一、應(yīng)用現(xiàn)代化已經(jīng)成為驅(qū)動(dòng)軟件架構(gòu)發(fā)展的核心

以人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、微服務(wù)、云原生等代表的新型“根技術(shù)”的發(fā)展，不僅重塑了整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)的技術(shù)生態(tài)，也在深刻地改變著軟件技術(shù)的技術(shù)架構(gòu)和商業(yè)應(yīng)用，推動(dòng)了軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)的發(fā)展模式變革。整個(gè)軟件產(chǎn)業(yè)在“軟件定義一切”的同時(shí)，軟件也以“潤物細(xì)無聲”的形式融入到所有的現(xiàn)實(shí)場景中，正在發(fā)生著以應(yīng)用和服務(wù)為核心的場景化、碎片化、智能化和服務(wù)化的重構(gòu)。在新的發(fā)展場景中，軟件不再是一種以獨(dú)立的產(chǎn)品形態(tài)存在的商品，而是與數(shù)據(jù)、與計(jì)算能力、與獨(dú)特的應(yīng)用場景結(jié)合在一起的一種綜合性的、基于特定問題解決的、生態(tài)化的新型發(fā)展形態(tài)，軟件也不再是一種商品，而是一種綜合性的解決方案，是一種新型的計(jì)算服務(wù)，是一種現(xiàn)實(shí)能力的具體應(yīng)用。在這種新的形式下，軟件的應(yīng)用化發(fā)展呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)化、平臺化、智能化、云化等方面的特點(diǎn)。

其實(shí)從本質(zhì)上來說，現(xiàn)代的現(xiàn)代化應(yīng)用更多地體現(xiàn)為服務(wù)化的特征，因?yàn)楝F(xiàn)代應(yīng)用的目標(biāo)還是為了服務(wù)?；诜?wù)的應(yīng)用已經(jīng)成為行業(yè)主流的技術(shù)發(fā)展趨勢。應(yīng)用現(xiàn)代化是通過使用現(xiàn)代化新一代的技術(shù)棧，對遺留應(yīng)用軟件和系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造的過程，使其升級到具有高彈性、高伸縮性的云原生環(huán)境。通過這個(gè)過程，應(yīng)用程序可以跟上技術(shù)發(fā)展步伐，可持續(xù)地滿足用戶期望與需求，解鎖企業(yè)未來價(jià)值增長空間。隨著技術(shù)的演進(jìn)和市場的變化，應(yīng)用程序現(xiàn)代化也將是行業(yè)一項(xiàng)持久性的、系統(tǒng)性的工作?；谠朴?jì)算技術(shù)，對云技術(shù)進(jìn)行服務(wù)化的重構(gòu)，形成了基于服務(wù)的、高度分布的微服務(wù)架構(gòu)需求。下圖（圖1）是基于微服務(wù)架構(gòu)的應(yīng)用平臺系統(tǒng)需求特征圖，這樣就能夠較好地滿足以應(yīng)用為特點(diǎn)的技術(shù)需求。

圖1 微服務(wù)架構(gòu)下的軟件平臺系統(tǒng)特征圖

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，軟件應(yīng)用程序的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加。為了應(yīng)對這種挑戰(zhàn)，開發(fā)團(tuán)隊(duì)需要采用合適的軟件架構(gòu)來確保應(yīng)用程序的可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和可靠性。軟件架構(gòu)的服務(wù)化已經(jīng)成為引領(lǐng)軟件技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)性邏輯，無論是現(xiàn)在流行的微服務(wù)架構(gòu)，或者是云原生架構(gòu)，或者是DEVPS，基本上都是沿著服務(wù)化的思路來進(jìn)行創(chuàng)新布局。軟件服務(wù)架構(gòu)形式的演進(jìn)不僅關(guān)乎代碼的組織結(jié)構(gòu)，還涉及到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、通信機(jī)制和數(shù)據(jù)管理等方面?，F(xiàn)代軟件架構(gòu)是把傳統(tǒng)上軟件系統(tǒng)中分散的復(fù)雜性進(jìn)行集中抽象，然后利用軟件分層技術(shù)，對軟件功能進(jìn)行合理的分工，旨在解決傳統(tǒng)軟件架構(gòu)中的通信問題、數(shù)據(jù)接入問題、程序編排等相關(guān)的問題，幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出高質(zhì)量的應(yīng)用程序。

