架构到底是指什么？

极客时间《从0开始学架构》学习笔记。

可以参照 Robert C.Martin《架构整洁之道》的定义：

软件架构是指设计软件的人为软件赋予的形状，这个形状是指 系统如何被划分为组件(Components)， 各个组件如何排列（Arrangement）， 组件之间如何沟通（Communication，通讯）

软件架构的终极目标是，用最小的人力成本来满足构建和维护该系统的需求。

本文主要对系统、模块、组件、框架和架构等概念做一个介绍区分，

理解架构到底是指什么。

介绍下架构设计的历史背景。

带着问题阅读本文

• 架构和框架是什么关系？有什么区别？
• Linux 有架构，MySQL 有架构，JVM 也有架构，使用 Java 开发、MySQL 存储、跑在 Linux 上的业务系统也有架构，应该关注哪个架构呢？
• 微信有架构，微信的登录系统也有架构，微信的支付系统也有架构，当我们谈微信架构时，到底是在谈什么架构？

系统与子系统

系统

系统泛指由一群有关联的个体组成，根据某种规则运作，能完成个别元件不能单独完成的工作的群体。

它的意思是“总体” “整体” 或 “联盟”。

关联：系统是由一群有关联的个体组成的，没有关联的个体堆在一起不能成为一个系统。

例如，把一个发动机和一台 PC 放在一起不能称之为一个系统，把发动机、底盘、轮胎、车架组合起来才能成为一台汽车。

规则：系统内的个体需要按照指定的规则运作，而不是单个个体各自为政。规则规定了系统内个体分工和协作的方式。

例如，汽车发动机负责产生动力，然后通过变速器和传动轴，将动力输出到车轮上，从而驱动汽车前进。

能力：系统能力与个体能力有本质的差别，系统能力不是个体能力之和，而是产生了新的能力。

例如，汽车能够载重前进，而发动机、变速器、传动轴、车轮本身都不具备这样的能力。

子系统

子系统也是由一群有关联的个体所组成的系统，多半会是更大系统中的一部分。

其实子系统的定义和系统定义是一样的，只是观察的角度有差异，一个系统可能是另外一个更大系统的子系统。

按照这个定义，系统和子系统比较容易理解。我们以微信为例来做一个分析。微信本身是一个系统，包含聊天、登录、支付、朋友圈等子系统。朋友圈这个系统又包括动态、评论、点赞等子系统。评论这个系统可能又包括防刷子系统、审核子系统、发布子系统、存储子系统。评论审核子系统不再包含业务意义上的子系统，而是包括各个模块或者组件，这些模块或者组件本身也是另外一个维度上的系统。例如，MySQL、Redis 等是存储系统，但不是业务子系统。

模块与组件

从逻辑的角度来拆分系统后，得到的单元就是“模块”；

从物理的角度来拆分系统后，得到的单元就是“组件”。

划分模块的主要目的是职责分离；

划分组件的主要目的是单元复用。

模块和组件两个概念在实际工作中很容易混淆，我们经常能够听到类似这样的说法：

MySQL 模块主要负责存储数据，而 ElasticSearch 模块主要负责数据搜索。

我们有安全加密组件、有审核组件。

App 的下载模块使用了第三方的组件。

造成这种现象的主要原因是，模块与组件的定义并不好理解，也不能很好地进行区分。我们来看看这两者在维基百科上的定义。

软件模块（Module）是一套一致而互相有紧密关连的软件组织。它分别包含了程序和数据结构两部分。现代软件开发往往利用模块作为合成的单位。模块的接口表达了由该模块提供的功能和调用它时所需的元素。模块是可能分开被编写的单位。这使它们可再用和允许人员同时协作、编写及研究不同的模块。软件组件定义为自包含的、可编程的、可重用的、与语言无关的软件单元，软件组件可以很容易被用于组装应用程序中。

可能你看完这两个定义后一头雾水，还是不知道这两者有什么区别。造成这种现象的根本原因是，模块和组件都是系统的组成部分，只是从不同的角度拆分系统而已。

其实，“组件”的英文 component 也可翻译成中文的“零件”一词，“零件”更容易理解一些，“零件”是一个物理的概念，并且具备“独立且可替换”的特点。

我以一个最简单的网站系统来为例。假设我们要做一个学生信息管理系统，这个系统从逻辑的角度来拆分，可以分为“登录注册模块”“个人信息模块”“个人成绩模块”；从物理的角度来拆分，可以拆分为 Nginx、Web 服务器、MySQL。

框架与架构

框架提供基础的功能，关注组件规范；

架构关注基础结构。创造这些基础结构的准则，以及对这些结构的描述。

框架是和架构比较相似的概念，且两者有较强的关联关系，所以在实际工作中，这两个概念有时我们容易分不清楚。参考维基百科上框架与架构的定义，我来解释两者的区别。

软件框架（Software framework）通常指的是为了实现某个业界标准或完成特定基本任务的软件组件规范，也指为了实现某个软件组件规范时，提供规范所要求之基础功能的软件产品。

我来提炼一下其中关键部分：

• 框架是组件规范：例如，MVC 就是一种最常见的开发规范，类似的还有 MVP、MVVM、J2EE 等框架。

• 框架提供基础功能的产品：例如，Spring MVC 是 MVC 的开发框架，除了满足 MVC 的规范，Spring 提供了很多基础功能来帮助我们实现功能，包括注解（@Controller 等）、Spring Security、Spring JPA 等很多基础功能。

软件架构指软件系统的“基础结构”，创造这些基础结构的准则，以及对这些结构的描述。

单纯从定义的角度来看，框架和架构的区别还是比较明显的，框架关注的是“规范”，架构关注的是“结构”。框架的英文是 Framework，架构的英文是 Architecture。Spring MVC 的英文文档标题就是“Web MVC framework”。

重新定义架构 参考维基百科的定义，我将架构重新定义为：软件架构指软件系统的顶层结构。

这个定义看似很简单，但包含的信息很丰富，基本上把系统、子系统、模块、组件、架构等概念都串起来了，我来详细解释一下。

首先，“系统是一群关联个体组成”，这些“个体”可以是“子系统”“模块”“组件”等；架构需要明确系统包含哪些“个体”。

其次，系统中的个体需要“根据某种规则”运作，架构需要明确个体运作和协作的规则。

第三，维基百科定义的架构用到了“基础结构”这个说法，我改为“顶层结构”，可以更好地区分系统和子系统，避免将系统架构和子系统架构混淆在一起导致架构层次混乱。

总结:

架构是顶层设计；

框架是面向编程或配置的半成品；

组件是从技术维度上的复用；

模块是从业务维度上职责的划分；

系统是相互协同可运行的实体。