如何從普通程序員晉升為架構師
原創引言
計算機科學是一門應用科學,它的知識體系是典型的倒三角結構,所用的基礎知識并不多,只是隨著應用領域和方向的不同,產生了很多的分支,所以說編程并不是一件很困難的事情,一個高中生經過特定的訓練就可以做得到。但是,會編程和編好程絕對是兩碼事,同樣的程序員,有的人幾年之后成為了架構師,有的人卻還在不停地coding,只不過ctrl-c、ctrl-v用得更加純熟了。在中國,編程人員最終的歸途無外乎兩條:一是轉向技術管理,它的終點是CTO;二是繼續深入,它的終點是首席架構師,成為CEO的人畢竟是少數。如果你現在還是個普通的程序員,希望繼續在技術這條路上前進的話,我想你還是應該先補充一點軟件工程的思想,學習一點有關設計模式的知識,只有具備這些能力,你才能從整體和宏觀層面來考慮問題、分析問題和解決問題。本人Coding了很多年,中間走了不少彎路,雖然最終沒什么大成就,但總算有一些心得,很愿意把自己的一些經驗拿出來跟大家分享,這或許對你的發展有所幫助。
由程序員轉為架構師,最繞不開的概念就算是面向對象(OO)了。記得在大學的時候,我們專業開了一門課叫《面向對象的編程》。那個時候,我們剛剛學了一門C語言,開發環境用的還是DOS下的Turbo C,半點項目開發的經驗都沒有,純粹的空對空。所以,一學期下來,我始終處于一種懵懂狀態,既沒領會面向過程和面向對象到底有什么區別,也沒搞懂面向對象能帶來什么好處。
面向過程(OP)和面向對象(OO)
1 蛋炒飯和蓋澆飯
有人這么形容OP和OO的不同:用面向過程的方法寫出來的程序是一份蛋炒飯,而用面向對象寫出來的程序是一份蓋澆飯。所謂蓋澆飯,北京叫蓋飯,東北叫燴飯,廣東叫碟頭飯,就是在一碗白米飯上面澆上一份蓋菜,你喜歡什么菜,你就澆上什么菜。我覺得這個比喻還是比較貼切的。
蛋炒飯制作的細節,我不太清楚,因為我沒當過廚師,也不會做飯,但最后的一道工序肯定是把米飯和雞蛋混在一起炒勻。蓋澆飯呢,則是把米飯和蓋菜分別做好,你如果要一份紅燒肉蓋飯呢,就給你澆一份紅燒肉;如果要一份青椒土豆蓋澆飯,就給澆一份青椒土豆絲。
蛋炒飯的好處就是入味均勻,吃起來香。如果恰巧你不愛吃雞蛋,只愛吃青菜的話,那么唯一的辦法就是全部倒掉,重新做一份青菜炒飯了。蓋澆飯就沒這么多麻煩,你只需要把上面的蓋菜撥掉,更換一份蓋菜就可以了。蓋澆飯的缺點是入味不均,可能沒有蛋炒飯那么香。
到底是蛋炒飯好還是蓋澆飯好呢?其實這類問題都很難回答,非要比個上下高低的話,就必須設定一個場景,否則只能說是各有所長。如果大家都不是美食家,沒那么多講究,那么從飯館角度來講的話,做蓋澆飯顯然比蛋炒飯更有優勢,他可以組合出來任意多的組合,而且不會浪費。
軟件工程
蓋澆飯的好處就是“菜”“飯”分離,從而提高了制作蓋澆飯的靈活性。飯不滿意就換飯,菜不滿意換菜。用軟件工程的專業術語就是“可維護性”比較好,“飯”和“菜”的耦合度比較低。蛋炒飯將“蛋”“飯”攪和在一起,想換“蛋”“飯”中任何一種都很困難,耦合度很高,以至于“可維護性”比較差。軟件工程追求的目標之一就是可維護性,可維護性主要表現在3個方面:可理解性、可測試性和可修改性。面向對象的主要好處就是顯著的改善了軟件的可維護性。
面向過程(OP)和面向對象(OO)是不是就是指編碼的兩種方式呢?不是!你拿到了一個用戶需求,比如有人要找你編個軟件,你是不是需要經過需求分析,然后進行總體/詳細設計,最后編碼,才能最終寫出軟件,交付給用戶。這個過程是符合人類基本行為方式的:先想做什么,再想如何去做,最后才是做事情。有的同學說:“我沒按照你說的步驟做啊,我是直接編碼的”。其實,你一定會經歷了這三個階段,只不過你潛意識里沒有分得那么清楚。對于拿到需求就編碼的人,可能編著編著,又得倒回去重新琢磨,還是免不了這些過程,
以OO為例,對應于軟件開發的過程,OO衍生出3個概念:OOA、OOD和OOP。采用面向對象進行分析的方式稱為OOA,采用面向對象進行設計的方式稱為OOD,采用面向對象進行編碼的方式稱為OOP。面向過程(OP)和面向對象(OO)本質的區別在于分析方式的不同,最終導致了編碼方式的不同。
