软件 4a 架构图 软件架构 4+1 视图

文章目录

• 前言
• 什么是4+1视图？

• 逻辑视图(Logical View)
• 流程视图(运行视图)(Process View)
• 开发视图(Development View)
• 物理视图(Physical View)
• 场景视图

• 和UML图的联系和区别
• 4+1视图是完备的和正交的吗？
• UML

• UML的对象关系总结
• UML常用的图

• 参考

前言

华为有很多新式武器：软件教练，CleanCode，可信认证，还有4+1视图。其实并非华为的首创，这些都是业界成熟的东西。说新，主要是华为对它们的重视程度和运用程度超过国内很多公司。
国内很多公司也知道这些东西的重要性，但玩不起，投入不起，也没有能力玩转。

什么是4+1视图？

“4+1”视图是对逻辑架构进行描述，最早由 Philippe Kruchten 提出，他在1995年的《IEEE Software》上发表了题为《The 4+1 View Model of Architecture》的论文，引起了业界的极大关注，现在是软件设计的结构标准。

4+1视图是法宝，在华为得到极大重视和运用，华为软件工程能力成熟的标志。华为内部有个平台，专门做4+1的设计，这个平台虽然不够完美，界面上有很多细节还有瑕疵，但已经足够使用了。顺带说一句，华为内部有很多五花八门的平台，大部分是自研或改装的，风格上不统一，基本是各自为战，功能都很强大，但交互体验要略差一些。当然也有全公司上下统一使用的平台。总而言之是百花齐放的状态。

4+1是一种用于"描述软件密集型系统的体系结构，基于使用多个并发视图"的视图模型。

视图用于从不同的利益相关者，如最终用户、开发人员、系统工程师和项目经理的角度来描述系统。

该模型的四个视图分别是逻辑视图、开发视图、过程视图和物理视图。此外，选定的用例或场景被用来说明作为"加一"视图的架构。因此，该模型称为4+1视图。

逻辑视图(Logical View)

逻辑视图涉及系统向最终用户提供的功能。可用UML图用来表示逻辑视图，包括类图和状态图。SpringCloud的逻辑视图：

流程视图(运行视图)(Process View)

流程视图涉及系统的动态方面，解释系统流程及其通信方式。关注系统的运行时行为。流程视图涉及并发、分布、集成器、性能和可扩展性等。表示流程视图的UML图包括序列图、通信图、活动图。

开发视图(Development View)

开发视图从程序员的角度说明一个系统，涉及到软件管理。这种视图也称为实现视图。它使用UML组件图来描述系统组件。用来表示开发视图的UML图包括程序包图。

物理视图(Physical View)

物理视图从系统工程师的角度描述系统。它关注的是物理层上软件组件的拓扑结构，以及这些组件之间的物理连接。这个视图也被称为部署视图。用来表示物理视图的UML图包括部署图。

场景视图

使用一小套用例或情景来说明架构，这成为第五种观点。场景描述了对象之间和流程之间的交互序列。它们用于识别架构元素，并说明和验证架构设计。它们还可以作为架构原型测试的起点。这种视图也被称为用例视图。

和UML图的联系和区别

UML图可以看作是4+1视图思想的实现方式。

4+1 视图是软件概要设计的依据，也是软件设计的第一步输出。

• 场景视图是根据需求方的要求，告诉软件开发人员，用户需要什么，大致长什么模样。
• 架构师根据场景需求进行概念抽象，层次设计，独立于具体的编程语言和技术实现。
• 到了开发视图这一步，就需要细化到有哪些子系统和组件，组件之间的关联，再往下一步分解就变成详细设计了。
• 也是概要设计的一部分，确立系统运行态和交互关系

所以，整个软件过程可以分为三个阶段：
第一：设计阶段：确立需求和架构，也就是输出场景视图和逻辑视图
第二：实现阶段：确立开发视图和运行视图，研发人员实现之
第三：上线阶段：部署实施
三个阶段是迭代往复的。

4+1视图是完备的和正交的吗？

正交性是自然的，但4+1是否足够了？这是架构师经常在心底的质疑。此处待补充。

UML

UML是Unified Model Language的缩写，中文是统一建模语言，是由一整套图表组成的标准化建模语言。UML主要目的：

• 为用户提供现成的、有表现力的可视化建模语言，以便他们开发和交换有意义的模型。
• 为核心概念提供可扩展性 (Extensibility) 和特殊化 (Specialization) 机制。
• 独立于特定的编程语言和开发过程。
• 为了解建模语言提供一个正式的基础。
• 鼓励面向对象工具市场的发展。
• 支持更高层次的开发概念，如协作，框架，模式和组件。
• 整合最佳的工作方法 (Best Practices)。

UML的对象关系总结

UML中描述对象和类之间相互关系的方式包括：依赖（Dependency），关联（Association），聚合（Aggregation），组合（Composition），泛化（Generalization），实现（Realization）等。

依赖（Dependency）：元素A的变化会影响元素B，但反之不成立，那么B和A的关系是依赖关系，B依赖A；类属关系和实现关系在语义上讲也是依赖关系，但由于其有更特殊的用途，所以被单独描述。uml中用带箭头的虚线表示Dependency关系，箭头指向被依赖元素。

泛化（Generalization）：通常所说的继承（特殊个体 is kind of 一般个体）关系，不必多解释了。uml中用带空心箭头的实线线表示Generalization关系，箭头指向一般个体。

实现（Realize）：元素A定义一个约定，元素B实现这个约定，则B和A的关系是Realize，B realize A。这个关系最常用于接口。uml中用空心箭头和虚线表示Realize关系，箭头指向定义约定的元素。

关联（Association）：元素间的结构化关系，是一种弱关系，被关联的元素间通常可以被独立的考虑。uml中用实线表示Association关系，箭头指向被依赖元素。

聚合（Aggregation）：关联关系的一种特例，表示部分和整体（整体 has a 部分）的关系。uml中用带空心菱形头的实线表示Aggregation关系，菱形头指向整体。

组合（Composition）：组合是聚合关系的变种，表示元素间更强的组合关系。如果是组合关系，如果整体被破坏则个体一定会被破坏，而聚合的个体则可能是被多个整体所共享的，不一定会随着某个整体的破坏而被破坏。uml中用带实心菱形头的实线表示Composition关系，菱形头指向整体。

UML常用的图

UML图分为结构图和行为图。

结构图分为类图、轮廓图、组件图、组合结构图、对象图、部署图、包图。

行为图又分活动图、用例图、状态机图和交互图。

交互图又分为序列图、时序图、通讯图、交互概览图。

UML图说明：

参考

• 《The 4+1 View Model of Architecture》
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