架构师应具备什么能力？

要回答这个问题，我们首先要搞清楚，为什么要做架构设计？不做行不行？

1、架构设计的目的

早在 1960 年代，诸如艾兹格·迪杰斯特拉就已经涉及软件架构这个概念了。自1990年代以来，软件架构这个概念开始越来越流行起来。

卡内基·梅隆大学的玛丽·肖（Mary Shaw）和戴维·加兰（David Garlan）对软件架构做了很多研究，他们在 1994 年的一篇文章《软件架构介绍》（An Introduction to Software Architecture）中写到：

“When systems are constructed from many components, the organization of the overall system-the software architecture-presents a new set of design problems.”

译：随着软件系统规模的增加，计算相关的算法和数据结构不再构成主要的设计问题；当系统由许多部分组成时，整个系统的组织，也就是所说的“软件架构”，导致了一系列新的设计问题。

这一系列新的问题诸如：

• 系统规模庞大，内部耦合严重，开发效率低；
• 系统耦合严重，牵一发动全身，后续修改和扩展困难；
• 系统逻辑复杂，容易出问题，出问题后很难排查和修复。

可以看到，软件技术其实就是与“复杂度”作斗争的，架构的出现也不例外。简而言之，架构也是为了应对软件系统复杂度而提出的一个解决方案，通过回顾架构产生的历史背景和原因，我们可以基本推导出答案：架构设计的主要目的是为了解决软件系统复杂度带来的问题。

据《第50次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至 2022 年 6 月，我国网民规模数达 10.51 亿。架构复杂度越来越高，已成必然。

架构复杂度主要体现在以下方面。

2、架构设计的复杂度来源

2.1 高性能

性能反应了系统的使用体验，想象一下，同样承担每秒一万次请求的两个系统，一个响应时间是毫秒级，一个响应时间在秒级别，它们带给用户的体验肯定是不同的。

高性能系统的复杂度可以概括为两个方面，一方面是单台计算机内部为了高性能带来的复杂度，涉及的技术点有：进程、进程间通信、线程等。

另一方面是多台计算机集群为了高性能带来的复杂度，涉及的技术复杂点有：任务分配、负载均衡。

2.2 高可用

高可用的关键在于“无中断”，“无中断”的难点在于：硬件故障，软件 bug，外部环境。所以，系统的高可用方案五花八门，但万变不离其宗，本质上都是通过“冗余”来实现高可用。

2.3 可扩展

设计具备良好可扩展性的系统，有两个基本条件：正确预测变化、完美封装变化。但要达成这两个条件，本身也是一件复杂的事情。

2.4 低成本

低成本本质上是与高性能和高可用冲突的，所以低成本很多时候不会是架构设计的首要目标，而是架构设计的附加约束。

2.5 安全性

安全本身是一个庞大而又复杂的技术领域，从技术的角度来讲，安全可以分为两类：一类是功能上的安全，例如，常见的 XSS 攻击、CSRF 攻击、SQL 注入、Windows 漏洞、密码破解等；

另一类是架构上的安全，传统的架构安全主要依靠防火墙，但在互联网领域，防火墙的应用场景并不多。互联网系统的架构安全目前并没有太好的设计手段来实现，更多地是依靠运营商或者云服务商强大的带宽和流量清洗的能力，较少自己来设计和实现。

2.6 规模

规模带来复杂度的主要原因就是“量变引起质变”，当数量超过一定的阈值后，复杂度会发生质的变化。常见的规模带来的复杂度有：

• 功能越来越多，导致系统复杂度指数级上升。
• 数据越来越多，系统复杂度发生质变。大数据就是在这种背景下诞生的。

3、架构师应具备什么能力？

围绕上述复杂度问题，程序员们来施展拳脚，能解决就是优秀的架构师。具体来说，可以往下面几个方面进行修炼。

3.1 透过问题看本质的能力

透过问题看本质是由事物的表象到实质，往深层次挖掘。比如，看到一段 Java 代码，知道它在 JVM 中如何执行；一个跨网络调用，知道数据是如何通过各种介质（比如网卡端口）到达目标位置。

3.2 多领域知识和技术前瞻性

架构师要有技术的广度（多领域知识）和深度（技术前瞻）。对主流公司的系统设计非常了解，知道优劣长短，碰到实际问题，很快就能提供多种方案供评估。

3.3 沟通交流

能落地的架构才是好架构，架构师还需要具备良好的沟通能力，能确保各方对架构达成共识，愿意采取一致的行动。

最后

引用《火影忍者》里面的一句话：并不是成为火影的人就会被大家所认可，而是被大家所认可的人才能成为火影。（被程序员们认可的人，才能成为架构师。）

与你共勉！

参考

• 软件架构-维基百科：https://zh.wikipedia.org/zh-hans/%E8%BD%AF%E4%BB%B6%E6%9E%B6%E6%9E%84
• 极客时间-《从0开始学架构》
• 极客时间-《架构实战案例解析》
• 第50次《中国互联网络发展状况统计报告》：http://www.cnnic.net.cn/n4/2022/0914/c88-10226.html