您好,欢迎来到网暖!

当前位置:网暖 » 站长资讯 » 建站基础 » 网络技术 » 文章详细 订阅RssFeed

阿里架构师分享丨Java架构设计的重点知识和学习路径(建议收藏)

来源:网络整理 浏览:150次 时间:2021-02-25

本文已收录GitHub,更有互联网大厂面试真题,面试攻略,高效学习资料等

学习架构呢,要掌握的东西有很多,你是不是开始担心自己一辈子都学不完呢?其实,我们也不需要一下子铺开学习所有的架构技能,重要的是把控好学习的节奏,在适当的时间学习适当的内容,我们可以结合实际工作,一步步地成长。所以今天这一讲,我想给你提供一些架构学习的重点方向和路径建议。

架构原则汇总

在技术架构篇,我针对系统的高可用、高性能、可伸缩和低成本,给你介绍了很多的架构设计原则,不同的原则对应着不同的目标,这里我把这些架构原则和目标汇总成一个表格,来帮助你更直观地了解它们。

阿里架构师分享丨Java架构设计的重点知识和学习路径(建议收藏)

限于篇幅,这里我挑选几个原则来重点说下:

可回滚 / 可禁用

  • 可回滚原则确保了系统可以向后兼容,当系统升级出现问题的时候,我们可以回滚到旧版本,保证系统始终可用。不过有些时候,系统回滚很困难。举个例子,如果数据库的新旧表结构差异很大,除了回滚代码,我们还要回滚数据库,这样操作起来往往需要很长时间,系统的可回滚性就比较差。所以在设计时,我们要尽量考虑数据库修改和代码的兼容性,并提前做好系统回滚的预案。
  • 可禁用原则要求我们提供功能是否可用的配置,在系统出现故障时,我们能够快速下线相应的功能。比如说,新的商品推荐算法有问题,我们可以通过程序开关禁用这个功能。

使用成熟技术

  • 作为开发人员,我们都很想尝试新技术,但我们知道,新的技术还没有经过充分的验证,它往往会存在很多隐藏的 Bug。
  • 所以,作为架构师,我们在做方案设计的时候,一方面,要从系统的稳定性出发,尽量选择成熟的技术,避免因为新技术的坑而导致系统可用性出现问题;另一方面,选择成熟的技术也意味着选择了团队熟悉的技术,这样学习成本低,落地快。

使用同质化硬件

  • 我们在做硬件选型的时候,要尽量选择相同的硬件和相同的配置。
  • 比如说,对于服务器,我们选择同样的 CPU 和内存配置,以及同样的操作系统版本,这样我们更容易通过统一的自动化脚本,对节点进行配置,对系统做水平扩展时也会更加容易。
架构落地过程

这些架构原则都是我们要深入理解,并且在实践中要逐渐运用和掌握的。那么下面,我就带你来了解一下架构的具体落地过程,帮助你更好地理解架构师的职责和技能要求。

简单地说,架构师的职责就是负责设计架构,并跟踪架构的实施过程,解决过程中出现的疑难问题,确保架构顺利落地。在之前的文章中介绍过架构师的能力模型,比如抽象思维、平衡取舍、沟通能力等等。接下来,我就结合架构的落地过程和架构师的能力模型,来具体说下架构师是如何开展工作的。

阿里架构师分享丨Java架构设计的重点知识和学习路径(建议收藏)

架构师的工作从接到项目需求,或者从自己主动识别系统当前的问题开始,TA 的工作过程可以分为三个大阶段。

首先,架构师要和产品经理或者业务人员沟通,了解业务;和开发人员沟通,了解系统。了解完系统和业务后,架构师接下来就要设计具体的方案,方案设计要分三步走:

  • 首先,架构师针对业务需求,分解相应功能到现有的各个系统,把系统的各个部分串起来,这个第一版的方案至少要能够在表面上解决当前的问题,这样就形成一个草根的方案。
  • 然后,架构师要进一步深入思考业务的本质,对现有的草根方案进行升华,比如说,通过抽象,让方案更加通用,可以解决多个类似的或潜在的业务需求,这样,草根的方案就变成了一个高大上的方案,这里很考验架构师的透过问题看本质和抽象总结的能力,
  • 接下来,基于现有的各项约束,比如时间、资金和人员技术能力等因素,架构师要对方案进行简化,把高大上的方案变成一个接地气的方案,以最小的代价实现最大的价值,这里很考验架构师的平衡取舍能力。

方案设计好之后,最后还要进行宣讲,架构师需要说服相关的人员接受方案,并且在后续的方案执行中,负责跟踪架构的落地,如果过程中有疑难问题,架构师还要协助解决。

所以,我们可以看到,架构师在设计方案时,会有一个反复迭代的过程,最终才能得到一个简约而不简单的方案。并且在方案设计的前后,架构师还需要和大量的人员进行沟通,这些都需要架构师具备宽广的知识面和良好的沟通能力。

