软件架构决策之道：软件架构决策的原则和方法

技术为骨、领导为魂、产品为心
驾驭软件架构不确定性的破局之道；
软件架构决策的完整指南
帮助领导者管理不确定性并做出正确的判断；
为所有软件架构师、技术决策者
提供一套系统的软件架构原则和方法。

本书阐述了在构建软件系统时不可或缺的技术与非技术原则和方法，并详尽展示了如何运用这些原则和方法有效管理项目中的不确定性，从而构建稳固的决策框架。同时，它深刻探讨了领导力与软件架构设计洞察力之间的微妙联系，细致阐述了用户体验设计、宏观架构规划及服务架构部署等关键领域的核心理念与实用技术。通过引用莱特兄弟与凯利·约翰逊等杰出技术领导者的生动案例，来帮助读者理解制订强大决策的重要性。对于软件行业的技术领导者和软件架构决策者来说，本书是一本优秀的参考书。

译者序<br />序<br />前言<br />第1章　软件系统、设计和架构　　1<br />1.1　软件架构简介　　1<br />1.2　软件系统设计　　3<br />1.3　五个问题　　5<br />1.3.1　问题1：何时是最佳的发布时机　　5<br />1.3.2　问题2：团队的技能水平如何　　5<br />1.3.3　问题3：系统的性能敏感度如何　　6<br />1.3.4　问题4：何时可以重写系统　　7<br />1.3.5　问题5：有哪些难点　　8<br />1.4　七项原则：总体概念　　9<br />1.4.1　原则1：一切从用户的旅程出发　　9<br />1.4.2　原则2：使用迭代薄切片策略　　10<br />1.4.3　原则3：在每次迭代中，以最小的投入获得最大的价值，以支持更多用户　　12<br />1.4.4　原则4：做出决策并承担风险　　14<br />1.4.5　原则5：深入设计难以改变的事物，但要慢慢地实施　　15<br />1.4.6　原则6：尽早并行处理棘手的难题，消除未知因素，并从实证中学习　　16<br />1.4.7　原则7：理解软件架构中内聚性和灵活性之间的权衡　　17<br />1.5　为在线书店进行设计　　19<br />1.6　为云计算进行设计　　22<br />1.7　总结　　24<br />第2章　系统性能的思维模型　　26<br />2.1　计算机系统　　28<br />2.2　性能模型　　28<br />2.2.1　模型1：从用户模式切换到内核模式的成本　　29<br />2.2.2　模型2：操作层级　　29<br />2.2.3　模型3：上下文切换开销　　30<br />2.2.4　模型4：阿姆达尔定律　　31<br />2.2.5　模型5：通用可扩展性定律　　32<br />2.2.6　模型6：延迟和利用率的权衡　　33<br />2.2.7　模型7：以最大有效利用率模型设计吞吐量　　33<br />2.2.8　模型8：添加延迟限制　　34<br />2.3　优化技术　　37<br />2.3.1　CPU优化技术　　38<br />2.3.2　I/O优化技术　　39<br />2.3.3　内存优化技术　　41<br />2.3.4　延迟优化技术　　42<br />2.4　对性能的直观感受　　43<br />2.5　领导力的考量　　43<br />2.6　总结　　44<br />第3章　用户体验　　46<br />3.1　架构师所需的用户体验概念　　46<br />3.1.1　原则1：了解用户　　47<br />3.1.2　原则2：必要功能　　48<br />3.1.3　原则3：好产品不需要说明书，其用途不言自明　　48<br />3.1.4　原则4：从信息交换的角度思考　　49<br />3.1.5　原则5：保持简单　　49<br />3.1.6　原则6：在实施前设计用户体验　　50<br />3.2　配置的用户体验设计　　50<br />3.3　API的用户体验设计　　52<br />3.4　扩展性的用户体验设计　　54<br />3.5　领导力的考量　　55<br />3.6　总结　　56<br />第4章　宏观架构：简介　　57<br />4.1　宏观架构的历史　　58<br />4.2　现代架构　　61<br />4.3　宏观架构下的构建模块　　62<br />4.4　领导力的考量　　65<br />4.5　总结　　67<br />第5章　宏观架构：协调　　68<br />5.1　方法1：从客户端驱动流程　　68<br />5.2　方法2：使用另一个服务　　69<br />5.3　方法3：使用集中式中间件　　70<br />5.4　方法4：实施编排　　71<br />5.5　领导力的考量　　72<br />5.6　总结　　72<br />第6章　宏观架构：保持状态的一致性　　74<br />6.1　使用事务　　74<br />6.2　超越事务　　75<br />6.2.1　方法1：重新定义问题以减少保证要求　　77<br />6.2.2　方法2：使用补偿　　78<br />6.3　最佳实践　　80<br />6.4　领导力的考量　　81<br />6.5　总结　　83<br />第7章　宏观架构：安全问题　　85<br />7.1　