面向過程編程(OPP) 和面向對象編程(OOP)的關系
關于面向過程的編程(OPP)和面向對象的編程(OOP),給出這它們的定義的人很多,您可以從任何資料中找到很專業的解釋,但以我的經驗來看,講的相對枯燥一點,不是很直觀。除非您已經有了相當的積累,否則說起來還是比較費勁。
我是個老程序員出身,雖然現在的日常工作更多傾向了管理,但至今依然保持編碼的習慣,這句話什么意思呢?我跟大家溝通應該沒有問題。無論你是在重復我走過的路,或者已經走在了我的前面,大家都會有那么一段相同的經歷,都會在思想層面上有一種理解和默契,所以我還是會盡量按照大多數人的常規思維寫下去。
面向過程的編程(OPP)產生在前,面向對象的編程(OOP)產生在后,所以面向對象的編程(OOP)一定會繼承前者的一些優點,并摒棄前者存在的一些缺點,這是符合人類進步的自然規律。兩者在各自的發展和演變過程中,也一定會相互借鑒,互相融合,來吸收對方優點,從而出現在某些方面的趨同性,這些是必然的結果。即使兩者有更多的相似點,也不會改變它們本質上的不同,因為它們的出發點就完全是兩種截然不同的思維方式。關于兩者的關系,我的觀點是這樣的:面向對象編程(OOP)在局部上一定是面向過程(OP)的,面向過程的編程(OPP)在整體上應該借鑒面向對象(OO)的思想。這一段說的的確很空洞,而且也一定會有引來爭議,不過,我勸您還是在閱讀了后面的內容之后,再來評判我觀點的正確與否。
象C++、C#、Java等都是面向對象的語言,c,php(暫且這么說,因為php4以后就支持OO)都是面向過程的語言,那么是不是我用C++寫的程序一定就是面向對象,用c寫的程序一定就是面向過程呢?這種觀點顯然是沒有真正吃透兩者的區別。語言永遠是一種工具,前輩們每創造出來的一種語言,都是你用來實現想法的利器。我覺得好多人用C#,Java寫出來的代碼,要是仔細看看,那實際就是用面向對象(OO)的語言寫的面向過程(OP)的程序。
所以,即使給關羽一根木棍,給你一桿青龍偃月刀,他照樣可以打得你滿頭是包。你就是扛著個偃月刀,也成不了關羽,因為你缺乏關羽最本質的東西---絕世武功。同樣的道理,如果你沒有領會OO思想,怎么可能寫得出真正的OO程序呢?面向對象(OO)和面向過程(OP)絕對是兩種截然不同的思維方式。
那是不是面向過程就不好,也沒有存在的必要了?我從來沒有這樣說過。事實上,面向過程的編程(OPP)已經存在了幾十年了,現在依然有很多人在使用。它的優點就是邏輯不復雜的情況下很容易理解,而且運行效率遠高于面向對象(OO)編寫的程序。所以,系統級的應用或準實時系統中,依然采用面向過程的編程(OPP)。當然,很多編程高手以及大師級的人物,他們由于對于系統整體的掌控能力很強,也喜歡使用面向過程的編程(OPP),比如像Apache,QMail,PostFix,ICE等等這些比較經典的系統都是OPP的產物。
象php這些腳本語言,主要用于web開發,對于一些業務邏輯相對簡單的系統,也常使用面向過程的編程(OPP),這也是php無法跨入到企業級應用開發的原因之一,不過php5目前已經能夠很好的支持OO了。
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詳解面向過程的編程(OPP)
在面向對象出現之前,我們采用的開發方法都是面向過程的編程(OPP)。面向過程的編程中最常用的一個分析方法是“功能分解”。我們會把用戶需求先分解成模塊,然后把模塊分解成大的功能,再把大的功能分解成小的功能,整個需求就是按照這樣的方式,最終分解成一個一個的函數。這種解決問題的方式稱為“自頂向下”,原則是“先整體后局部”,“先大后小”,也有人喜歡使用“自下向上”的分析方式,先解決局部難點,逐步擴大開來,最后組合出來整個程序。其實,這兩種方式殊路同歸,最終都能解決問題,但一般情況下采用“自頂向下”的方式還是較為常見,因為這種方式最容易看清問題的本質。
