架构可视化支撑系统演进探索

摘要：本文分享借助软件架构可视化辅助系统演进的几个探索：辅助理解现有系统、分析不合理依赖、看护现有架构、支撑架构演进。

本文分享自华为云社区《架构可视化支撑系统演进探索》，原文作者：无名小溪。

随着软件系统的规模和复杂度日益增长，软件的生命周期越来越长，软件开发的很大一部分工作集中于维护和改造现有的软件系统，实践研究表明，软件资源预算的50％～80%消耗在对现有系统的维护上，而软件维护者理解程序源代码的时间要占整个软件维护的47％～62％。软件维护已经成为软件工程面临的重要课题之一，而正确和全面地理解软件系统是对软件进行维护的前提，通过架构逆向分析，提供可视化能力，为软件系统的维护和演化可以提供有效支撑。

本文分享借助软件架构可视化辅助系统演进的几个探索：辅助理解现有系统、分析不合理依赖、看护现有架构、支撑架构演进。

1、架构可视化辅助理解现有系统

当新的项目成员加入项目，面对大量代码，如何快速理解、掌握，是否有啥工具可以借助，提高效率？

经过探索，通过在IDE中，提供架构可视化视图，展示系统的架构依赖，通过代码与架构图的双向关联，实现编辑代码时，自动高亮对应的架构元素，双击架构图中的元素，快速关联、跳转到对应的代码，实现代码和架构图的实时联动（Simon Brown的架构即代码理念），帮助开发人员更好的理解代码。

架构元素间，通过连线，展示之间的依赖关系，线上，通过数字表示耦合的数量，点击连线，可以展示、查看耦合的细节。

2、架构可视化分析不合理依赖

当系统在演进过程中腐化，产生不合理的依赖，架构的分层不再清晰，阅读和理解将变得极其困难。新特性开发、问题单修改变得困难重重，你在做UI修改的时候，可能影响到业务逻辑，对业务逻辑的变更，可能对数据库代码或其他元素造成影响。

基于生成的可视化架构，通过经典设计理念符合度分析，可以帮架构师、开发人员发现一些设计坏味道，比如是否存在循环依赖、跨层依赖、反向依赖等。为重构活动提供参考，提高重构效率。

以循环依赖为例，通过连线追踪，可以清晰看到产生循环依赖的架构元素、调用系列，通过环中各连线的数字，能够快速识别环薄弱点（数字越小，耦合度越低），作为可能的消除循环依赖的切入点，重点开展分析。

3、架构可视化看护现有架构

对于良好的架构设计，如何保障在进度紧张的版本交付周期内，不因为开发人员对架构的不充分理解，而对良好的架构设计造成破坏？

在前面可视化架构的基础上，通过对架构的依赖关系的合法性（设计约束）进行打标签，标注哪些架构依赖是允许的，哪些是不允许的。当开发人员在编码的过程中，出现违反架构设计约束的情况，架构视图立刻出现红线预警，同时给出告警信息，从代码产生的源头上防止架构腐化。

4、架构可视化支撑架构演进

基于架构可视化，记录架构的演进路径，通过不同时期的架构对比，可以清晰回溯架构的整个演进过程，对架构的腐化分析很有帮助。

如下图，我们对一个系统的V4、V5版本架构进行对比，可以清晰看到BrowserValidity在V5中删除了。同时，通过线条的不同颜色，区分哪些耦合关系是在V4、V5两个版本都存在，哪些耦合关系只存在于V4，哪些耦合关系只存在于V5。

通过切换、对比不同时期、不同版本的架构图，可以清晰看到架构的演进过程，并回溯过程中架构变更原因和思考。

从已经探索的实践看，架构可视化对软件系统，特别是大型软件系统的健康演进很有帮助。上面的探索，深度上尚浅，待进一步摸索，同时，广度上，也还有很多探索的空间，比如基于架构可视化，呈现架构热点，欢迎大家一起探讨！