架构师(2021年8月)

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架构师(2021年8月)

卷首语

作者|杨敏


在日常开发中,经常听到大家说一句话:“任何需求都可以通过增加一个间接的中间层来解决。”


分层设计是什么?将软件划分成若干层,每一层只解决一部分问题,通过所有层的协作来完成整体的目标。一个复杂的问题通过分解成一系统子问题,这样就有效降低了每个子问题的规模与复杂度。


分层设计带来的好处主要有亮点:一是降低了系统软件的复杂度,将一个复杂问题通过分解,分而治之;二是功能的复用和封装。


比如计算机语言的发展,它就是不断地抽象,只有通过抽象,将一个复杂的的系统变成一层层的接口集合,让我们每次只需要考虑关注当前层集合内的逻辑,而不用去考虑当前层次以上或者以下的复杂度,才有可能让我们从复杂系统中解放出来,逐步理解以及构造一个复杂系统。


比如 Linux 中的内核硬件层设计、MMU、CPU 与 IO 外设通信设计处处体现了分层/中间层的设计思想。其中,MMU 抽象层是我认为最经典、最本质、最受启发的中间抽象层的设计。通过在 CPU 与内存之间加入 MMU 抽象层,让 CPU 在运行指令时发出的 VA 虚拟地址通过 MMU 转换后变成 PA 物理地址,然后再去访问物理内存。


再比如 TCP/IP 网络协议堆栈,从最底层的物理链路层层层向上封装抽象,解决了复杂的网络通信的问题。还有 Netty 框架发展以及分层私有协议栈分析,微服务分层,应用框架 Rails on Rack 等等,这些案例都能够充分说明计算机系统本身就是通过一层一层抽象构造出来的。


硬件方面是从一个个小的晶体管,抽象成一个个门电路,再到 CPU 器件,最后抽象组成计算机。软件设计也是由一个层次一个层次的功能完善叠加的,无论是自顶向下还是自底向上。同样地,任何复杂的问题,通过分层最终总能够回归最本质。


延展阅读:关于软件分层设计的思考


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阅读数:1发布于:2021 年 8 月 8 日 08:00

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