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软件架构案例分析与最佳实践-大型分布式架构
研发学院 软件架构 案例分析 最佳实践 开课时间:2024-12-23
刘捷

曾就职于 IBM 中国研发中心,任 WebSphere 软件架构师。

后加入 BEA 中国区专业服务部,任高级技术顾问、首席顾问、项目经理

主要负责 BEA 客户项目的架构设计和项目开发、技术支持,保证项目的成功实施、运行及维护。参加过全省、全国多个大型的计算机应用项目,涉及的行业领域包括电信、银行、 税务、社保等。 


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课程内容

课程对象

软件架构师/技术总监/资深技术人员/高级软件设计师

 

课程大纲


第一篇: 软件架构核心原理和设计过程

主题

培训内容

第1单元:软件架构文档和架构视图-如何有效描述架构蓝图

 

内容一:软件架构的视图

1. 软件架构的视图原理

2. 软件架构视图的意义, 软件架构师的多维思考

3. 逻辑视图、开发视图、部署视图、运行视图、场景视图,数据视图 ,实现视图

4. 如何和怎样绘制软件架构视图

5. UML建模工具在架构视图的应用

6. 典型案例分析:结合多个电信,金融行业项目案例,分析真实项目软件架构视图

 

内容二: 软件架构的文档编写

1. 软件架构文档的意义

2. 软件架构模板(根据实际项目情况选择合适内容)

3. 软件架构文档的结构(避免出现不必要的重复和缺少关键信息)

4. 软件架构文档必须包含的内容(通过多个项目,分析不同系统包含系统内容不同)

5. 文档的后期管理(使文档保持更新)

6. 软件架构文档的评审

7. 典型案例分析:结合多个电信项目案例,进行分析和评审软件架构文档

8. 典型案例分析:结合多个电信项目案例,进行分析和评审软件架构文档

第2单元:软件架构设计关注点(哪些因素驱动架构设计,是架构开始设计之前必须知道的?)和架构最佳策略

内容一:软件架构设计关注点(软件架构师在架构设计之前必须考虑的要素)

1. 架构设计的关注是什么

2. 软件架构的驱动因素(改变传统以功能实现和新技术为驱动的策略)

3. 软件质量需求对架构的影响(质量属性场景定义和对应架构策略)

4. 软件功能需求对架构的影响(分析功能需求变化点和进化点)

5. 软件约束条件与架构的影响(业务,运行环境,开发团队,实现技术等约束)

6. 如何使功能性需求,非功能性需求和平台细节在架构中能保持分离,从而改善可维护性和可扩展性

7. 处理功能需求,非功能性需求,平台细节.制定架构目标

8. 典型案例分析:结合项目,因为分析驱动因素的错误,导致项目不能如期验收的失败案例

 

内容二:软件架构最佳策略

1. 重新认识系统质量属性,如何定义质量属性和相应的架构策略

2. 系统架构的可扩展性设计策略

3. 系统架构的可靠性设计策略

4. 系统架构的高性能设计策略

5. 系统架构的可维护性设计策略

6. 系统架构的易用性设计策略

7. 系统架构质量属性和架构模式的应用

8. 通过分析案例,了解基本架构策略如何应用

第3单元:软件架构设计过程

 

内容一、软件架构设计过程

1. 软件架构设计过程方法论(步骤和相应的成果)

2. 软件系统边界和外部系统接口的定义

3. 大型软件系统的划分子系统原则

4. 子系统功能模块的分解

5. 子系统间的通信接口的设计

6. 如何应对系统内部紧耦合、高内聚

7. 软件系统关键质量属性树和可行性分析

8. 软件系统部署架构(分布式/数据分布/通信/安全)

9. 软件系统部署容量评估(主机/中间件/数据库等资源容量评估)

10. 应用系统的类型和架构风格

11. 架构模式在实际项目的应用

12. 软件架构立方体图(软件架构的分层,分区和基础服务)

13. 软件架构通用机制的分析(如何处理基础设施扩展和具体有什么方法做基础设施扩展, 掌握如何分离这些基础设施用例)

