软件开发：组织大规模逻辑的技艺
技艺永恒，生命短暂，机会易逝，实验莫测，抉择艰难。
程序员是吃“逻辑”这碗饭的。那么，怎么才能安心地吃这碗饭呢？你需要掌握组织大规模逻辑的技艺。
要掌握这门技艺，需要有一些思想方法论来指导。本文谈谈，软件业界是如何应对组织大规模逻辑的。
思想
结构化抽象
软件，本质上是一种可动态而弹性变化的逻辑装置。结构化，即是将逻辑进行抽象、提炼、分离、聚合，构建成更加缜密、动态、弹性的结构流。
结构化抽象，是软件设计与开发的第一性原理。软件开发与设计上的任何问题，如果找不到现成的方法，就可以回归到结构化思想与方法论上，通过调整结构来解决问题。所谓“术不成，则返道溯源”。
从单核到多核，是结构化调整；从同步到异步，是结构化调整；至于各种架构模式和设计模式，更是结构模式的固化。可见，结构化思想与方法，是从事软件设计与开发的第一大法。
详阅：“软件设计的第一性原理：结构化抽象”。
关注点分离
要编写大规模逻辑还保持整洁的秩序，需要做好关注点分离。
我深认为，软件中蕴藏着不计其数的大大小小的关注点。软件开发和设计的本质，就是将关注点分离、组织、连接。 能够将不同的关注点分离开，再合理有序地组织起来，呈现在代码里，就离写出清晰代码不远了。
关注点，可以分为技术关注点和业务关注点。通俗地理解，一个“关注点”，可视之为一个“事实”；但关注点的含义，比事实要广泛得多。
技术关注点，侧重于解决某一类技术问题。比如线程池、连接池、事务、幂等、切面、异步、MVC等。 “代码抽象与分层” 列举了代码里很多细小的抽象和关注点。
业务关注点，侧重于描述某个业务点。比如订单已发货、订单全额退款、获取订单已退金额，等都是业务关注点。业务关注点可大可小，小至一个业务常量，大至一个下单的基本流程。
掌握关注点分离的思想和技能，就打好了组织大规模逻辑的基础。
语义为导向
清晰性至为重要。
很多程序员喜欢用一些技巧和 tricky 的方式来实现，比如用行为代表状态，用“隔离”的行为来表示“已隔离”的状态搜索，因为隔离成功之后就是已隔离状态。这是因为行为与状态当前只存在一一映射，故可行。
对此，我不敢苟同。我认为，在满足其它要素的情况下，语义的清晰性是最高等级的。代码写出来，最好一眼就明白是什么意思，不需要拐弯抹角的推理。行为就是行为，状态就是状态。两者不能等同。你可以实现一个行为状态映射图，让行为和状态在其中正确转化，而在其它地方，就不需要费脑筋了。否则，今天写几个映射，明天又添几个状态，这些映射关系散布在代码里，以后很容易出BUG，后面维护的人也很头疼，每个人都得学习一遍这种映射关系。
集中管理与一致性
最后一个重要思想是集中与一致性。所有紧密相关的逻辑，最好放在一起，一致处理。比如“共同复用和共同闭包原则”。
对于上面那种情况，如果真要那么做，也最好把所有的映射关系都放到一个类里管理，不要随手散布在代码里（比如直接写 if-else-set）。
避免重复，也是保持一致性的方法。之所以要避免重复，是因为一些相同的逻辑如果散布在代码里，很可能改了这一处漏了那一处，惩罚就是 BUG 的产生，需要花费不必要的时间和精力去修复。
方法
领悟四大核心思想之后，我们要开始构建一系列方法，这些方法可以指导我们有序地组织逻辑。
分解-组合
“分解-组合”是第一万能之法。任何事情，如果你感觉有点吃力，就把它分解成小的事情，直到你的能力能够处理的范围。
分解之后，就要思考如何把分解后求得的子结果组合起来。这一步也很关键。任何事情，总可以分解成吃、住、行、说、写五件事的组合。
分得好，合得也好，那么“分解-组合”就是一种异常强大的方法。
归并排序，就是典型的“分解-组合”范例；Map-Reduce，也是将大数据集先分解成多个子数据集调度在不同节点上处理，再进行合并结果集处理。
构造与关联
将较大的或较难的任务分解为子任务之后，接下来需要采用构造的方法，来构建数据结构与算法流程。事实上，在构造之前，还需要一步建模。建模，就是将问题域或领域投射到结构（数据结构和算法流程）上。
构造出数据结构和算法流程后，需要在数据结构和算法流程中建立关联关系。比如数据库里的外键、嵌套；算法流程的各种组合方式。
封装
一旦当你完成某个工作成果后，将它封装起来，以备后用。
库、框架、工具、中间件等，都可以封装起来。
封装是快速累积和构建的良好法宝。
模块化
要构建更大的逻辑，模块化必不可少。
所谓模块化，就是把一些紧密相关的逻辑放在一起，使之共存共生。当需要修改某个功能时，尽量只修改这一小部分，影响局部化。
如果不做好模块化，逻辑就会散布在整个应用里，光是把所有相关的地方定位好，就得花费大量时间，还可能遗漏。