用户管理　　86<br />7.2　交互安全　　89<br />7.2.1　认证技术　　90<br />7.2.2　授权技术　　92<br />7.2.3　应用程序的常见安全交互场景　　94<br />7.3　存储、GDPR和其他法规　　98<br />7.4　安全策略和建议　　100<br />7.4.1　性能和延迟　　101<br />7.4.2　零信任方法　　102<br />7.4.3　运行用户提供的代码时要小心　　103<br />7.4.4　区块链　　103<br />7.4.5　其他话题　　103<br />7.5　领导力的考量　　104<br />7.6　总结　　106<br />第8章　宏观架构：处理高可用性和扩展　　107<br />8.1　加入高可用性　　107<br />8.1.1　复制　　107<br />8.1.2　快速恢复　　110<br />8.2　理解可扩展性　　112<br />8.3　现代架构的扩展：基本解决方案　　113<br />8.4　扩展：领域中的工具　　114<br />8.4.1　扩展策略1：无共享　　116<br />8.4.2　扩展策略2：分布　　116<br />8.4.3　扩展策略3：缓存　　116<br />8.4.4　扩展策略4：异步处理　　116<br />8.5　构建可扩展的系统　　117<br />8.5.1　方法1：连续消除瓶颈　　117<br />8.5.2　方法2：无共享设计　　119<br />8.6　领导力的考量　　121<br />8.7　总结　　122<br />第9章　宏观架构：微服务的注意事项　　123<br />9.1　决策1：处理共享数据库　　124<br />9.1.1　解决方案1：使用一个微服务更新数据库　　125<br />9.1.2　解决方案2：使用两个微服务更新数据库　　126<br />9.2　决策2：确保微服务的安全　　126<br />9.3　决策3：微服务的协调　　126<br />9.4　决策4：避免依赖地狱　　127<br />9.4.1　向后兼容　　127<br />9.4.2　向前兼容　　127<br />9.4.3　依赖关系图　　129<br />9.5　微服务的替代方案：松耦合的基于代码库的团队　　129<br />9.6　领导力的考量　　131<br />9.7　总结　　132<br />第10章　服务架构　　133<br />10.1　编写服务　　133<br />10.2　理解编写服务的最佳实践　　134<br />10.3　微服务中的高级技术　　136<br />10.3.1　使用替代的I/O和线程模型　　136<br />10.3.2　理解协调开销　　142<br />10.3.3　高效保存本地状态　　143<br />10.3.4　选择传输系统　　145<br />10.3.5　处理延迟　　146<br />10.3.6　读写操作分离　　146<br />10.3.7　在应用程序中使用锁　　147<br />10.3.8　使用队列和池　　148<br />10.3.9　处理服务调用　　149<br />10.4　在实践中使用这些技术　　149<br />10.4.1　CPU密集型应用（CPU使用远大于内存且无I/O）　　149<br />10.4.2　内存密集型应用（CPU + 内存密集且无I/O）　　150<br />10.4.3　平衡型应用（CPU + 内存 +I/O）　　150<br />10.4.4　I/O密集型应用（I/O + 内存 > CPU）　　151<br />10.4.5　其他应用分类　　151<br />10.5　领导力的考量　　153<br />10.6　总结　　154<br />第11章　构建稳定的系统　　155<br />11.1　系统失效的原因及应对方法　　155<br />11.2　处理已知错误　　157<br />11.2.1　处理意外负载　　157<br />11.2.2　处理资源故障　　161<br />11.2.3　处理依赖关系　　165<br />11.2.4　处理人为变更　　166<br />11.3　常见故障　　167<br />11.3.1　资源泄漏　　167<br />11.3.2　死锁和慢操作　　168<br />11.4　处理未知错误　　169<br />11.4.1　可观测性　　169<br />11.4.2　错误和测试　　170<br />11.5　优雅地降级　　172<br />11.6　领导力的考量　　172<br />11.7　总结　　173<br />第12章　系统的构建和发展　　174<br />12.1　亲自动手　　174<br />12.1.1　打好基础　　174<br />12.1.2　了解设计过程　　177<br />12.1.3　做出决策并承担风险　　180<br />12.1.4　追求卓越　　181<br />12.2　沟通设计　　183<br />12.3　系统的发展：向用户学习并改进系统　　184<br />12.4　领导力的考量　　187<br />12.5　总结　　189