二、應(yīng)用現(xiàn)代化背景下信息服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)邏輯

應(yīng)用現(xiàn)代化作為指導(dǎo)軟件系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展的新理念，其對軟件的設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)維等都提出了新的要求。因?yàn)橐约夹g(shù)創(chuàng)新牽引的技術(shù)發(fā)展，與以應(yīng)用為核心的技術(shù)發(fā)展驅(qū)動(dòng)邏輯的發(fā)生了深刻的變化，而且應(yīng)用會(huì)“反作用”于軟件技術(shù)的發(fā)展，成為指導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的新型邏輯?；趹?yīng)用的信息系統(tǒng)發(fā)展，對軟件技術(shù)的作用更強(qiáng)，技術(shù)發(fā)展的規(guī)律要回歸到以應(yīng)用為中心的發(fā)展需求。以下是基于應(yīng)用邏輯對信息系統(tǒng)提出的需求。在服務(wù)與應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)下，軟件體系的具體演進(jìn)軌跡入下圖（圖2）所示。

圖2 服務(wù)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)形態(tài)向應(yīng)用演進(jìn)變革

當(dāng)前信息技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了一個(gè)新的發(fā)展階段，由傳統(tǒng)上由技術(shù)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形態(tài)向以應(yīng)用為主導(dǎo)的技術(shù)發(fā)展階段。在過去的發(fā)展過程中，各種新型技術(shù)理念和技術(shù)形式風(fēng)起云涌，讓信息技術(shù)自身發(fā)生了翻天覆地的變化。尤其是云計(jì)算技術(shù)、云原生、微服務(wù)架構(gòu)等軟件技術(shù)架構(gòu)形態(tài)的變化；人工智能中深度學(xué)習(xí)、知識圖譜，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新型技術(shù)形態(tài)極大地豐富了軟件的內(nèi)涵和外延；而DeVops、低代碼無代碼技術(shù)、開源技術(shù)的發(fā)展，則徹底顛覆了軟件的應(yīng)用模式。這些新技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)能夠相對完整地對為應(yīng)用導(dǎo)向的技術(shù)發(fā)展提供了基礎(chǔ)?；趹?yīng)用的軟件系統(tǒng)變化如下圖（圖3 所示）

圖3 軟件系統(tǒng)變化趨勢圖

軟件架構(gòu)作為構(gòu)建任何復(fù)雜應(yīng)用程序的基石，在應(yīng)用化的產(chǎn)品發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。一個(gè)良好的軟件架構(gòu)能夠提供可擴(kuò)展性、可維護(hù)性和可靠性，從而幫助開發(fā)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出高質(zhì)量的應(yīng)用程序。探討現(xiàn)代軟件架構(gòu)的關(guān)鍵原則和常見的架構(gòu)模式，以及如何在實(shí)際開發(fā)中應(yīng)用它們來構(gòu)建出優(yōu)秀的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，是決定信息系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)代化發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。以應(yīng)用為核心的信息系統(tǒng)屬性是建立在信息系統(tǒng)架構(gòu)，尤其是軟件系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)之上，只有建立起了軟件架構(gòu)體系，才能夠保障應(yīng)用服務(wù)功能的最終實(shí)現(xiàn)。

異構(gòu)分布式架構(gòu)和細(xì)粒度的模塊化和網(wǎng)格化架構(gòu)。模塊化架構(gòu)已經(jīng)不是什么新鮮的內(nèi)容，事實(shí)上模塊化是工業(yè)化時(shí)代的產(chǎn)物，各種生產(chǎn)系統(tǒng)通過模塊化架構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)，這樣就可以輕松實(shí)現(xiàn)批量化的生產(chǎn)。這樣的生產(chǎn)方式雖然在個(gè)性化定制時(shí)代受到一定的挑戰(zhàn)，但是其所包含的底層邏輯卻不會(huì)過時(shí)，最起碼在個(gè)性化定制時(shí)代的初期還是會(huì)遵循模塊化的底層邏輯，只是這種模塊會(huì)越來越小，因此由模塊組合而成的系統(tǒng)也會(huì)彼此不同，表現(xiàn)出個(gè)性化的特征。而這樣的架構(gòu)特征也體現(xiàn)在信息系統(tǒng)應(yīng)用的重構(gòu)之中。