我舉個例子來說明面向過程的編程方式:
用戶需求:老板讓我寫個通用計算器。
最終用戶就是老板,我作為程序員,任務就是寫一個計算器程序。OK,很簡單,以下就是用C語言完成的計算器:
假定程序的文件名為:main.c。
int main(int argc, char *argv[]){
//變量初始化
int nNum1,nNum2;
char cOpr;
int nResult;
nNum1 = nNum2 = 0;
cOpr = 0;
nResult = 0;
//輸入數據
printf("Please input the first number:\r\n");
scanf("%d",&nNum1);
printf("Please input the operator:\r\n");
scanf("%s",&cOpr);
printf("Please input the second number:\r\n");
scanf("%d",&nNum2);
//計算結果
if( cOpr == '+' ){
nResult = nNum1 + nNum2;
}else if( cOpr == '-' ){
nResult = nNum1 - nNum2;
}else{
printf("Unknown operator!");
return -1;
}
//輸出結果
printf("The result is %d!",nResult);
return 0;
}
拋開細節不講,我想大多數人差不多都會這么實現吧,很清晰,很簡單,充分體現了“簡單就是美”的原則,面向過程的編程就是這樣有條理的按照順序來逐步實現用戶需求。
凡是做過程序的人都知道,用戶需求從來都不會是穩定的,最多只能夠做到“相對穩定”。用戶可能會隨時提出加個功能,減個功能的要求,也可能會要求改動一下流程,程序員最煩的就是頻繁地變動需求,尤其是程序已經寫了大半了,但這種情況是永遠無法避免的,也不能完全歸罪到客戶或者需求分析師。
以我們上面的代碼為例,用戶可能會提出類似的要求:
首先,你程序中實現了“加法”和“減法”,我還想讓它也能計算“乘法”、“除法”。
其次,你現在的人機界面太簡單了,我還想要個Windows計算器的界面或者Mac計算器的界面。
用戶需求開始多了,我得琢磨琢磨該如何去寫這段代碼了。我今天加了“乘”“除”的運算,明天保不齊又得讓我加個“平方”、“立方”的運算,這要是把所有的運算都窮盡了,怎么也得寫個千八百行代碼吧。還有,用戶要求界面能夠更換,還得寫一大堆界面生成的代碼,又得來個千八百行。以后,這么多代碼堆在一起,怎么去維護,找個變量得半天,看懂了代碼得半天,萬一不小心改錯了,還得調半天。另外,界面設計我也不擅長,得找個更專業的人來做,做完了之后再加進來吧。這個過程也就是“軟件危機”產生的過程。伴隨著軟件廣泛地應用于各個領域,軟件開發的規模變得越來越大,復雜度越來越高,而其用戶的需求越來越不穩定。
根據用戶提出的兩個需求,面向過程的編程該如何去應對呢?我想大家都很清楚怎么去改。Very easy,把“計算”和“界面”分開做成兩個獨立的函數,封裝到不同的文件中。
假定程序的文件名為:main.c。
#include "interface.h"
#include "calculate.h"
int main(int argc, char *argv[]){
//變量初始化
int nNum1,nNum2;
char cOpr;
int nResult;
nNum1 = nNum2 = 0;
cOpr = 0;
nResult = 0;
//輸入數據
if( getParameters(&nNum1,&nNum2,&cOpr) == -1 )
return -1;
//計算結果
if( calcMachine(nNum1,nNum2,cOpr,&nResult) == -1 )
return -1;
//輸出結果
