希赛王勇.2021.软考高级系统架构设计师 | 完结回望 2021 年备考系统架构设计师的历程，这是一场对技术广度和深度

回望 2021 年备考系统架构设计师的历程，这是一场对技术广度和深度双重考验的硬仗。作为软考中的"塔尖"科目，它不仅仅要求你懂代码，更要求你懂权衡、懂模式、懂标准。

这里我把当时的备考路线梳理出来，并结合几个核心知识点附上了代码示例。虽然考试时不要求写代码，但在理解复杂的架构模式（如 MVC、微服务、发布-订阅）时，动手写一段 Demo 往往比死记硬背概念要深刻得多。

一、备考阶段回顾

我大约用了 4 个月的时间，分为三个阶段：

基础夯实期（第 1 个月）：全面撒网
这一轮主要是通读教材和视频课。重点攻克软件架构风格（如管道-过滤器、分层架构、黑板结构）、设计模式（23 种模式的核心思想）以及系统属性（高可用、高并发、安全性）。
重点突破期（第 2-3 个月）：专项攻坚
针对上午选择题的易错点（如数学建模、加密算法、网络协议）和下午案例题的高频考点（如数据库设计、嵌入式系统架构、大数据架构）进行专项训练。这一阶段，我开始尝试用代码去复现一些架构逻辑。
论文冲刺期（第 4 个月）：实战演练
架构设计师的下午场是论文，要求 2000 字以上。我当时整理了 8-10 个核心主题（如微服务架构、SOA、RESTful），每个主题都结合自己当时的实际项目经验进行了预构架。

二、核心知识点的代码化理解

为了帮助大家更好地理解架构考试中的核心难点，我挑选了三个典型的场景，用代码来演示其背后的原理。

1. 软件架构风格：管道-过滤器

架构风格是上午场的必考点。管道-过滤器风格中，每个过滤器都独立处理数据，管道负责传输。这种架构解耦性好，但会有性能损耗。下面用 Python 模拟一个简单的数据处理流水线。

python

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# 定义过滤器接口
class Filter:
    def process(self, data):
        raise NotImplementedError

# 具体过滤器：移除空格
class RemoveSpaceFilter(Filter):
    def process(self, data):
        print(f"[-] 执行: 移除空格")
        return data.replace(" ", "")

# 具体过滤器：转换大写
class ToUpperFilter(Filter):
    def process(self, data):
        print(f"[-] 执行: 转换为大写")
        return data.upper()

# 具体过滤器：反转字符串
class ReverseFilter(Filter):
    def process(self, data):
        print(f"[-] 执行: 反转字符串")
        return data[::-1]

# 管道类：串联过滤器
class Pipeline:
    def __init__(self):
        self.filters = []

    def add_filter(self, f):
        self.filters.append(f)

    def execute(self, input_data):
        data = input_data
        for f in self.filters:
            data = f.process(data)
        return data

# 客户端调用
if __name__ == "__main__":
    input_str = "hello system architect"
    pipeline = Pipeline()
    # 构建处理链：去空格 -> 转大写 -> 反转
    pipeline.add_filter(RemoveSpaceFilter())
    pipeline.add_filter(ToUpperFilter())
    pipeline.add_filter(ReverseFilter())

    result = pipeline.execute(input_str)
    print(f"[+] 最终输出: {result}") 
    # 预期: TCHEHTRA METSYS OLLEH

2. 设计模式：观察者模式

在架构设计中，组件间的通信是关键。观察者模式常用于实现分布式系统中的事件通知机制，是发布-订阅架构的基础。

python

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# 观察者接口
class Observer:
    def update(self, message):
        pass

# 具体观察者：日志记录器
class Logger(Observer):
    def update(self, message):
        print(f"[Logger] 记录日志: {message}")

# 具体观察者：告警模块
class Alerter(Observer):
    def update(self, message):
        if "error" in message.lower():
            print(f"[Alerter] 触发告警! 检测到异常: {message}")

# 主题：被观察的对象
class Subject:
    def __init__(self):
        self._observers = []

    def attach(self, observer):
        self._observers.append(observer)

    def notify(self, message):
        for observer in self._observers:
            observer.update(message)

# 模拟系统状态变更
if __name__ == "__main__":
    system_monitor = Subject()
    system_monitor.attach(Logger())
    system_monitor.attach(Alerter())

    print("--- 系统正常运行 ---")
    system_monitor.notify("System started successfully.")

    print("\n--- 系统发生故障 ---")
    system_monitor.notify("Database connection error detected.")

3. 数据库架构：读写分离模拟

下午案例题常考高并发场景下的数据库优化。读写分离是解决高并发读的经典架构手段。虽然实战中通常使用中间件（如 MySQL Proxy, MyCat），但理解其背后的路由逻辑非常重要。

python

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class DatabaseNode:
    def __init__(self, role, name):
        self.role = role # 'master' or 'slave'
        self.name = name

    def execute(self, sql):
        print(f"-> 执行SQL: "{sql}" 节点: {self.name} (Role: {self.role})")

class DBProxy:
    def __init__(self):
        self.master = DatabaseNode('master', 'DB-Primary')
        # 模拟两个从库
        self.slaves = [
            DatabaseNode('slave', 'DB-Slave-01'),
            DatabaseNode('slave', 'DB-Slave-02')
        ]
        self.slave_index = 0 # 用于简单的负载均衡

    def query(self, sql):
        # 简单的路由逻辑：如果是 SELECT，发往从库
        if sql.strip().upper().startswith('SELECT'):
            slave = self.slaves[self.slave_index]
            # 轮询负载均衡
            self.slave_index = (self.slave_index + 1) % len(self.slaves)
            slave.execute(sql)
        else:
            # INSERT, UPDATE, DELETE 发往主库
            self.master.execute(sql)

if __name__ == "__main__":
    proxy = DBProxy()
    
    # 1. 写操作 -> 主库
    proxy.query("INSERT INTO users VALUES (1, 'Architect')")
    
    # 2. 读操作 -> 从库 1
    proxy.query("SELECT * FROM users WHERE id = 1")
    
    # 3. 读操作 -> 从库 2
    proxy.query("SELECT count(*) FROM users")
    
    # 4. 更新操作 -> 主库
    proxy.query("UPDATE users SET role='Admin' WHERE id=1")

三、备考心得总结

架构思维胜过代码实现：
虽然上面提供了代码示例，但在考试和实际工作中，架构师的核心任务是做减法和做权衡。不要为了技术而技术，一定要清楚为什么用微服务而不用单体（为什么？看运维成本和团队规模），为什么用 NoSQL 而不用关系型数据库（看数据结构和扩展性）。
论文要有"骨架" ：
2021 年的论文写作中，我发现一个规律：阅卷老师看的是逻辑结构。推荐结构：背景概述 -> 问题识别 -> 架构设计（含图示） -> 技术实现 -> 效果评估。图画得越专业，分数越高。
重视数学建模：
下午最后一道案例题通常是排队论或数学建模，很多考生容易放弃。其实只要记住几个公式（如 Little 公式 L = λW），就能拿下一半的分数，千万不要空着。

2021 年的备考虽然辛苦，但当你能够从架构视角去审视每一个系统时，这种成长是不可替代的。希望这篇复盘能帮你理清思路，一举拿下高级资质！

希赛王勇.2021.软考高级系统架构设计师 | 完结

一、 备考阶段回顾

二、 核心知识点的代码化理解

1. 软件架构风格：管道-过滤器

2. 设计模式：观察者模式

3. 数据库架构：读写分离模拟

三、 备考心得总结

一、备考阶段回顾

二、核心知识点的代码化理解

三、备考心得总结