架构师知识结构

那么,架构师都需要掌握哪些具体的技能呢?这里我给你提供了一个简化的架构师技能图谱,可以帮助你循序渐进地学习这些架构技能。

阿里架构师分享丨Java架构设计的重点知识和学习路径(建议收藏)

首先,作为架构师,我们需要了解计算机硬件和操作系统的相关知识,它们是负责具体干活的,如果对它们有深入的了解,我们就能知道系统底层是怎么执行的,在做具体设计的时候,我们也就可以做各种优化。比如说,在设计 RPC 通讯框架时,我们可以通过 IO 多路复用和内存零拷贝技术,来提升服务端并发处理请求的能力。

在这之上就是具体技术相关的内容,从浅到深可以分为三个部分:

  • 第一部分是开发相关的基本知识,比如数据结构和算法、具体的开发语言、常用的设计模式以及开发框架等等,这样你就具备了基本的开发能力。
  • 第二部分是各种中间件知识,常用的中间件包括数据库、缓存、消息系统、微服务框架等等,对于这些核心中间件,我们不但要了解具体的用法,还要深入理解它们的适用场景。这样你就能写出高效健壮的代码,能够独立承担一个子系统的开发。
  • 继续往下深入,你还要学习分布式系统相关的知识,包括底层网络和分布式通信技术,这样你就可以了解系统是怎么连接在一起的。除此之外,你还要了解一些周边的系统,比如大数据平台、运维监控系统、接入系统等等,这样,你就可以了解系统端到端的运行过程,从技术架构上保证系统的稳定可用。

掌握了这些技术能力之后,你就可以逐渐往全面的架构师发展了。比如说,你可以结合业务,来设计应用体系,包括数据模型和服务设计;你可以了解各种应用架构模型,知道它们的优缺点和适用场景,能够定义一个良好的应用依赖关系。

再往上,就是成为业务领域专家。在这个阶段,你已经知道如何通过业务拆分,实现业务之间的解耦;如何通过业务抽象,实现业务的扩展和重用。

到最后,你已经对各种架构设计的目标和架构原则都非常了解了,知道面对一个具体的问题,大致都有哪些解决的手段;然后,经过大量的实践,你能够把技术架构、应用架构、业务架构融会贯通,并针对具体情况,对架构的各个目标做良好的平衡。当然,作为架构师,你还要和一系列的人员打交道,这时候就需要你培养更多的软技能,能把复杂的架构问题以简单的方式表达出来。

架构师成长路径

现在,你已经清楚了作为一个架构师,TA 需要具备什么样的知识结构。如果你想成为一名架构师,在不同的成长阶段,你还需要学习不同的内容。这里,我以 Java 为例,进一步给出学习的重点内容,给你提供更具体的参考。

阿里架构师分享丨Java架构设计的重点知识和学习路径(建议收藏)

第一个阶段是初级开发阶段。

在这个阶段,你需要深入学习数据结构和算法,并且一定要深入掌握单体应用的分层架构,因为这是架构设计的基础。

另外,对 JDK 的一些核心类,你不能仅仅停留在使用层面,而是要深入研读源代码,了解它的内部设计。这样你就知道如何开发一个高效的程序,如何进行各种代码级的调优。

第二个阶段是高级开发阶段。

首先,你需要非常了解设计模式,每个设计模式都可以看做是一个小型的架构设计,这里面有很好的设计原则和抽象思维,你在做系统设计时可以借鉴它们。

然后,你需要非常了解核心的中间件,包括 DB、微服务框架、缓存和消息系统,要清楚地了解它们的适用场景(比如消息系统的削峰、解耦和异步),知道如何对它们进行调优,以及了解它们都有哪些常见的坑等等,核心中间件是我们做技术选型的基础。

同时,你要深入掌握数据库设计和服务接口设计,了解它们的最佳设计实践,它们承载了系统核心的业务数据和业务逻辑。

最后,你需要进一步研读源码,源码是活的教材,它包含了大量实用的设计原则和技巧。这里我建议你选择一些开源的开发框架和 RPC 通信框架,去深入了解它们内部的实现原理,比如 Spring 和 Netty。

第三个阶段是架构师阶段,成为技术专家。

首先,你需要深入了解网络通信,比如说网络分层和 HTTP/TCP 协议,还有各种常见的RPC 通讯框架,了解它们的特性和适用场景,这样你在设计分布式系统时,就能够进行合理的技术选型。

然后是了解底层系统,包括 JVM、操作系统和硬件原理,再往上延伸到系统的接入部分,了解常见的负载均衡特性和用法,这样你可以对整体的系统有个透彻的了解,把各个环节可以很好地衔接起来。这里,我特别建议你去读下 Java 和 JVM 的规格说明书,了解 Java 的底层设计。