printf("The result is %d!",nResult);
return 0;
}
interface.h:
int getParameters(int *nNum1,int * nNum2,char *cOpr);
interface.c:
int getParameters(int *nNum1,int * nNum2,char *cOpr){
printf("Please input the first number:\r\n");
scanf("%d",nNum1);
printf("Please input the operator:\r\n");
scanf("%s",cOpr);
printf("Please input the second number:\r\n");
scanf("%d",nNum2);
return 0;
}
calculate.h:
int calcMachine(int nNum1,int nNum2,char cOpr, int *nResult);
calculate.c:
int calcMachine(int nNum1,int nNum2,char cOpr,int *nResult){
if( cOpr == '+' ){
*nResult = nNum1 + nNum2;
}else if( cOpr == '-' ){
*nResult = nNum1 - nNum2;
}else{
printf("Unknown operator!");
return -1;
};
return 0;
}
面向過程的編程(OPP)就是將用戶需求進行“功能分解”。把用戶需求先分解成模塊(.h,.c),再把模塊(.h,.c)分解成大的功能(function),然后把大的功能(function)分解成小的功能(function),如此類推。
功能分解是一項很有技術含量的工作,它不僅需要分解者具有豐富的實戰經驗,而且需要科學的理論作為指導。如何分解,分解原則是什么,模塊粒度多大合適?這些都是架構師的要考慮的問題,也是我們后面要著重講的內容。
面向過程的編程(OPP)優點是程序順序執行,流程清晰明了。它的缺點是主控程序承擔了太多的任務,各個模塊都需要主控程序進行控制和調度,主控和模塊之間的承擔的任務不均衡。
有的人把面向過程定義為:算法 + 數據結構,我覺得也很準確。面向過程的編程中算法是核心,數據處于從屬地位,數據隨算法而流動。所以采用面向過程的方式進行編程,一般在動手之前,都要編寫一份流程圖或是數據流圖。
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3 架構師的職責
近來看到CSDN上有個CTO俱樂部,里面聊得是不亦樂乎。我懷著無比崇敬的態度,拜讀了一下牛人們的發言。里面有個哥們發起一個話題:“CTO, 你多久沒有寫程序了?”。有人回答:“不寫代碼的CTO,屬于......這公司問題大了!”。看到這里,我就趕緊撤了,怕忍不住反駁幾句,反而遭到牛人們的群毆。試想,一個上點規模的IT公司,還得靠CTO來寫程序的話,那是不是才叫問題大了呢。當然,我沒有做過CTO,所以我有我的不同看法,而且還愿意表達出來,無知者無畏。我情愿相信:我所理解的CTO跟這位CTO所理解的是兩回事。所以我想,如果有人能把CTO的職責給標準化了,也許就不會有這么多的爭論了。
同樣的道理,關于架構師的定義,大家也有著不同的理解。什么是架構師?架構師有哪些職責?我覺得有必要提前明確一下,要不然大家溝通起來也會產生類似問題,子說子理,卯說卯理,但是壓根說得不是一碼子事。
1 什么是架構師
曾經有這么個段子:
甲:我已經應聘到一家中型軟件公司了,今天上班的時候,全公司的人都來歡迎我。
乙:羨慕ing,都什么人來了?
甲:CEO、COO、CTO、All of 程序員,還有會計、司機都來了。
乙:哇,他們太重視你了,人才啊,這么多人迎接你!
甲:沒有啊,就一個人!
乙:靠,#%¥$%...
