GPS部标平台的架构设计(二) 可扩展性设计

在设计的前夕，设计人员喜欢把领导对未来业务的期望带入到设计目标当中，比如当前业务也不过是接入几千辆车，未来业务增长也不过几万台，但领导很多激情，强势要求二期平台的接入能力要达到20万台，这个要求带入到架构设计当中，很多人立即崩溃了，在设计的时候，意淫出很多奇妙的东西，很复杂的数据库结构或者库表，在设计的初期就早早的确立一些框架如MQ，Memcached,Ehcache等等，在后来的实际运行过程中，由于不熟悉，起到反面的作用，性能差，bug多。

要知道设计和实现，是不同的人或团队在做，如果设计的思路不能贯彻下去，走样是必然的。

这在设计界有个定律，就是设计的越复杂，实现的时候，越难实现，开发周期越长，代码越复杂，bug越多，功能越不稳定，性能越差，砸锅的概率越大。

还有一个定律是：大部分设计者只具备了把事情搞复杂的能力，不具备把复杂的事情搞简化的能力，所以领导的期望有多大，设计就有多复杂。

其实架构设计中有两个可扩展性要求：

一个是性能的可扩展，随着接入车辆压力的增大，不需要改动代码，只需要增加硬件配置，如增加服务器，增加软件运行的进程实例来达到要求；

一个是功能上的可扩展，在一个运营平台上，同时为多个不同的物流企业提供运营服务，各个企业必然有自己个性化的需求，想要吸引客户，销售上就得尽量答应客户的各种要求，技术上就要想办法实现客户的要求，但是其他企业客户八竿子用不着。随便一个功能的增加，都要考虑对平台的冲击，多版本的维护，平台稳定性等等。很多运营平台都经历过功能弱智简单、功能丰富最后到臃肿再到最后推倒重来这样的过程，而推倒重来的代价是，罗马不是一夜建成的，架构是美好的，不代表功能的完善和稳定，新版本的不稳定，功能的不完善，给运营又会造成极大的冲击，客户、客服、售后、市场销售等连带着怨声载道，痛不欲生，纷纷追思旧版本如何如何的美好。所以推倒重来的代价是壮士断腕，代价很大，不断也不行，断了就要经历短期的波动。

这两点明确后，我们知道自己的设计目标：

1) 性能可扩展方面

   首先要面向服务进行设计，对子系统当中的调用接口进行定义，在子系统中加以实现，形成服务。这些服务可以本地部署，可以分布式部署，服务的部署对于调用者来说是透明的，不影响的。做到了这一点，我们才可以在压力来临的时候，通过改变和增加服务器的配置，透明灵活的分布式部署方式，来缓解压力的上升。

   面向服务的开发中，对于远程方法调用的协议，Java的有RMI，DotNet的有WCF，都是非常好的可以基于TCP二进制交换数据的协议，远胜于webservice，但在设计的时候，可以完全不用考虑这些，在实现的时候，由于现在的Spring框架很强大，仅仅通过几行XML配置，就可以将一个接口透出变成一个RMI服务或者WCF服务。

  对于压力的处理，愚蠢的设计是在一个功能里反复优化，好的设计往往是分而治之，通过不同的服务，来分担压力，如协议解析、入库、消息通知、应答等分解成不同的服务，解析后调用入库服务，解析程序只是简单调用入库服务的接口然后立即返回，而在入库服务内部，则会通过异步处理保证服务调用后能够立即返回，而不是阻碍整个处理流程。

2)功能可扩展方面

  这个其实是最难的，因为它的要求是比较抽象，就是软件要求能够修改完善添加现有的功能满足软件未来的成长，直白点将就是软件能够改动已满足用户新增的需求。一些人可能会问，只要有代码，可以随便改。如果是这样，为什么我们的客户提出需求后，我们总是拒绝。这是因为随着功能的增多，代码的增多，可维护性变差，修改某个功能的代码，或者添加某项功能，会耗费大量的人力和时间，拔出萝卜带出泥，打扫卫生把瓷器打碎，一句话，很难改。

很多弱智的设计，因为惧怕未来的扩展，所以对实体类和库表都保留了N多的扩展字段，因为不知道未来要做什么用，然后起个无意义的名字，如data1,data2,data3,data4，还有f1,f2,f3这样的字段，应对未来用户扩展要求。这算是扩展设计吗，很难想象，不仅起不到作用，反而制造大量的垃圾，代码的可读性变的非常差。这种设计可以休矣。把可扩展设计理解成冗余设计，预留冗余这种手段称不上设计，未来也肯定用不着。

 什么算是好的可扩展性，只能说，设计好的，代码容易改动，容易添加功能，设计的不好的，一个小小的功能，能改出一头汗，测试的时候，要回归测试一大片。

可扩展性的设计原则只有两个字。

  软件功能可扩展性设计最理想的是基于插件化或者模块化的设计，通过动态加载、事件注册、功能回调等机制，来达到要求，当然插件化的设计的弊端就是复杂，以复杂为代价，甚至要牺牲部分性能，来达到软件的可扩展性。

  插件设计这个在部标GPS服务器的设计中用的比较多，对于不同的终端的协议，可以基于插件化的设计，不同的协议，按照插件标准进行编写，形成一个庞大的协议库，在系统运行的时候，可以静态配置，也可以动态加载，根据不同的车辆，不同的客户，不同的设备，不同的版本，来加载不同的协议插件进行解析。

   善于运用设计模式，也会提高可扩展性，如熟练运用模板模式，善于将数据和表现、格式分离。比如Ibatis框架，通过sql模板，将原有臃肿无聊的sql代码剥离出来。大大提高了代码的可读性和可扩展性。