《架构风格和基于网络的软件架构设计》

Chapter 1 Software Architecture

术语
- 运行时抽象
- 元素
  - 组件
    - 软件指令
    - 中间状态
    - 接口
  - 连接器
    - 抽象机制
    - 作用
      - 沟通
      - 协调
      - 合作
  - 数据
    - 组件间传输的对象
- 配置（configurations）
  - 系统运行时各元素之间的关系架构
- 架构属性
- 架构风格
  - 一组相互协调的架构约束，这些约束限制了架构元素和它们之间的关系的角色和特征
- 模式和模式语言
  - 设计模式：重要且重复出现的系统构造
  - 面向对象编程语言
    - 类继承
    - 接口组合
  - 模式
    - 相对复杂的交互协议可以被描述为单个抽象
      - 行为约束
      - 具体实现的特殊性
- 视图
  - 处理过程（processing）：强调组件间的数据流动（data flow）
  - 数据（data）：强调处理流（processing flow）
  - 连接视图（connection）：强调组件间的关系和沟通状态
- 设计方法
- 概念模型
- 特殊领域的软件架构
- 架构描述语言

Chapter 2 Network-based application architectures

只讨论基于网络的应用架构
基于网络和分布式的区别
- 分布式对用户来说是透明的一个整体
应用软件和网络软件
评估应用架构的设计
- 功能需求
- 约束树：提供了架构设计指引
最感兴趣的架构属性
- 性能
  - 网络性能
    - 吞吐量（throughput）：组件间传输的应用数据和通信开销的速率（单位时间）
    - Overhead
    - 带宽（Bandwidth）：单个网络连接的最大可用吞吐量
    - 可用带宽：应用实际可用的带宽
  - 用户感知的性能
    - 延迟：刺激-响应时间差
      - 应用识别事件
      - 组件间交互准备时间
      - 组件间传输交互的时间
      - 组件处理交互的时间
      - 完成转换和处理结果的时间
    - 完成时间
      - 例如图片传输的预渲染
  - 网络效率
    - 缓存
    - 减少数据复制和重新连接
    - 逻辑前移到客户端
- 伸缩性
  - 简化组件
  - 交互去中心化
  - 减少交互频率
- 简单性
  - 通用化元素
  - 通用化连接器：中间件
- 可变性
  - 可进化性：改变不影响其他组件
  - 伸缩性：可添加功能
    - 减少耦合（例如基于事件的交互）
  - 可定制性
    - 同时也增加了简单性好伸缩性
  - 可配置性：组件部署后的可配置性
  - 可重用性
- 透明性（Visibility）
  - 功能
    - 监控
    - 调解
  - 效果
    - 提升性能（共享缓存）
    - 提升伸缩性（分层的服务）
    - 提升可靠性（监控）
- 便携性
- 可靠性
  - 避免单点故障
  - 使用冗余
  - 允许监控
  - 减少失败的影响到一个可恢复的范围

Chapter 3 Network-based architectural styles

分类
- 数据流风格
  - Pipe and Filter(PF)
  - Uniform Pipe and Filter(UPF)
- 复制风格（Replication Styles）
  - Replicated Repository
  - 缓存（Cache）
- 分层风格（Hierarchical Styles）
  - CS(client-server)
    - RS(remote session)
    - RDA(remote data access)
    - Remote Evaluation(REV)
  - LS(layered-system) && LCS(layered-client-server)
  - CSS(client-stateless-server)
  - C$SS(client-cache-stateless-system)
  - LC$SS
  - Mobile code styles
  - VM
  - COD(code on demand)
  - LCODC$SS
  - MA(mobile agent)
- P2P风格
  - EBI（event-based-inegration）
  - C2：EBI+LCS
  - Distributed Objects
  - Brokered Distributed Objects

Chpater 4 Designing the web architecture: problems and insights

Chapter 5 Representinal State Transfer(REST)

架构设计
- 建筑
  - 从白板开始
- 软件
  - 从把所有的系统需求作为一个不包含任何约束的整体开始
  - 然后添加约束同时保证和系统兼容
  - 强调限制和理解系统上下文
  - 约束状态
    - Null Style
      - 系统组件间没有明显的界限
    - Client-Server
      - 通过简化系统组件来增加伸缩性
    - Stateless
      - 特征
        
        请求包含所有信息
        
        服务端不存储上下文
        
        会话状态存储在客户端
        
        引入了透明性、可靠性、伸缩性
      - 反映了设计取舍
      - 缺点
        
        可能增加网络压力，因为需要传输重复的数据
        
        减少了服务器对客户端应用的控制能力，因为存在不同的客户端版本
    - Cache
      - 客户端缓存
      - 部分或全部地消除了一些交互
      - 提高了效率、伸缩性和用户感知的性能
    - Uniform Interface 统一接口
      - 和其他基于网络的架构风格不一样的是：统一的组件间接口
      - 应用了一般的软件工程原理
      - 标准化的通用性降低了效率
      - 约束要素
        