14. 使用质量场景属性进行迭代架构设计

15. 软件架构各层的架构策略(针对企业应用分层,每层的架构策略)

16. 软件系统线程架构策略(结合Apache   HTTP Server分析线程和进程的架构)

17. 数据架构(数据模型/数据分布/数据存取,以及核心数据流)

18. 用例视图(抽取典型,有分险和客户最关心用例进行分析,结合架构进行设计)

19. 实现视图(架构,设计和开发,实现原则和指南)

20. 完成架构文档,对架构文档进行评估

21. 典型案例分析:结合3G增值服务项目,分析物理架构设计 

第4单元:软件架构应用

内容一、架构设计的评估和验证

1. 软件架构的验证(软件架构风险验证)

2. 软件架构的验证方法和指标(基于问题检查表和质量属性树)

3. 软件架构的验证注意事项

4. 软件架构的评估方式

5. 软件详细设计和实现时期,架构师的职责和架构的监控

6. 典型案例分析:结合项目实例,分析如何进行验证架构和架构设计的后期重构技巧

 

内容二、架构设计重构和复用(架构复用)

1. 软件架构重构概述

2. 软件架构常见的坏症状

3. 软件架构的重构手段

4. 软件架构的复用

结合某著名公司全球架构师团队架构实例,分析架构重构和架构复用技巧

第二篇: 软件架构分层架构和每层核心策略

第5单元:软件架构核心策略

内容一:领域模型层架构

1. 领域模型架构策略

2. 领域模型建模(关联,属性)

3. 多个系统数据模型不一致和领域模型的同步

4. 公共数据模型(CDM)

5. 领域模型分析模式(模型的选择会影响最终产生系统的灵活性和可重用性)

6. 根据电信计费系统和网络资源管理案例分析领域模型的架构

  

内容二:业务逻辑层

1. 业务逻辑架构模式(事务脚本/领域模型/服务层模式)  

2. 业务流程架构策略

3. 基于容器的业务逻辑架构(EJB和轻量级,以及容器提供的基础服务)

4. 面向方面的业务架构和AOP技术在业务逻辑架构的应用

5. 状态管理架构策略(有状态和无状态服务,以及对可扩展性的影响)

6. 业务逻辑的分布式架构策略(远程或本地/同步或异步)

7. 并发和同步架构模式(Half-Sync/Half-Async和Leader/Followers和Active Object和Monitor Object)

8. 基于中间件的业务逻辑架构(Corba/Tuxedo/MQSeries/J2EE/.net)

9. 典型案例分析:结合某银行交易系统分析业务逻辑架构

  

内容三:数据存取(持久性)层架构

1. 数据存取架构策略(对象和关系数据库的映射)

2. 对象关系阻抗/ORM技术/数据映射SQLMapper

3. 缓存技术在存取层的应用/缓存数据和数据库数据一致性

4. 分布式数据存取策略(读写分离/分布数据/异构数据存取)

5. 数据同步和一致性策略

6. 数据访问层的性能考虑

7. 事务管理(本地事务和分布式事务,以及事务补偿)

8. 数据锁管理(悲观锁和乐观锁)

9. 典型案例分析:结合零售行业POS项目分析数据访问层的架构设计

 

内容四:数据架构

1. 数据架构概述

2. 数据建模原则和优化策略

3. 数据复制和同步策略

4. 数据一致性和分布式事务 

5. 大数据量数据库可扩展性(水平和垂直扩展,读写分离)以及单表记录过大拆分策略

6. 数据库集群规划

7. 分布式数据存取策略(跨多个库, 可能数据库异构类型)

8. 数据备份与恢复

9. 数据库性能规划

10. 数据安全策略

11. 与遗留系统的数据库兼容性考虑

12. 结合电信,金融,零售POS项目实例分析,系统数据架构设计策略

 

内容五:系统基础服务组件架构

1. 系统基础服务组件架构策略

2. 系统通用服务层与业务逻辑分离

3. 系统必备13种基础服务架构(异常处理/事务管理/缓存/工作流/校验/通信/安全/日志/定时触发/状态/消息通信/系统监控/配置管理)