很多的創業公司,一人身兼數職的情形還是很常見的。至少,我是經歷過的,一個人包辦了所有的開發過程,連測試我都做了,絕對的一條龍,但是經常踩鋼絲、騎獨輪車總會有失足的時候,結果有一次,從我手里發出去的光盤母盤,含有病毒僵尸,以至于被迫收回已經推上市場的2萬張光盤,從那之后,我的心臟就開始變得無比堅強,現在就是整個后臺服務都癱瘓了,我也只是微微一笑。其實,一個人身兼架構師和程序員,甚至多種角色,沒什么不妥,后面還會講這個話題,這種現象不是中國特色,跟國外是完全接軌的。我曾經跟米國的一個工程師在msn中聊過類似的話題,發現他們的路子跟咱們沒什么不同,在IT這個行業,我們跟世界的差距只有1天,他們剛弄出來的新東西,我們這里第2天保準見得到。
架構師這個稱呼不是拍腦袋想出來的,是有國際標準(ISO/IEC 42010)可查的。架構師是軟件開發活動中的眾多角色之一,它可能是一個人、一個小組,也可能是一個團隊。微軟對架構師有一個分類參考,我們參考一下,他們把架構師分為4種:企業架構師EA(Enterprise Architect)、基礎結構架構師IA(Infrastructure Architect)、特定技術架構TSA(Technology-Specific Architect)和解決方案架構師SA (Solution Architect)。微軟的這個分類是按照架構師專注的領域不同而劃分的。
EA的職責是決定整個公司的技術路線和技術發展方向。蓋茨給自己的Title就是首席軟件架構師,網易丁磊也喜歡這么稱呼自己,實際上就是EA角色;IA的工作就是提煉和優化技術方面積累和沉淀形成的基礎性的、公共的、可復用的框架和組件,這些都是一個技術型公司傳承下來的最寶貴的財富之一;特定技術架構師TSA,他們主要從事類似安全架構、存儲架構等專項技術的規劃和設計工作;SA的工作則專于解決方案的規劃和設計,“解決方案”這個詞在中國已經到了嚴重泛濫的程度,大忽悠們最喜歡把它掛在嘴邊。所謂解決方案,就是把產品、技術或理論,不斷地進行組合,來創造出滿足用戶需求的選擇。售前工程師一般都是帶著它到客戶那里去發揮的。
大公司會把各種類型的架構師分得很清楚,小公司一般就不那么講究了,架構師多數是是IA+TSA+SA,一人包打天下,所以說大公司出專才,小公司出全才。
實際工作中,我們也經常會見到另一種比較簡單的分類方式,把架構師分為軟件架構師和系統架構師。軟件架構師基本上是TSA+IA,這也是程序員最容易突破,最可能走上的一條道路,比如JAVA架構師、DotNet架構師、LAPM架構師等等,我后面所講的內容都是與軟件架構師的相關的話題。系統架構師實際上是SA+TSA,更著力于綜合運用已有的產品和技術,來實現客戶期望的需求。系統架構師要求通曉軟、硬件兩方面的知識,所以它的知識體系相對龐雜。關于系統架構師的話題,我們可以稍后再作討論。
2 架構師的職責
架構師需要參與項目開發的全部過程,包括需求分析、架構設計、系統實現、集成、測試和部署各個階段,負責在整個項目中對技術活動和技術說明進行指導和協調。
架構師主要職責有4條:
1、確認需求
在項目開發過程中,架構師是在需求規格說明書完成后介入的,需求規格說明書必須得到架構師的認可。架構師需要和分析人員反復交流,以保證自己完整并準確地理解用戶需求。
2、系統分解
依據用戶需求,架構師將系統整體分解為更小的子系統和組件,從而形成不同的邏輯層或服務。隨后,架構師會確定各層的接口,層與層相互之間的關系。架構師不僅要對整個系統分層,進行“縱向”分解,還要對同一邏輯層分塊,進行“橫向”分解。
軟件架構師的功力基本體現于此,這是一項相對復雜的工作。
