背景

架构图是程序员工作中必不可少的技能，好的架构图能言简意赅的传递关键的业务和技术信息。

架构图种类

1. 产品/业务架构：重点关注产品功能组成，从业务逻辑的视角出发，整体展现一个企业各类系统之间的层次和关系。产品架构关注的是业务视角

2. 系统/应用架构：一个系统包含多个应用。二者关注的都是技术视角。

   • 系统架构，关注系统的整体组成结构，描述内部的逻辑功能模块及其之间的组成关系、外部系统依赖等
   • 应用架构，侧重从应用部署单元角度，描述系统下多个应用间的层次分布、依赖关系等。

3. 技术架构：突出技术实现，重点描述系统的关键技术组件，例如分层、核心技术组件、上下游通信方式、数据流向等。

4. 数据架构：描述核心数据模型设计、数据同步和备份的机制等。

5. 部署架构：描述技术部件的物理拓扑结构，重点突出网络、机房、应用以及基础设施的关系。

架构图的流派

UML图

UML是最经典的用于架构分析设计的方法论。UML图可分为行为建模、结构建模两种。

行为建模

描述了在系统中的相互作用，代表之间的交互的结构图，行为建模显示系统的动态性质。

• 用例图：用例图描述了系统提供的一个功能单元，一般用于需求分析的最初阶段。可让使用者清楚的理解这个软件到底能提供什么功能，是不是满足自己的需求，另外一方面对应开发者来说，可以更好地理解需求，从而能更好的去实现这些需求。用例之间包含4种关系：

  • 关联关系(Association)
  • 包含关系(Include)
  • 扩展关系(Extend)
  • 泛化关系(Generalization)

• 活动图：活动图描述满足用例要求所要进行的活动，以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。用于需求分析阶段。它对于系统的功能建模特别重要，强调对象间的控制流程；

• 泳道图：泳道将活动图中的活动划分为若干组，并把每一组指定给负责这组活动的业务组织，即对象。在包含泳道的活动图中，每个活动只能明确地属于一个泳道。泳道是用垂直实线绘出，垂直线分隔的区域就是泳道。

• 时序图/交互图：时序图，是一种详细表示对象之间以及对象与参与者实例之间交互的图，它由一组协作的对象（或参与者实例）以及它们之间可发送的消息组成，它强调消息之间的顺序。时序图被广泛使用于设计阶段，详细而直观地表现了一组相互协作的对象在执行一个（或少量几个）用例时的行为依赖关系，以及操作和消息的时序关系。 在时序图中，alt标签可以表示丰富的含义，一定要注意灵活使用：

• 状态图：状态图主要用于描述对象具有的各种状态、状态之间的转换过程以及触发状态转换的各种事件和条件。 主要用于涉及复杂的状态流转的模型的分析设计 UML 状态图描述了一个状态机，可以被定义为一台机器，它定义了一个对象，这些状态控制外部或内部事件的不同状态。

结构建模

结构建模具有捕捉静态的功能。

• 类图：类图的作用是描述程序中类的信息及各个类之间的关系，一般用于详细设计过程。类图用于描述每一个类的详细信息，包括变量，和方法，以及描述系统中各模块类之间的关系。 类之间的关系由强到弱：

  • 泛化（Generalization）：用于表达xx是什么的关系。
  • 组合(Composition)：是一种强生命周期的包含关系。
  • 聚合（Aggregation）：是一种弱生命周期的包含关系。
  • 实现（Realization）：接口级别的实现关系。
  • 关联（Association)：是一种中等依赖关系，表现为在对象属性中的依赖关系。
  • 依赖(Dependency)：是一种弱依赖关系，表现为在方法级别对对象的依赖。

• 包图：描述包的结构和依赖关系。
• 组件图：组件图适用于基于组件的开发模式，它通过组件，及组件的接口、端口来表达组件的构成及其关系。组件图通过接口、端口的方式来表达组件间的连接，很形象的表达出一个组件可以被另一个提供了相同接口的组件替换。组件图比较适用于 SOA 架构、微服务架构的表达，描述整个系统的结构以及子系统间的通讯方式，或者表达一些基础设施，比如脚手架，消息中间件等等。

• 部署图：部署图描述的是系统运行时的结构，展示了硬件的配置及其软件如何部署到网络结构中。一个系统模型只有一个部署图，部署图通常用来帮助理解分布式系统。

4+1视图

又称用例视图或场景视图。其中1指场景视图，4+1中的4个视图分别是：

• 逻辑视图：逻辑视图是包含系统职责的的划分，以及内部各逻辑元素间的关系。逻辑视图可以理解对应上述的系统架构图。
• 开发视图：开发视图用于描述系统的模块划分和组成,以及细化到内部包的组成设计,开发视图关注的是程序员的具体落地实现，反映了系统开发实施过程，通过它能够找到它所有代码和所有的二进制交付件。广义上包图、类图属于开发视图。
• 部署视图：描述程序的物理拓扑结构，重点反应了程序软件到硬件的映射和部署过程。对于UML的部署图。
• 过程视图：描述系统软件组件之间的通信时序,数据的输入输出,反映系统的功能流程与数据流程。时序图和流程图属于过程视图
• 场景视图：描述系统的参与者与功能用例间的关系,反映系统的最终需求和交互设计。场景视图对于UML的用例图。

C4架构图

C4指的是Context, Containers, Components, Code， 指代不同Level的架构图，通过从总到分的结构从多个维度描述系统架构。

• Context：即系统上下文，这是最高Level的架构图，不暴露系统的内部细节，所展现的是：本系统的用户是谁、与哪些外部系统有交互。由此可见它和用例图很类似。
• Containers，有别于Docker容器，指的是在一个软件系统中可独立部署/独立运行的单元。可以是服务器端 Web 应用、单页应用、桌面应用、移动应用、数据库等。他很像前面讲的应用架构图。
• Components，组件图则是放大和分解每个容器，显示了容器是如何由多个“组件”组成的，每个组件是什么，它们的职责以及技术/实现细节。组件可以理解为一个中间件、业务组件、工具类、外部系统等。这个对应UML的组件图。
• Code，代码层则放大每个组件以显示它是如何作为代码实现的；对应 UML 的类图和包图

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