软件架构师成长之路

对于任何一个软件开发人员来说，架构师都是一个令人向往的角色。就连世界首富比尔盖茨在2000年卸任公司CEO的同时，也担任了微软公司的荣誉角色“首 席软件架构师”，可见“架构师”这一称谓的吸引力。架构师是公司的“金领”，有着非常高的收入，很少需要考虑生存的问题，从而有更多的精力思考关键技术问 题，形成“强者愈强”的良性循环。部分优秀的开发人员在工作了一定时间后，就要开始考虑自己的未来到底向哪个方向发展。如果开发人员的沟通能力强过技术能 力，在补充一定的项目管理知识后，可以向技术管理的方向转型。如果其对技术一直很感兴趣，而沟通能力也不弱，则可以试着进一步加强技术修养，以期向架构师 的方向发展，最终“修成正果”。
        那么，到底什么是架构师呢？所谓的架构师，应该是一个技术企业的最高技术决策者。他主要负责公司软件产品或软件项目的技术路线与技术框架的制订。好的架构 师都是善良的独裁者，具有很强的技术、良好的写作能力、良好的口头表达能力，能够在各个层次进行沟通。从开发人员到架构师的成长应该是阶梯式的，一般来讲 开发人员在刚刚开始工作时只能开发简单的独立软件模块，慢慢的随着经验的增长，他开始接触一些相互之间有信息传递的模块，而后来，他会发现自己接到的开发 任务已经不是一个独立的单体，这些任务由一些专门的软件部分组成，可能包含数据库，工作流引擎，消息服务等等各种功能模块，可能分布在不同的服务器上，所 有的部分协同起来，完成软件功能。而这时候，体系结构的好坏将直接决定了系统的性能和可扩展性，而就在这时候，这名优秀的开发人员也开始思考架构师应该思 考的问题了，或者说，他向成长为架构师的道路迈出了一大步。
        什么是架构师最具价值的技能呢？就是要了解不同的知识，做一个“杂家”或者说“博学家”。当然，如果你的数据库技术非常棒，或者你在工作流引擎方面具有不 可超越的专家知识，那也是很不错的。好的架构师有好多都是从专家成长过来的。但是，这不是架构师应该做的事情，架构师应该做的是了解所有的东西，既了解技 术的宏观面，又了解技术的细节。真正的架构师不仅仅要了解软件，也要了解硬件，在关键的部位使用合适的硬件来取代软件，可以成倍甚至成百倍的提高整个系统 的效率。下面我将会以互联网行业对的架构师的要求为例，向大家讲解作为架构师应该具备的知识。
        互联网行业是当前最激动人心的行业之一，很多的创新都来自于这个行业，而每一个大型的网站如Google，Yahoo，Myspace等都需要解决一个非 常复杂的问题，就是网站的分布式向外扩展(Scale Out)的问题。解决这个问题，需要最优秀的架构师对业务进行剖析，利用软硬件将网站进行重构，甚至根据业务研发相应的分布式技术，解决网站复杂的分布式 计算的问题。如果你想在这个行业中成为一名架构师的话，需要至少掌握网络知识，硬件，软件，网站优化等方方面面的知识：
网络知识。
        当前的软件已经绝对不是那种仅仅跑在一台单机上的孤立应用了。不仅仅是在互联网行业，任何一个行业的软件，都要求其具有网络功能。因此，网络知识是架构师 必备的知识。我们所说的网络知识，不仅仅包括TCP/IP，http等互联网行业常用的软件协议，也包括网络规划，甚至更具体的说，根据网站应用所处的地 理环境进行网络规划。比如人们常说：“这世界上最远的距离不是生与死的距离，而是电信到网通的距离”（笑）如果应用是建立在中国的，就要考虑电信用户和网 通用户访问网站的速度应该都比较快才可以。这时候的解决方案可能有多种，比如采用CDN（Content Delivery Network内容分发网络）使得网站的内容发布到离用户最近的服务器，又可以采用把服务器放在一些所谓的双线机房中，甚至将几种方案结合起来使用。这些 都统统归到网络知识中。做为公司的架构师，要对这些知识都有所了解，才有助于在遇到问题时找到最佳答案。
硬件知识。
        了解硬件的极限，是架构师的基本功。我见过一些人，他们的眼中软件硬件都是没有极限的，需要资源就申请，系统性能下降了就买更高级的设备。然而，硬件的性 能有很大一部分取决于I/O设备。而这些I/O设备依靠的都是机械物理运动，这种运动是有极限的。因此当资源访问量增大到一定的程度时，这种物理运动将成 为瓶颈。比如说，在开发网站的过程中，记录访客的状态是一件很重要的事情，一般来说可以使用HttpSession来记录。而 HttpSession的存储问题将是一个很大的挑战，尤其是多机共享Session时，将HttpSession存成文件并通过多机共享或网络备份的方 式来解决分布式的问题是常用的方案，然而，架构师必须考虑到这种方案是有I/O极限限制的，很难扩展到超过一定规模的大型网络。同时，架构师应该了解目前 最近的硬件发展是否对软件系统会造成一定的影响，比如在多核的条件下是否对软件编程有新的要求，是否会对运行在虚拟机和非虚拟机上的程序有影响等等。
软件知识。
        软件知识所包含的范围就更加广泛了。对于互联网行业来讲，架构师要了解操作系统，数据库，应用服务器等各方面的知识。比如说，如果网站使用的操作系统是 Linux，就要了解这个Linux版本的性能与局限性，比如说最多可以存放的单个文件为多大。有的数据库的数据是以单个文件来存放的，虽然我们很少见到 数据库中的数据多到不能再放入一条记录的情况，但是作为架构师，请时刻注意，这种可能性是有的。而且如果你有幸在一家高速成长的互联网企业中，而你所负责 的应用又没有经过优化的话，可能你会很快见到这种现象。这种现象的发生可能是由于操作系统不支持大文件的原因，也可能是数据库不支持大文件。不论如何，架 构师应该在这种现象发生之前就把一切都准备好。对数据库中表的拆分是架构师应该遇到的另外一个困难。一般来说增加应用服务器比较简单而增加数据库服务器则 是比较复杂的问题，如果一个站点由多个数据库支持，架构师需要考虑如何在保证数据一致的情况下，让多个数据库分担压力。有些解决方案是将数据库的读写分 开，使得大多数的查询sql不经过核心数据库，而只是访问数据库的副本，但事实上，这种方式也只能维护规模不大的网站。对于大型的网站来说，把业务分散到 不同的数据库中，只共享必要的数据，才是合理的提高网站扩展性的解决方案。
其他知识。
        作为系统架构师，可能还需要对分布式系统，负载均衡，网络安全，数据监控等等各方面都有所了解。不仅仅是了解理论知识，也要对相关的产品和业界进展有一定 的认识。比如说做负载均衡最好的产品是那种。目前最常用的备份策略是什么，有什么缺点。如何使用缓存，如何做好日志分析等等。

