1.4 软件架构的常用技术栈

如果缺乏良好的技术储备，那么就很难设计出良好的软件架构。而当前新技术层出不穷，若想涉足每个技术领域，则几乎是不可能的事情。怎么办？我们可以尝试从时空视角对软件架构中的常用技术栈进行分类。架构设计的常用技术栈如图1-2所示。

图1-2左侧所示的是空间维度的相关技术。

• 操作系统：确定了软件架构的环境边界。

• 数据存储：因为数据是软件的核心，所以我们必须了解文件系统、对象存储、关系型数据库以及NoSQL数据库等与数据存储相关的技术。

• 网络通信：这是一个覆盖更广泛的概念，至少要掌握7层协议模型和一些主流的通信协议，如DNS、TCP/IP、HTTP，以及不同网络协议对网络编程的影响。

• 框架与库：与采用的编程语言密切相关，不同的语言有不同的框架与库，可选项众多，需要从面向领域和场景的角度进行选择。

• 安全：这里就不展开介绍了。

• 微服务：这是一种架构方法，这里仅将微服务架构作为典型代表进行介绍。服务的划分与业务紧密相关，服务独立后需要考虑服务的发现和服务间的通信，最后是服务治理。

• 云服务：云服务的出现使得小团队也能完成大事情，这里的云服务指的是基础设施即服务（XaaS）。

• 大数据/AI：这必将成为工程师团队的重要战力，涉及专业知识、数学算法和计算环境。大数据的相关技术也是人工智能赋能软件的基础。

图1-2右侧所示的是时间维度的相关技术，主要包括运行架构（尤其是与性能相关的）的技术，以及决策流程所涉技术和方法（尤其是与研发效率相关的）。

• 开发环境：工具对工作的重要性不言而喻，开发环境在工程效率中占据首要地位，也是开发架构中的重要组成部分。

• 编程语言：不同的编程语言适用于不同的场景。一般来说，编程语言并没有优劣之分，不同的编程语言各有所长。

• 敏捷开发：每个人都不是“单打独斗”的，掌握协同工具以及支持CI/CD的工具链或者平台，可以使团队更加敏捷并提高整体的研发效率。此外，敏捷开发并不是以牺牲软件质量为代价的。

• DevOps：开发架构中的一种组织方式。

• 业务与代码：业务是软件提供的能力，代码是软件的实现载体，都是软件不可或缺的要素。

• 运行时调优：在运行架构中，性能是诸多非功能性约束中的首要因素，直接影响用户的体验。首先，要从业务和代码层面确保性能，而单元测试是必要的条件。在运行时进行调优，或者说是单机性能优化时，通常从加载和依赖开始，包括代码优化和虚拟机优化，如Java语言的VM调优、Linux内核参数调优。

• 数据访问：数据库往往是整个系统的性能瓶颈，数据访问必须具备高可用性，选择和使用数据连接池是必备条件。

• 缓存：该技术是降低负载、提高系统性能的必备技术，可以在客户端、网络侧和服务端3个环节应用缓存技术。

• 均衡：指的是负载均衡，这同样是一种以空间换时间的技术。

• 消息队列：可以通过消息队列来提升传输性能。

那么，为什么系统性能在诸多非功能性约束中排在第一位呢？下一章将对系统性能展开进一步讨论。