最后,你需要熟练掌握各种设计工具和方法论,比如领域驱动设计和 UML,了解常用的架构设计原则,这样你就能够结合业务,选择合适的应用架构和技术架构并进行落地。在这一阶段,对你总的要求就是能够从端到端的角度进行业务分析和系统设计。

第四阶段是大师阶段。

在这个阶段,你需要对架构的各个目标都非常了解,除了业务系统设计,你还要对运维和监控有深入的认知。同时,你需要了解业界的架构实践,跟踪技术的发展趋势,如果出来一项新技术,你可以比较准确地对它进行定位,把它纳入到自己的能力体系当中。

另外,在这个阶段,你也已经通过大量的实践,培养了很好的软技能,比如沟通能力、项目管理能力等等。那么最后,你就能做到技术和业务的融会贯通,可以平衡各种架构目标,设计非常实用和接地气的架构,并保障它的顺利落地。

架构师境界

你可以发现,架构师的能力是一个逐渐提升的过程,如果从架构师的境界来看,由浅到深可以分为四层:第一层看山不是山,第二层看山是山,第三层看山不是山,第四层看山是山。

这是一个螺旋式上升的过程,那么它究竟是什么意思呢?

阿里架构师分享丨Java架构设计的重点知识和学习路径(建议收藏)

刚接手项目的时候,你对业务还不太了解,经常会被业务方冒出的术语弄得一愣一愣的,如果把现有问题比作山,那就是横看成岭侧成峰,你根本摸不透,此时看山不是山。

经过业务梳理和深入了解系统以后,你能够设计出一个简单的方案,把各个系统串起来,能解决当前的问题,对当前的这个“山”能够看清楚全貌,此时就做到了看山是山。但这样的方案往往设计不够,只能解决表面问题,碰到其它类似问题或者问题稍微变形,系统还需要重新开发。

通过进一步抽象,你能够发现问题的本质,明白了原来这个问题是共性的,后续还会有很多类似的问题。然后你就对设计进行总结和升华,得到一个通用的方案,它不光能解决当前的问题,还可以解决潜在的问题。此时,你看到的已经是问题的本质,看山不是山。但这样的方案往往会过度设计,太追求通用化,会创造出过多的抽象概念,理解和实现起来都特别困难,过犹不及。

最后回到问题本身,你能够去除过度的抽象,给出的设计简洁明了,增之一分嫌肥,减之一分嫌瘦,既能解决当前的问题,又保留了一定的扩展能力,此时问题还是那个问题,山还是那个山。这样的方案在了解问题本质的基础上,同时考虑到了现状,评估了未来,不多做,不少做。

你可以对照这四个境界,来评估你当前的架构能力,不断地提升对自己的要求。

总结

本文汇总了常见的技术架构设计原则,它们都是实践的总结,你在做架构设计时,可以参考这些原则,在项目中采取相应的手段来实现架构目标。值得注意的是,在做具体的架构设计时,你需要对设计进行反复迭代,才能最终得到一个高性价比的方案。

针对架构师的成长,我也给你提供了相应的知识结构和可行的进阶之路,希望你能够一步步成长,最终实现自己的理想。

读万卷书,行万里路。架构师的成长尤其如此,架构没有速成之路,我们先要“读万卷书”,学习各种架构需要的技能,然后“行万里路”,通过大量的实践把架构知识变成架构能力。

推荐站点

  • 腾讯腾讯

    腾讯网(www.QQ.com)是中国浏览量最大的中文门户网站,是腾讯公司推出的集新闻信息、互动社区、娱乐产品和基础服务为一体的大型综合门户网站。腾讯网服务于全球华人用户,致力成为最具传播力和互动性,权威、主流、时尚的互联网媒体平台。通过强大的实时新闻和全面深入的信息资讯服务,为中国数以亿计的互联网用户提供富有创意的网上新生活。

    www.qq.com
  • 搜狐搜狐

    搜狐网是全球最大的中文门户网站,为用户提供24小时不间断的最新资讯,及搜索、邮件等网络服务。内容包括全球热点事件、突发新闻、时事评论、热播影视剧、体育赛事、行业动态、生活服务信息,以及论坛、博客、微博、我的搜狐等互动空间。

    www.sohu.com
  • 网易网易

    网易是中国领先的互联网技术公司,为用户提供免费邮箱、游戏、搜索引擎服务,开设新闻、娱乐、体育等30多个内容频道,及博客、视频、论坛等互动交流,网聚人的力量。

    www.163.com
  • 新浪新浪

    新浪网为全球用户24小时提供全面及时的中文资讯,内容覆盖国内外突发新闻事件、体坛赛事、娱乐时尚、产业资讯、实用信息等,设有新闻、体育、娱乐、财经、科技、房产、汽车等30多个内容频道,同时开设博客、视频、论坛等自由互动交流空间。

    www.sina.com.cn
  • 百度一下百度一下

    百度一下,你就知道

    www.baidu.com