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微服务架构的理论基础-康威定律

微服务架构的理论基础-康威定律

作者: 知止9528 | 来源:发表于2019-02-15 00:26 被阅读0次

    设计系统的组织,其产生的设计等同于组织之内、组织之间的沟通结构。

    用通俗的说法就是:组织形式等同系统设计。

    康威定律详细介绍

    第一定律

        - Communication dictates design

        - 组织沟通方式会通过系统设计表达出来

    第二定律

        - There is never enough time to do something right, but there is always enough time to do it over

        - 时间再多一件事情也不可能做的完美,但总有时间做完一件事情

    第三定律

        - There is a homomorphism from the linear graph of a system to the linear graph of its design organization

        -  线型系统和线型组织架构间有潜在的异质同态特性

    第四定律

        - The structures of large systems tend to disintegrate during development, qualitatively more so than with small systems

        - 大的系统组织总是比小系统更倾向于分解

    定律说明

    第一定律

    人是复杂社会动物

    组织的沟通和系统设计之间的紧密联系,在很多别的领域有类似的阐述。对于复杂的系统,聊设计就离不开聊人与人的沟通,解决好人与人的沟通问题,才能有一个好的系统设计。

    沟通成本 = n(n-1)/2,沟通成本随着项目或者组织的人员增加呈指数级增长。是的,项目管理这个算法的复杂度是O(n^2)。举个例子

    5个人的项目组,需要沟通的渠道是 5*(5–1)/2 = 10

    15个人的项目组,需要沟通的渠道是15*(15–1)/2 = 105

    50个人的项目组,需要沟通的渠道是50*(50–1)/2 = 1,225

    150个人的项目组,需要沟通的渠道是150*(150–1)/2 = 11,175

    沟通的问题,会带来系统设计的问题,进而影响整个系统的开发效率和最终产品结果。

    第二定律:

    一口气吃不成胖子,先搞定能搞定的

    Eric Hollnagel是敏捷开发社区的泰斗之一,在他《Efficiency-Effectiveness Trade Offs》 一书中解释了类似的论点。

    Problem too complicated? Ignore details.

    Not enough resources?Give up features.

    --Eric Hollnagel (2009)

    系统越做越复杂,功能越来越多,外部市场的竞争越来越剧烈,投资人的期待越来越高。但人的智力是有上限的,即使再牛逼的人,融到钱再多也不一定招到足够多合适的人。对于一个巨复杂的系统,我们永远无法考虑周全。Eric认为,这个时候最好的解决办法竟然是——“破罐子破摔”。

    其实我们在日常开发中也经常碰到。产品经理的需求太复杂了?适当忽略一些细节,先抓主线。产品经理的需求太多了?放弃一些功能。

    据说Eric被一家航空公司请去做安全咨询顾问,复杂保证飞机飞行系统的稳定性和安全性。Eric认为做到安全有两种方式:

    常规的安全指的是尽可能多的发现并消除错误的部分,达到绝对安全,这是理想。

    另一种则是弹性安全,即使发生错误,只要及时恢复,也能正常工作,这是现实。

    对于飞机这样的复杂系统,再牛逼的人也无法考虑到漏洞的方方面面,所以Eric建议放弃打造完美系统的想法,而是通过不断的试飞,发现问题,确保问题发生时,系统能自动复原即可,而不追求飞行系统的绝对正确和安全。

    解决方法不是消灭这些问题,而是容忍这些问题,在问题发生时,能自动回复,微服务组成的系统,每一个微服务都可能挂掉,这是常态,我们只有有足够的冗余和备份即可。即所谓的 弹性设计(Resilience) 或者叫高可用设计(High Availability)。

    第三定律

    种瓜得瓜,做独立自治的字系统减少沟通成本

    这是康威第一定律组织和设计间内在关系的一个具体应用。更直白的说,你想要什么样的系统,就搭建什么样的团队。如果你的团队分成前端团队,Java后台开发团队,

    相反,如果你的系统是按照业务边界划分的,大家按照一个业务目标去把自己的模块做出小系统,小产品的话,你的大系统就会长成下面的样子,即微服务的架构

    微服务的理念团队间应该是 inter-operate, not integrate 。inter-operate是定义好系统的边界和接口,在一个团队内全栈,让团队自治,原因就是因为如果团队按照这样的方式组建,将沟通的成本维持在系统内部,每个子系统就会更加内聚,彼此的依赖耦合能变弱,跨系统的沟通成本也就能降低。

    第四定律

    合久必分,分而治之

    前面说了,人是复杂的社会动物,人与人的通过非常复杂。但是当我们面对复杂系统时,又往往只能通过增加人力来解决。这时,我们的组织一般是如何解决这个沟通问题的呢?Divide and conquer,分而治之。大家看看自己的公司的组织,是不是一个一线经理一般都是管理15个人以下的?二线经理再管理更少的一线?三线再管理更少的,以此类推。(这里完全没有暗示开发经理比程序猿更难管理)

    所以,一个大的组织因为沟通成本/管理问题,总会被拆分成一个个小团队。

    康威定律 告诉我们组织沟通的方式会在系统设计上有所表达,每个经理都被赋予一定的职责去做大系统的某一小部分,他们和大系统便有了沟通的边界,所以大的系统也会因此被拆分成一个个小团队负责的小系统(微服务是一种好的模式)

    康威定律如何解释微服务的合理性

    了解了康威定律是什么,再来看看微服务架构的理论基础。

    人与人的沟通是非常复杂的,一个人的沟通精力是有限的,所以当问题太复杂需要很多人解决的时候,我们需要做拆分组织来达成对沟通效率的管理

    组织内人与人的沟通方式决定了他们参与的系统设计,管理者可以通过不同的拆分方式带来不同的团队间沟通方式,从而影响系统设计

    如果子系统是内聚的,和外部的沟通边界是明确的,能降低沟通成本,对应的设计也会更合理高效

    复杂的系统需要通过容错弹性的方式持续优化,不要指望一个大而全的设计或架构,好的架构和设计都是慢慢迭代出来的

    带来的具体的实践建议是:

    我们要用一切手段提升沟通效率,比如slack,github,wiki。能2个人讲清楚的事情,就不要拉更多人,每个人每个系统都有明确的分工,出了问题知道马上找谁,避免踢皮球的问题。

    通过MVP的方式来设计系统,通过不断的迭代来验证优化,系统应该是弹性设计的。

    你想要什么样的系统设计,就架构什么样的团队,能扁平化就扁平化。最好按业务来划分团队,这样能让团队自然的自治内聚,明确的业务边界会减少和外部的沟通成本,每个小团队都对自己的模块的整个生命周期负责,没有边界不清,没有无效的扯皮,inter-operate, not integrate。

    做小而美的团队,人多会带来沟通的成本,让效率下降。亚马逊的Bezos有个逗趣的比喻,如果2个披萨不够一个团队吃的,那么这个团队就太大了。事实上一般一个互联网公司小产品的团队差不多就是7,8人左右(包含前后端测试交互用研等,可能身兼数职)。

    再对应下衡量微服务的标准,我们很容易会发现他们之间的密切关系:

    分布式服务组成的系统

    按照业务而不是技术来划分组织

    做有生命的产品而不是项目

    Smart endpoints and dumb pipes(我的理解是强服务个体和弱通信)

    自动化运维(DevOps)

    容错

    快速演化

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