3、技術選型
架構師通過對系統的一系列的分解,最終形成了軟件的整體架構。技術選擇主要取決于軟件架構。
Web Server運行在Windows上還是Linux上?數據庫采用MSSql、Oracle還是Mysql?需要不需要采用MVC或者Spring等輕量級的框架?前端采用富客戶端還是瘦客戶端方式?類似的工作,都需要在這個階段提出,并進行評估。
架構師對產品和技術的選型僅僅限于評估,沒有決定權,最終的決定權歸項目經理。架構師提出的技術方案為項目經理提供了重要的參考信息,項目經理會從項目預算、人力資源、時間進度等實際情況進行權衡,最終進行確認。
4、制定技術規格說明
架構師在項目開發過程中,是技術權威。他需要協調所有的開發人員,與開發人員一直保持溝通,始終保證開發者依照它的架構意圖去實現各項功能。
架構師與開發者溝通的最重要的形式是技術規格說明書,它可以是UML視圖、Word文檔,Visio文件等各種表現形式。通過架構師提供的技術規格說明書,保證開發者可以從不同角度去觀察、理解各自承擔的子系統或者模塊。
架構師不僅要保持與開發者的溝通,也需要與項目經理、需求分析員,甚至與最終用戶保持溝通。所以,對于架構師來講,不僅有技術方面的要求,還有人際交流方面的要求。
3 架構師的誤區
1、架構師就是項目經理
架構師不是項目經理。項目經理側重于預算控制、時間進度控制、人員管理、與外部聯系和協調等等工作,具備管理職能。一般小型項目中,常見項目經理兼架構師。
2、架構師負責需求分析
架構師不是需求分析員。需求分析人員的工作是收集需求和分析需求,并與最終用戶、產品經理保持聯系。架構師只對最終的需求審核和確認,提出需求不清和不完整的部分,他會跟需求分析員時刻保持聯系。架構師是技術專家,不是業務專家。
3、架構師從來不寫代碼
這是一個尚存爭論的問題。目前有兩種觀點:
觀點1:架構師不寫代碼,寫代碼純體力活,架構師寫代碼大材小用。架構師把UML的各種視圖交給開發人員,如果有不明確的地方,可以與架構師隨時溝通。
觀點2:架構師本來自于程序員,只是比程序員站的層面更高,比程序員唯一多的是經驗和知識,所以架構師也免不了寫代碼。
我個人覺得這兩種說法是與架構師的出身和所處的環境有關。
架構師首先是一個技術角色,所以一定是來自于技術人員這個群體,比如系統架構師,多是來自于運維人員,可能本身代碼寫得并不多,或者說寫不出來很漂亮的代碼。軟件架構師多是來自于程序員,有著程序員的血統和情懷,所以在項目開發過程中,可能會寫一些核心代碼。我們的理想是架構師不用寫代碼,但事實上有時候過于理想。架構師寫不寫代碼,可能取決于公司的規模、文化、開發人員的素質等現實情況。另外,架構師也不是跟程序員界限分得那么清楚,按照能力也有高中低之分,寫不寫代碼不是區分兩者的根本標準。
4 架構師的基本素質
周星馳有個片子《喜劇之王》,劇中的尹天仇整天揣著本《演員的自我修養》,一個好演員不僅需要天賦,也需要一定的理論指導,無師自通的人畢竟是少數。架構師的成長過程也是這樣。從普通程序員到高級程序員,再到架構師,是一個經驗積累和思想升華的過程。經驗積累是一個方面,素質培養是另一個方面,兩者相輔相成,所以我覺得有必要把架構師的所要具備的素質羅列一下,作為程序員努力的方向。
溝通能力
