自定义软件工程公司揭开伟大架构师的秘密

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图5.关于从零售商处购置物品的业务处理层次静态视图

客户是Person的实例。客户和零售商之间的关系被具体化为Account。所有的Purchase都与客户的Account相关。Purchase与每个被购置的Item相关。每个Item都与特定的Product相关，这里Product遵循元类模式。Product的实例实际上本身就是类。将其他Product添加到Catalog完全是一个数据驱动过程，而且不会对类模型产生影响，因此将Product建模为一个元类会使我们的模型更加灵活。围绕这些类，每个Payment都与其Purchase相关。

如您可能看到的，这个层次的模型对大多数零售商〔无论类型为在线或传统，大型或小型〕来说是有代表性的。这说明了为什么[Industry]域模型确实应该将公司定义为黑盒子中心的演员。同一个行业中的公司倾向于支持带有其外部演员的同一套业务交互。此外，域模型排除了公司的特定业务处理，这是因为在同一行业中的公司之间它们会有相当大的变化。

域层次严格集中在从外部演员的角度看到的业务交互。对此我们必须注意，不要将用于完成交互的实现机制包括进来。这些细节属于下一个抽象层次。因此，在本例中，我们只为浏览、选择、购置和支付建模。我们不为如何完成这些交互〔通过、美国邮政、电子邮件、Web应用程序、亲自前往、支票、信用卡或现金〕建模。

业务处理抽象层次

下一个抽象层次为公司的业务处理建模，以实现在域层次捕获的交互。系统层次"内部缩放"公司的黑盒子，并标识为完成业务交易而协作的所有员工和系统。在这个层次，要开发的系统作为黑盒子中心的演员。

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图6.从零售商处在线购置物品的逻辑层次动态视图

静态视图

这个层次的静态视图也将我们的视角切换到系统内部。尽管业务处理层次为出现在业务处理中的真实抽象建立了模型，这个层次将抽象建模为其在系统中所要被表示的那样。在实际的系统中，架构师会为每个软件层〔表示层、业务层和数据访问层〕设计类。为了保持本文的简洁，图7只展示了业务层的静态设计，以便说明系统层抽象是如何针对设计进行改良的。

图7.从零售商处在线购置物品的逻辑层次静态视图

架构师对系统层类进行改良以设计业务层接口。

因为系统中的所有账户和客户都是零售商的，所以创立一个单一的Company实例并使其与所有账户相关联是不切实际的，因此该层次中省略了Company。我们只是存储Payment所带的信用卡号和账单邮寄地址，并非为每个CreditCardAccount创立一个单独的实例。此外，对系统来说，为每个出售的Item创立一个实例是不切实际的，因此从模型中删除了Item，并改为由模型跟踪LineItem中订购的物品数量以及在新ShippedItems类中附带的物品数量。

架构师还定义业务层公开的效劳间隔。对于本例如，业务层为Account、UserAccount、Order、Shipment和Catalog导出了Create、Read、Update和Delete(CRUD)效劳。椭圆形指出了CRUD间隔。

请注意，即使本层次的类不是业务处理类的适宜超集，架构师也可以通过直接改良业务处理类、将视角由系统外部更改为系统内部来实现这个设计。

物理抽象层次

物理抽象层次捕获系统实现的结构。系统作为一个节点的网络实现，每个节点都配置有硬件和软件。逻辑视图中的三个软件层〔表示层、业务层和数据层〕是以代码形式被物理实现，并部署到这些节点上。逻辑视图中的持久类物理存储在SQLServer数据库的关系表中。

动态视图

动态视图跟踪经过物理配置节点的消息流。ConfirmOrderpost从客户的浏览器通过Internet通过零售商的防火墙流动到Web效劳器，在那里MicrosoftWindows将其转发到IIS，IIS又将其传递到MicrosoftASP.NET，然后ASP.NET调度ConfirmOrder.aspx。幸运的是，现代开发工具将我们与多数物理网络隔离开来。但是，架构师需要了解物理层以防止网络瓶颈和平安暴露。

静态视图

静态视图〔图8〕将逻辑视图中的持久类改良为其物理表示形式。在我们的零售例如中，业务层类存储在以下SQLServer表中。

图8.从零售商处在线购置物品的物理层次静态视图

映射到关系表和属性的类作为列实现。一对一关系和一对多关系使用一个外键来实现。开放式并发通过给每个被"凝结"的父类分配一个datetime字段来实现。

在设计逻辑层次时，架构师主要集中关注于实现系统功能。在确信包含了系统功能之后，架构师就能够专注于在物理层次优化实现。

通过迭代开展层次

建立了这个框架后，架构师通过几次迭代对解决方案加以开展。每次迭代都合并额外的功能—发票、待交定单、亲自订购、订购等等。在每种情况下，架构师都更新适当的抽象层次，然后将这些更新改良到物理实现层。