隨著規(guī)模和復(fù)雜性的增長，服務(wù)網(wǎng)格也越來越難以理解和管理。這樣的技術(shù)需求包括服務(wù)發(fā)現(xiàn)、負(fù)載均衡、故障恢復(fù)、指標(biāo)收集、監(jiān)控以及通常更加復(fù)雜的運(yùn)維需求，例如 A/B測試、金絲雀發(fā)布、限流、訪問控制和端到端認(rèn)證等。簡單來說，服務(wù)網(wǎng)格通過一個(gè)代理模式工作，把所有的服務(wù)間通信經(jīng)過代理，將網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用流量載入到網(wǎng)格中，并支持復(fù)雜的管理和調(diào)控操作。

三、基于應(yīng)用現(xiàn)代化軟件架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)

第一是現(xiàn)代化應(yīng)用如何與業(yè)務(wù)更好地融合的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代化應(yīng)用作為一種新型技術(shù)形態(tài)，其生存和發(fā)展的根本是必須要對業(yè)務(wù)系統(tǒng)形成支持，而且其本身也是支持業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)展的產(chǎn)物。因此在與業(yè)務(wù)系統(tǒng)如何有效融合還是決定其發(fā)展的根本。在與業(yè)務(wù)融合方面，由于業(yè)務(wù)形式千差萬別，而且業(yè)務(wù)系統(tǒng)也面臨不斷優(yōu)化，不斷調(diào)整的問題，相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)也需要進(jìn)行靈活的調(diào)整，才能夠?qū)崿F(xiàn)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的真正融合，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的調(diào)控目標(biāo)。

第二是現(xiàn)代化應(yīng)用所面臨的安全方面的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代化應(yīng)用將信息系統(tǒng)的各個(gè)部分與業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了融合，并使各種感知設(shè)備遍布了整個(gè)業(yè)務(wù)運(yùn)作的空間，所以信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)安全域劃分出現(xiàn)了問題。事實(shí)上，可以在一定程度上說，信息系統(tǒng)基于應(yīng)用的可用性、課伸縮性、靈活的解耦和重構(gòu)等特性是建立在信息系統(tǒng)安全保護(hù)方面的代價(jià)基礎(chǔ)之上的?，F(xiàn)代化應(yīng)用所包含的信息系統(tǒng)彈性、可觀測性和安全等特征，與云的特性具有一定的天然適配性，但是物聯(lián)網(wǎng)、深度學(xué)習(xí)算法等具有拓展性的功能，無疑會(huì)增加應(yīng)用的管理復(fù)雜度。

第三是現(xiàn)代化應(yīng)用本身的管理以及標(biāo)準(zhǔn)化挑戰(zhàn)。在應(yīng)用主導(dǎo)的現(xiàn)代化發(fā)展中，軟件架構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用需求和場景進(jìn)行，并且需要不斷地演化和改進(jìn)，以應(yīng)對不斷變化的技術(shù)和業(yè)務(wù)要求。這就為信息系統(tǒng)現(xiàn)代化應(yīng)用本身提出了挑戰(zhàn)，需要在各個(gè)現(xiàn)場具有一定技能的操作人員，能夠擁有專業(yè)的知識和技能，將各種具體的技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⑾到y(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的功能架構(gòu)。尤其是現(xiàn)代化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化問題已經(jīng)成為迫在眉睫的問題。

第四是市場引導(dǎo)教育方面的挑戰(zhàn)。云計(jì)算的服務(wù)化應(yīng)用本身已經(jīng)具備面向現(xiàn)代化應(yīng)用的整套方法論，比如通過組裝式交付，讓應(yīng)用開發(fā)從專業(yè)開發(fā)者走向全民開發(fā)；通過將數(shù)據(jù)、AI、視頻能力融入到應(yīng)用中，讓數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)運(yùn)營、智能輔助決策。并通過DevOps開發(fā)流程，TTM縮短到周甚至天級，開發(fā)全流程上云等等。但是在市場引導(dǎo)和教育方面，很多人還是不熟悉，造成了各種應(yīng)用方面的問題。