        资源的识别
        
        通过表现层（representation）来操纵资源
        
        自描述信息
        
        多媒体作为应用状态引擎
    - Layered System 分层系统
      - 增加底层独立性
      - 增加额外开销、延迟，降低用户感知的性能
      - 添加了pipe-and-filter风格的架构属性
        
        语义自描述性，对中间人透明
    - Code on demand(optional)
REST 架构元素
- REST是分布式多媒体系统里元素的抽象
  - 忽略组件实现细节和协议语法
  - 着眼于组件的功能角色
- 分布式多媒体架构的三种选择
  - 发送数据的固定格式
    - 不限制数据结构
    - 客户端实现简单
    - 增加服务器压力
    - 降低伸缩性
  - 用渲染引擎封装数据
    - 限制了客户端的功能
    - 极大地增加了传输的数据量
  - 发送原始数据和元数据，接收者自主选择渲染引擎
    - 简化服务器端，提高伸缩性
    - 失去信息隐蔽性
    - 客户端、服务器必须同时理解数据类型
- 数据元素
  - 资源
  - 资源标识符：URL、URN
  - 表示：HTLM、JPEG
    - 字节流，可能包含元信息
    - 文档、文件、HTTP消息体、实例、变种
  - 表示元信息：媒体类型、最后修改时间
  - 资源元信息：源链接、备胎、变体（vary）
  - 控制数据：if-modified-since、cache-control
- 连接器
  - client
  - server
  - cache
  - resolver
  - tunnel
- 组件
  - 源服务器
  - 网关
  - 代理
  - 用户代理
REST
- 分布式多媒体系统的架构风格
- 强调
  - 组件交互的伸缩性
  - 接口的通用性
  - 组件部署的独立性
- 中间组件
  - 降低交互延迟
  - 增强安全性
  - 封装遗留系统

Chapter 6 Experience and evaluation

HTTP对象模型（HTTP object model）
介绍了如何把前述理想的模型应用到HTTP上，主要就是HTTP方面的东西了。
- 可扩展性
  - 协议版本
  - 可扩展的协议元素
    - 通用
      - URI schemes
      - media types
      - MIME header field names
      - charset values
      - languages tags
    - HTTP特有
      - 请求方法名
      - 响应状态码
      - non-MIME header field names
      - values within standard HTTP header fields
  - Upgrade
- 自描述信息
  - 主机
  - Layered encodings
    - 内容编码
    - 传输编码
  - 语义独立性
  - 传输独立性
    - Content-Type
    - “chunked”
  - 大小限制
  - 缓存控制
  - 内容协商
- 性能
  - 持久连接
  - Write-through caching
- REST和HTTP不匹配的地方（REST mismatches in HTTP）
  - 区分非授权请求
  - cookies
  - 强制扩展？
  - 混合元信息和控制信息
  - MIME语法
- 使响应匹配请求
  - 依赖传输层连接来匹配
  - HTTP/1.1
    - 同步模式
  - 异步模式
    - 广播
    - 多播
部署经验（略）
HTTP不是RPC
- RPC 远程过程调用
- RMI 远程方法调用
- RPC mechanisms, in contrast, are defined in terms of language APIs, not network-based applications.
HTTP不是传输层协议
- HTTP的透明性允许HTTP通过防火墙？
媒体类型的设计

总结

REST是一组互相协调的架构约束，尝试最小化延迟和网络交流，同时最大化组件实现的独立性和伸缩性。

克里斯托佛·亚历山大（Christopher Alexander）

加州大学伯克利分校的终身教授，同时也是建筑师。“以人为中心”的设计影响了建筑、城市设计、软件、社会学等等。

Each one of us has, somewhere in his heart, the dream to make a living world, a universe. Those of us who have been trained as architects have this desire perhaps at the very center of our lives: that one day, somewhere, somehow, we shall build one building which is wonderful, beautiful, breathtaking, a place where people can walk and dream for centuries.

《架构风格和基于网络的软件架构设计》

发布于 2017-09-19 10:40:03

Chapter 1 Software Architecture

Chapter 2 Network-based application architectures

Chapter 3 Network-based architectural styles

Chpater 4 Designing the web architecture: problems and insights

Chapter 5 Representinal State Transfer(REST)

Chapter 6 Experience and evaluation

总结

克里斯托佛·亚历山大（Christopher Alexander）

Links