為了提高效率,架構師必須贏得團隊成員、項目經理、客戶或用戶認同,這就需要架構師具有較強的溝通能力。溝通能力是人類最普遍性的素質要求,技術人員好像容易忽略,想成為架構師就不能忽略。千萬不要抱著這樣的觀念:懷才跟懷孕似的,時間久了總會被人發現的。還是天橋上賣大力丸的哥們說得對:光說不練假把式,光練不說傻把式。看看你周圍的頭頭腦腦們,哪一個不是此中高手,我們千萬不要鄙視,認為這是阿諛奉承、投機鉆營,凡事都要看到積極的一面,“溝通”的確是一種能力。我認為自己是一個略內向的人,因為我是農村出來的孩子,普通話都說不好,以前或多或少帶有點自卑感,幻想著是金子總會發光,所以在職業生涯中吃了不少虧。現在,我深深懂得了溝通的重要性,我會很主動地跟同事們,跟老大們不定時地溝通,感覺工作起來順暢多了。
這一條我認為最為重要,所以排在首位。我甚至認為下面幾條都可以忽略,唯一這一條得牢記,而且要常常提醒自己。
領導能力
架構師能夠推動整個團隊的技術進展,能在壓力下作出關鍵性的決策,并將其貫徹到底。架構師如何來保證這種執行力?這就需要架構師具有領導能力。
架構師的領導能力的取得跟項目經理不太一樣。項目經理主要負責解決行政管理,這種能力與技術關系不大,他有人權和財權,再扯上一張“領導”的虎皮,采用“胡蘿卜加大棒”的方式,基本上可以保證執行力。架構師在項目里面可能更多地使用非正式的領導力,也就是我們常說的影響力,里面包括個人魅力、技術能力、知識傳遞等等。
抽象思維和分析能力
架構師必須具備抽象思維和分析的能力,這是你進行系統分析和系統分解的基本素質。只有具備這樣的能力,架構師才能看清系統的整體,掌控全局,這也是架構師大局觀的形成基礎。你如何具備這種能力呢?一是來自于經驗,二是來自于學習。架構師不僅要具備在問題領域上的經驗,也需要具備在軟件工程領域內的經驗。也就是說,架構師必須能夠準確得理解需求,然后用軟件工程的思想,把需求轉化和分解成可用計算機語言實現的程度。經驗的積累是需要一個時間過程的,這個過程誰也幫不了你,是需要你去經歷的。但是,如果你有意識地去培養,不斷吸取前人的經驗的話,還是可以縮短這個周期的。這也是我寫作此系列的始動力之一。
技術深度和廣度
架構師最好精通1-2個技術,具備這種技術能力可以更加深入的理解有關架構的工作原理,也可以拉近和開發人員的距離,并形成團隊中的影響力。
架構師的技術知識廣度也很重要,需要了解盡可能多的技術,所謂見多識廣,只有這樣,才可能綜合各種技術,選擇更加適合項目的解決方案。有的人說,架構師技術廣度的要求高于技術深度的要求,這是很有道理的。
總而言之,一句話:架構師是項目團隊中的技術權威。
面向過程和面向對象這兩個基本概念,不僅架構師需要非常清楚,程序員、設計師也要非常清楚,這也是系統分析、設計和編碼最基本的常識。我接觸的程序員,很多人只停留在一種“似是而非”的程度,這是不行的,想要繼續前進,就得把基礎夯實,所以我覺得很有必要先回回爐,補補課。
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5 詳解面向對象的編程(OOP)
1 什么是面向對象
剛接觸編程的時候,多數人本能的反映可能是面向過程(OP)的,而不是面向對象(OO)的。這種現象其實是很正常的,改變思維方式是需要一個過程的,我大體歸納了一下其形成的原因:
1、直接原因
你還沒有養成面向對象分析問題和解決問題的習慣。建立面向對象的思維方式需要一定時間的訓練和揣摩才能形成,所以你可以在學習或具體項目中刻意地強化這種意識。一般情況下,經過一段時間之后,你會覺得這是自然而然的事情,只有心中OO,眼中自然OO了。
2、歷史原因
我們從小接受的培訓都是采用面向過程(OP)的方式分析問題和解決問題,尤其是數學,多數是強調按部就班的解決問題,計算機軟件的發展一直就與數學是很有淵源,所以,順理成章的,把面向過程(OP)的方式帶入到軟件開發也是很自然的事情。
