地平衡各方需求。

### 3.3 平衡关注点 ###

在架构设计中，需要平衡不同系统利益相关者的需求。这些需求就是他们的关注点，代表着他们的利益和期望。为了做出合理的决策，架构师需要在设计架构时基于可靠的证据来进行判断。

这些证据可以是直接的，也可以是间接的，但必须是合理的。例如，参考同类产品的架构形式是一种间接的证据，但也是基于实际成功案例的合理依据。另外，架构师也可以利用他们自己的设计经验或者专门为这个系统设计的架构demo来进行实际测试，以证明设计的可行性。这样做可以使得决策过程更加透明和具体化。

因此，架构设计不是凭空想象或一时冲动的决定，而是基于实际证据和合理依据的决策过程。通过平衡不同利益相关者的需求和关注点，以及利用合理的证据来支持决策，可以使得架构设计更加科学、合理和可行。

### 3.4 架构会受到环境的影响 ###

例如，架构设计可能受到法律法规的要求和行业标准的约束。在不同的行业中，可能存在一些特定的行规或标准，架构师需要遵循这些规定，以确保系统的合规性和与行业的兼容性。

在实际工作中，我们经常遇到的情况是，我们开发的软件项目只是客户复杂软件需求中的一部分。在这种情况下，已有的软件系统可能已经在运行中，我们需要考虑如何将新的软件项目与这些已有的系统相融合。这可能会对现有的软件系统架构和技术选型产生一定的影响。

另外，我们开发的系统还需要与已有的一些系统进行交互。这要求我们在架构设计时考虑到系统的可扩展性、灵活性和互操作性，以满足与其他系统的交互需求。

这些因素都说明了架构设计受到环境的影响。因此，架构师需要在设计时仔细分析环境因素，以确保架构的合理性和适应性。

### 3.5 架构会影响开发团队的结构 ###

比如现在流行的微服务架构，假设系统的架构形式已经决定采用微服务架构，那么我们相应的开发团队就需要按照匹配微服务开发的方式来建设和组织。这就是一种典型的架构，它会影响开发团队的结构。

## 4 架构分类 ##

尽管关于架构的分类存在许多不同的观点和标准，但我们可以看到，从实现层次、关注方向、软件开发阶段、视图类型和技术实现风格等方面都存在不同的架构分类方式。虽然有这么多种分类方式，但实际上从本质上来讲，架构的核心概念并没有改变。只是从不同的角度、不同的侧重点对架构进行了划分，因此很多划分实际上是交叉重复的。为了节约时间，我们将简要介绍一些常见的架构分类，以便大家有个整体印象。

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软件架构思想和系统架构图：`https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/126414922`  
互联网架构演进之路：`https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/126330968`  
中台架构介绍和应用价值：`https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/126317750`  
互联网架构演进方向：`https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133040892`

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[Java]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133549985
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[Java 7]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133657295
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[Java 12]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133705305
[Java 13]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133748994
[Java 14]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133749112
[Java 15]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133749342
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[Java 17]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133761735
[Java 18]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133762212
[Java 19]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133762564
[Java 20]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133763080
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[Java 22]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133770255
[Java 23]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133770963
[Java 24]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133771707
[Java 25]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133772931
[Java 26]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133788104
[Java_API]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133788516
[Java 27]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133789592
[Java_SaaS]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/133801301
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[Java 30]: https://blog.csdn.net/ZGL_cyy/article/details/134001059
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