4. 业务通用服务架构实现策略

结合多个项目实例分析,架构师如何萃取基础服务组件和怎样设计实现

第6单元:软件应用类型和参考架构(不同应用类型,必须采用不同架构风格)

内容一:软件应用类型和参考架构

1. 联机交易类架构

2. Web应用系统/大规模高并发Web2.0互联网系统

3. Client/Server系统(银行交易系统)

4. 连接分析分析系统(移动经营分析系统)

5. 大规模实时并发系统(电信计费系统)

6. Portal系统(个性化和页面集成系统 )

7. EAI企业集成系统(基于大规模消息集成系统)

8. 基于WAP系统(多渠道/多种手机接入系统)

9. 后台批处理系统(高并发后台批处理类型 银行后台系统)

10. 基于SOA架构系统

结合多个项目案例分析每种应用类型的架构风格特点,主要架构挑战和相应对策 

   第三篇:大型高可用高并发分布式系统架构设计与实践

第7单元  大型分布式架构设计最佳实践

内容一:大型分布式架构核心概念

1. 无状态化设计;

2. 冗余设计;

3. 负载均衡设计;

4. 分级管理设计;

5. 纯异步调用(状态机等方式)设计;

6. 调用合理超时设计;

7. 服务降级设计;

8. 幂等设计;

9. 我们的实践案例;

  

内容二:大型分布式系统服务降级设计与实践

1. 服务限流降级概念;

2. 服务限流降级使用业务场景;

3. 服务限流降级设计环节;

4. 服务限流降级之原则篇、架构篇、框架篇、业务篇;

5. 移动时代服务限流降级如何打造;

6. 我们的实践案例;

 

内容三:大型分布式系统缓存设计与实践

1. 互联网使用缓存类型有哪些?各自作用是什么?

2. 分布式缓存冗余如何设计?

3. 高可用架构缓存一致性如何保证?

4. 高可用架构缓存高性能如何保证?

5. 我们的实践案例;

6. 缓存系统在大型网站架构中发挥的作用

7. 单机缓存系统自研与选型

8. Memcached与Redis的异同及应用场景

9. 深入剖析Redis技术

10. Redis主要数据结构剖析

11. Redis性能优化及配置优化

12. Redis复制机制与持久化机制

13. Redis缺陷与陷阱

14. 分布式缓存技术剖析

15. 扩展Redis集群,如何实现集群弹性伸缩,无缝扩容

16. Redis Cluster官方集群扩展方案及缺陷

业界主流Redis集群方案剖析

 

内容四:大型分布式系统性能优化

1. 系统性能优化的模式都有哪些;

2. 系统性能优化常用的步骤是什么;

3. 系统性能优化的环节都能哪些;

4. 我们的实践案例;

 

内容五:分布式系统数据库架构设计与实践

1. 数据库架构设计基本概念;

2. 高可用性设计与实践;

3. 高并发设计与实践;

4. 读性能设计与实践;

5. 一致性设计与实践;

6. 扩展性设计与实践;

7. 我们的实践案例;

 

内容六:分布式系统数据库架构设计与实践

1. 数据库架构设计基本概念;

2. 高可用性设计与实践;

              第四篇: 架构师与架构职责

第8单元: 软件架构师成长

内容一、软件架构师成长

1. 软件架构师职责

2. 软件架构师与项目经理,产品经理,需求分析师不同

3. 软件架构师技能模型

4. 软件架构师如何成长

5. 中国特色的架构师(目前国内很多架构师是身兼多职) 

             第五篇: 案例分析

第9单元:大型软件系统架构实践与剖析

(该案例分别在以上各单元,结合主题进行介绍)

综合软件架构实践与剖析(以实际项目案例为背景)

(1)电信行业(电信97/移动BOSS/电信MBOSS/经营分析)软件架构案例研究

(2)金融行业(XXX银行企业信贷和XXX银行)软件架构案例研究

(3)政府行业(XXX社保和XXX税务)软件架构案例研究

(4)电力行业(SG168和XXX电网门户系统)软件架构案例研究

(5)大型互联网系统架构案例研究

(6)邮政行业(***邮政项目)案例研究


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