        刚刚谈到的是架构师需要掌握的知识，然而，冰冻三尺非一日之寒。这个过程需要我们慢慢的积累。如果你已经进入到公司进行软件开发，请时刻关注你所开发软件 的性能与可扩展性，而不仅仅局限在功能上，时刻想着任何一个简单的问题：我开发的模块如果放在多人并发的环境下会怎样，慢慢的就会有所心得。如果你还是一 个在校学生，不要想着自己离架构师这个职位还很遥远。要知道，成为架构师的修炼之路是很长的，甚至可以说是终身的，因此早点进入学习状态，不断修炼自己。 在学校期间学好离散数学，数据结构，操作系统，编译原理，体系结构，数据库原理等关键课程，并积极寻找机会到外面实习，增长自己的工作经验。如果有机会去 到一些技术主导的公司中工作，就一定不要放弃这种机会，慢慢就会成长起来。最重要的，你会养成关注技术，勤于思考的好习惯。当有一天你发现自己对任何技术 难题都可以一眼看到其本质，并能够将其分解为一个个可轻松解决的模块，你会由衷的感觉到知识给你带来的快乐，或许那一天，你已经是一个架构师了。


作者：万欣
       原IBM CRL (China Research Lab，IBM中国研究中心) 资深软件工程师，光线传媒系统架构师。企业级应用方案设计解决专家。曾负责众多大型项目，包括：光线传媒E网、中国联通"联互通"信息管理系统、国家 863项目基于角色的通用权限控制系统、国家863项目Thsswf工作流引擎、清华大学博学网投票系统(轻量级J2EE)、IBM Web sphere下Strategy Map 插件的开发 (Eclipse, GEF, EMF, Hibernata) 及斯伦贝谢(Horizon Viewer) 全球联合开发项目和斯伦贝谢产品使用记录组件。清华大学信息学院硕士。 东方标准国际java软件软件工程师讲师。