什么是面向對象,或者談談你對面向對象的理解,這恐怕是軟件開發人員,尤其是程序員和設計師應聘的時候,面試官常最掛在嘴邊的問題吧。面向對象對應的英文是Object-Oriented,把Object-Oriented翻譯成“面向對象”,我一直覺得這個譯法不太確切,因為多數人第一次看到“面向對象”這四個字,都很難從字面上理解它到底是什么意思。后來,我又查閱了一些有關的資料,發現港澳臺的計算機書籍中是把它翻譯成了“物件導向”,這個譯法,我感覺不錯,于我心頗有些戚戚焉。“物件導向”比較準確地反映了面向對象認識和解決問題都是要圍繞對象展開的。
所以,面向對象的思維方式認為:軟件系統是一組交互的對象的集合。一組相關的對象組合為一個子系統,一組子系統繼續組合為更復雜的子系統,直至組合成整個系統。
面向對象方式的出發點是盡可能模擬人類習慣的思維方式,將“問題域”中涉及的內容抽象為“對象”,使軟件開發的方法與過程盡可能接近人類認識世界解決問題的方法與過程。
面向過程就是分析出解決問題所需要的步驟,然后用函數把這些步驟一步一步實現,使用的時候一個一個依次調用就可以了。面向對象是把構成問題事務分解成各個對象,建立對象的目的不是為了完成一個步驟,而是為了描敘某個事物在整個解決問題的步驟中的行為。
面向過程認識和解決問題的思維,可以稱為“流程論”,重點放在處理過程的步驟,流程是整個系統的核心。
面向對象認識和解決問題的思維,可以稱為“組裝論”,重心放在對象的抽象和提取上,然后將對象組裝為整體。
所以OO和OP從思維方式來講,出發點還是完全不同的。
2 OP PK OO
咱們用象棋對戰的例子,來比較OP和OO的不同:
紅方:功夫熊貓 黑方:悍嬌虎 裁判:龜仙人
采用面向過程(OPP)的設計思路,首先分拆整個對戰過程,分析雙方對戰的步驟,得到如下流程:
把上面每個步驟分別用函數進行實現,問題就解決了。
我們再來看看面向對象是如何來解決問題,整個象棋游戲可以抽象出3種對象:
1、棋手,負責行棋,這兩者行為一致。
2、棋盤,負責繪制棋盤畫面。
3、裁判,負責判定諸如吃子、犯規和輸贏。
三者之間的關系如下:
第一類對象棋手負責行棋,并告知第二類對象棋盤中棋子布局的變化,棋盤接收到了棋子布局的變化后,負責在繪制屏幕,同時利用第三類對象裁判來對棋局進行判定。
從以上兩種的實現方式可以看出幾點:
1、可維護性
面向對象是以數據和功能來劃分問題,而不是依據流程和步驟。同樣是繪制棋盤的行為,在面向過程的設計中分散在了很多的步驟中,很可能出現在不同的繪制版本中,只是不是很像一份“蛋炒飯”中的雞蛋?在面向對象的設計中,繪圖只可能在棋盤對象中出現,從而保證了繪圖的統一,這就是把雞蛋從“蛋炒飯”中分離出來的效果。
2、可擴展性
假如我要加入悔棋的功能,如果要改動面向過程的設計,那么從行棋到顯示再到判定這一連串的步驟都要改動,甚至步驟之間的循序都要進行大規模調整。如果是面向對象的話,只用改動棋盤對象就行了,棋盤對象保存了雙方的棋譜,簡單回溯,減一就可以了,而顯示和判定不涉及,同時整體對各個對象功能的調用順序都沒有變化,改動只限定在了局部。
3 OO的深層思考
OO認為:軟件系統是一組交互的對象的集合。
因為人類對現實世界是非常熟悉的,所以OO就是通過抽象的方式,把問題域映射到現實世界,盡量模擬現實世界的萬事萬物。通過這種方式,就可以運用現實世界中解決問題的方法與過程,來解決軟件領域內的問題。
有人說:OO眼里一切皆對象,這句話還是很有道理的。
OO到底給軟件開發帶來了什么樣的好處?OO的抽象的尺度是如何把握的呢?這都是問題。
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