重访抽象层次核心原那么

让我们对照核心抽象层次原那么来测试我们的例如。

•这些层次的数量和范围是定义完善的：我们有四个不同的层次：公司黑盒子、系统黑盒子、系统内的逻辑设计以及物理实现。

•每个层次内的多个视图：在这个简单例如中，我们在每个层次上展示了一个动态视图和静态视图。

•必须保持层次间的一致性：如果对域模型作出了更改，那么更改也一定会影响到较低层次。举例来说，如果零售商决定为其产品提供维护合同，分析师就会将MaintenanceContract添加到域模型，并将其改良为其物理表现形式。对于维护大型系统来说，同步所有层次是很重要的。因为提交了增强请求，所以分析师执行对相应细节层次的影响评估。一些增强请求影响域层次〔并且因此影响所有后续层次〕。其他请求只影响物理层次。

扩展层次以支持企业解决方案

既然我们已经展示了带有四个抽象层次的简单例如，现在就让我们扩展这个方法来支持IT企业的解决方案。图9展示了一个Rational统一过程(RationalUnifiedProcess，RUP)配置，它将工程产品组织到定义完善的抽象层次中。

表中的层次描述如下。

图9.将工程产品组织到定义完善的抽象层次中的RUP配置•域。域层次捕获工程的业务环境。

•工程洞察力。工程洞察力对系统将会有的对企业的业务影响进行通讯。它以投资回报分析量化了这个影响。工程洞察力表示该工程的最高抽象层次。

•业务处理。系统层次为公司内的业务处理建模。对于极其复杂的单位来说，这个层次可以再细分到子层次：部门、部门间以及部门内。

•UI标准。UI标准设计了实现业务处理的用户界面。它是由UI设计文档和功能UI原型组成的。

•详细要求。详细要求指定了系统要求的最低层次抽象。它包括诸如数据类型格式和详细业务规那么等详细信息。它还包括专业性要求，例如，性能、可用性、平安性、国际化、配置、可扩展性和灵活性要求等。

•体系结构。系统的体系结构被组织到六个视图中：

•逻辑。定义软件层和执行系统功能的主要抽象。

•并发。捕获系统的并行方面，包括交易、效劳器场和资源争用。

•平安性。定义用于身份验证、授权、保护机密和日志记录的方法。

•部署。定义网络拓扑和系统的部署配置。

•组件。定义系统组件、其接口以及依赖项。

•数据。定义持久性数据的设计结构。优点将系统产品组织到离散的抽象层次有假设干优点：•它将系统要求别离到三个不同的抽象层次：业务处理、UI标准和详细要求。我们不会再用令企业用户感到不知所措的单个整体功能标准了。取而代之，我们在三个改良的详细层次中对系统要求进行通讯。

•分析师和架构师可以将复杂性控制在一个单一的、集成的系统模型中。

•架构师可以专注于系统的单个方面，并将那些决策集成到整个解决方案中。

•抽象层次形成了系统产品的结构。举例来说，软件体系结构文档为每个视图专设了一个小节。

•抽象层次提供从要求到设计再到实现的直接可跟踪能力。可跟踪能力使小组能够在评测更改请求时执行精确的影响评估。

•在使用同一框架开发几个系统之后，会在每个抽象层次形成模式。单位可以编录这些模式和每个抽象层次内的其他最正确实践。这个最正确实践的目录会作为过程改良方案的根底。小结

为了处理复杂性，所有工程学科都应用正式抽象层次。软件也不例外。为了实现抽象层次的优点，工程必须：

•正式标识层次，每个层次都有定义完善的范围。

•将一个层次内的复杂性分开到多个视图。

•在层次间保持一致性。

通过一个简单的例如，本文演示了如何应用抽象层次，然后将该方法扩展到支持企业IT解决方案。它提供了一个RUP配置框架，该框架将系统产品组织到定义完善的抽象层次。

自我评估•您当前的工程是否应用了抽象层次？

•层次是否认义完善？

•工程团队是否很好地理解了这些层次？

•如果复杂性在一个层次中变得过大，团队是否将其别离到视图中呢？

•团队是否在层次间保持一致性？

•您的工程会从抽象层次中获益吗？伟大的架构师本能地遵循这些原那么。我们其余的人就必须有意识地应用抽象层次，并运用规那么在整个工程生命周期中保持这些层次。

资源

Cockburn,Alistair.WritingEffectiveUseCases.NewJersey:Addison-Wesley,2001

Kroll,PerandKruchten,Philippe.TheRationalUnifiedProcessMadeEasy:APractitioner'sGuidetotheRUP.BostonMA:PearsonEducationandAddison-Wesley,2003

DeMarco,TomandPlauger,PJStructuredAnalysisandSystemSpecification.PrenticeHallPTR,1979

要获得DoD标准2167A的联机副本，请访问:///SWPI/DOD/MIL-STD-2167A/DOD2167A.html。脚注

1很多人已经成功地将抽象层次应用于软件。EdYourdon和TomDeMarco在1979年提出了结构化分析和结构化系统设计的概念。美国政府的许多分支机构标准化了DoD的2167A标准，它要求系统由有层次的硬件和软件配置项组成。DBA社区经常应用细节层次为关系数据库建模。特别地，Bachman工具集和JamesMartin的信息工程方法学(InformationEngineeringMethodology，IEM)先为数据库逻辑建模，然后再为其物理建模。在Google上键入"softwarelevelsofabstraction"进行搜索会返回假设干个结果，但其中大多数来自于学术社区，而且其内容看起来集中在正式计算机语言方面。

关于作者

DonAwalt是RDACorporation的创始人和