此外，软件的很多功能是联动的。如果不做好模块化，软件就会像跷跷板，这里压下去了，那里又翘起来了。BUG 永远都改不完。
解耦
解耦是针对模块化而言的。做好模块化之后，就要做好解耦。
解耦解决的是，如何把关联又相互独立的逻辑放置有序，使之独立变化，互不干扰。比如一个下单之后，要支付、要扣减库存、要分发优惠券等。如果全部写在一起，支付出了问题影响扣库存，扣库存出了问题影响发优惠券等，缠在一起，难以理清。
解耦是保证现有系统持续扩展的重要方法。微服务本质上就是一种解耦之法。
详阅： “软件工程中的耦合与解耦方式”
设计
有了思想和方法之后，我们需要学习一些常用设计模式。所谓设计模式，实际上就是结构模式的固化。使用这些结构模式（套路），就能解决很多问题了，根本无需“重新发明轮子”。
设计原则
设计原则是进行软件设计的基本原则。遵循这些原则，通常可以设计出可扩展的软件。
详阅： “【转载】一些软件设计原则”。
编程思想
编程思想是设计原则的细化，是实际编程的有力武器。
详阅“计算机编程领域的三十六种基本思想概览”。
架构模式
架构模式关乎应用的整体结构，确定应用的数据流结构和控制流结构。选择合适的架构模式，就是给代码初步定了个合适的“模块化结构”。
详阅：“软件设计要素初探：架构模式”。
设计模式
设计模式是关于实际问题的解决方案，也是关于职责与交互如何变化扩展的技艺。详阅：“软件设计要素初探：基础设计模式概览”，“理解设计模式之“道” ”。
构建块
掌握思想、方法和设计之后，就需要脚踏实地开始干活了。
首先，要确定一些基本构建块，通过这些基本构建块，来构建程序的雏形。
数据结构与算法
数据结构与算法是软件的基本构建块。几乎所有强大、实用而高效的功能都离不开数据结构与算法。这部分的重要性实在不言而喻。
看不到花，不能混说花不存在。因为花始终散发着清香。你看不到，不代表别人看不到。
流程模式
流程模式，是组织代码流程的常用模式。掌握流程模式，可以自如地编写更复杂的流程。
结构模式
如前述，结构化抽象是软件开发与设计的第一大法。掌握常用的结构模式，应对软件开发各种需求时才能有章可循，不慌不忙。
详阅：“软件的结构模式及结构的扩展”
技术手段
即使是逻辑，对于逻辑也是有特定要求的。比如转账，这个账号钱出去了，那个账号钱就应当以相同数额进来。操作完成之后，两个账号的总金额应当保持不变。这就是一个一致性约束。一个操作应当在用户可接受的时间范围内完成，这就是一个性能约束。
技术手段是解决实际问题、满足特定约束的具体方法。掌握这些技术手段，才能应对实际工作中的诸多挑战，满足千变万化的约束要求。
索引、事务、幂等、异步、分区、限流、熔断等，都是技术手段。
详阅：“互联网应用服务端的常用技术思想与机制纲要”
中间件
中间件是实际可用的成品构件。熟悉这些构件的用法，才能构建复杂的现代互联网应用。
- 数据存储（MySQL, Mongo, HBase, ES etc.）
- 消息（Kafka、RabbitMQ etc.）
- 缓存（Redis、Memcached etc.）
- 服务发现（Etcd, Eureka etc.）
- 配置（Appllo, Vault etc.）
- 容器（Tomat, Jetty, Undertow etc.）
- 调度系统（K8S etc.）
框架与库
应用框架为应用创建了一个应用模板（基本固定好的代码组织结构），应用只需要根据这个模板填写实际业务逻辑即可。Spring 和 MyBatis 是 Java 程序员最为熟知的两个框架。
库是程序员手头常备的工具箱，可以提供很多实用的功能。比如集合、日志、时间日期处理、编码、字符串、对象池、并发库、本地缓存、JSON解析与转换、HTTP调用、网络通信等。
编程语言与代码组织
语言影响思维。编程语言是程序员最直接的武器，用于表达各种逻辑。编程与写作类似，也是写下一连串符号；但编程与写作又不一样。写作的内容非常广泛，兼具理性与感性，而编程的主要内容是表达计算与存储，理性色彩极浓。
编程语言通常提供了代码组织的基本方法，影响着代码的组织。比如 Java 的 Package 就提供了包的概念。在包里的类可以访问彼此的公开方法和 package 方法，而包外面的类只能访问包里面的 public 方法。编程语言提供的代码组织主要在于访问控制上。
小结
看上去，这世界已经为你提供了这么多有用的东西，只待你信心满满地去构建应用。那么难点在哪里呢？
当逻辑铺天盖地、排山倒海地席卷过来的时候，人脑没法驾驭这么多的逻辑。想一想，光是一个库，就有几千行代码，光是一个中间件，就有几万行代码。怎么看得过来呢？因此，即使你掌握了这么多，还是对大规模逻辑的组织心有余而力不足。
本文只是揭示了这些大规模逻辑是如何组织起来的，但是如何去驾驭它，依然是难题。
