軟件架構(gòu)-案例分析

1、票務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)案例分析?10.1 ATAM方法表述Word文檔?10.2商業(yè)動(dòng)機(jī)的表述?10.3構(gòu)架的表述?10.4質(zhì)量屬性效用樹(shù)?10.5質(zhì)量場(chǎng)景的構(gòu)架分析?10.6對(duì)系統(tǒng)構(gòu)架的再分析?10.7評(píng)審結(jié)論10.1 ATAM方法表述(1)概述ATAM (Architecture Tradeoff Analysis Method ):SEI提出的一種軟件構(gòu)架評(píng)估方法。ATAM評(píng)估方法的主 要目的：1）提煉出軟件質(zhì)量屬性需求的精確描述；2）提煉出構(gòu)架設(shè)計(jì)決策的精確描述；3）評(píng)估這些構(gòu)架設(shè)計(jì)決策，并判定其是否令人滿意的實(shí) 現(xiàn)了這些質(zhì)量需求。ATAM評(píng)估方法：并非把每個(gè)可以量化的質(zhì)量屬性都進(jìn)行詳盡的分析，

2、而 是使眾多的風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者（包括經(jīng)理、開(kāi)發(fā)人員、測(cè)試人員、 用戶、客戶等等）都參與進(jìn)來(lái)，由此而達(dá)到上述目標(biāo)的。ATAM是一種挖掘潛在風(fēng)險(xiǎn)，降低或者緩和現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)的 軟件構(gòu)架評(píng)估方法。因此，以下三點(diǎn)是評(píng)估中要特別注重的 :風(fēng)險(xiǎn)、敏感點(diǎn)和權(quán)衡點(diǎn)。（2）構(gòu)架涉眾 普通用戶 用戶管理員 票務(wù)管理員 開(kāi)發(fā)人員 測(cè)試人員（3）評(píng)估步驟ATAM主要分以下幾個(gè)步驟：1） ATAM 描述；2）商業(yè)動(dòng)機(jī)表述；3）軟件構(gòu)架表述；4）確定構(gòu)架方 式；5）生成效用樹(shù)；介紹出期方法描述和介蛤階段標(biāo)識(shí)體系培構(gòu)步驟I描述體軍結(jié)構(gòu)描述商業(yè)目標(biāo)產(chǎn)生質(zhì)量厘性樹(shù)調(diào)查和分析階段分析悻系結(jié)構(gòu)步臊測(cè)試階葭 告段 報(bào)階6）分析構(gòu)架方式；7）確定

3、場(chǎng)景及其優(yōu)先級(jí)；8）進(jìn)一步分析構(gòu)架方式；9）得出結(jié)論。10.2商業(yè)動(dòng)機(jī)的描述項(xiàng)目經(jīng)理從開(kāi)發(fā)組織和客戶角度，來(lái)表述票務(wù)系統(tǒng)的商 業(yè)目標(biāo)，綜合如下：?從開(kāi)發(fā)組織角度：開(kāi)發(fā)一個(gè)模塊性強(qiáng)、實(shí)時(shí)高效、界面良 好、與外部其他系統(tǒng)兼容良好的系統(tǒng)，這使得開(kāi)發(fā)組織能 夠把整個(gè)產(chǎn)品或某個(gè)模塊賣給其他客戶，同時(shí)由于良好的 界面和業(yè)務(wù)處理效率而受市場(chǎng)歡迎。?從客戶角度：系統(tǒng)容易操作，可維護(hù)性好、系統(tǒng)穩(wěn)定、可 以及時(shí)準(zhǔn)確的處理用戶的在線訂票或查詢業(yè)務(wù)。根據(jù)上述 目標(biāo)，質(zhì)量屬性可以劃分為兩類：高優(yōu)先級(jí)質(zhì)量屬性：1）性能2）安全性3）易用性4）可用性重要但優(yōu)先級(jí)較低的屬性：1）模塊性2）可維護(hù)性3）可修改性4）可測(cè)試性10

4、.3架構(gòu)表述(1)與構(gòu)架商業(yè)周期的關(guān)系Word文檔(2)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)Web瀏覽器小1ZC_=應(yīng)用服務(wù),占數(shù)據(jù)庫(kù)服器川J務(wù)器和Word文檔(3)質(zhì)量屬性及采用的戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)方式一所采用的戰(zhàn)術(shù)性能甲用戶訪問(wèn)的系統(tǒng)應(yīng)該能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)做出響 應(yīng),如果系統(tǒng)由于網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)據(jù)庫(kù)原因不能在規(guī) 定時(shí)間內(nèi)救出反應(yīng)，那幺系統(tǒng)應(yīng)該提出警告1不 能出現(xiàn)用戶無(wú)故長(zhǎng)時(shí)間等待的情況.中限制防問(wèn)隊(duì)列大小村 覆沖池技術(shù)p當(dāng)應(yīng)用程序需要在關(guān)聯(lián)關(guān)系間進(jìn)行導(dǎo)航的時(shí)候， 由Hibernate獲取美聯(lián)對(duì)象0同時(shí)Hibermte的 舐對(duì)m在事務(wù)級(jí)別進(jìn)行持久化敷據(jù)的緩存操作口抓取策略 二級(jí)緩存小易用性口遵從J2EE的系統(tǒng)提供了諸如JSP和

5、servlet這樣 的Jav技術(shù)，它們支持內(nèi)容的渲染.以滿足不同 用戶的需要二單獨(dú)的用戶接口平用戶對(duì)系統(tǒng)的操作能得到正確及時(shí)的反慌.支持用戶主動(dòng)口安全性一遵從J2EE的系統(tǒng)提供了田容器進(jìn)行授權(quán)校驗(yàn)的 基于角色的安全性機(jī)制，以及已經(jīng)為使用做好準(zhǔn) 備的在程序中進(jìn)行授權(quán)檢查的安全性機(jī)制。身份驗(yàn)證， 授權(quán)/ 數(shù)據(jù)機(jī)密性n 噓證碼二并發(fā)操作時(shí)，保證數(shù)據(jù)的拄他性鎖機(jī)制Spring Framework利用AOP來(lái)實(shí)現(xiàn)權(quán)限攔截，還 提於了一個(gè)成熟的，簡(jiǎn)潔清晰的安全框？通過(guò) 對(duì)spring bedfi的封裝機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)取A皿Acegi安全框架可用性小當(dāng)系筑試圖超出限制范圍來(lái)進(jìn)行票務(wù)查詢或者訂 購(gòu)票時(shí)必須進(jìn)行錯(cuò)誤檢

6、測(cè)并且拋出異常，中止進(jìn)一步的錯(cuò)誤操作口 異常檢測(cè).p遵從J2EE的系統(tǒng)提供了可以使用的事務(wù)服務(wù),通 過(guò)提供內(nèi)建的故障恢復(fù)機(jī)制，提高了應(yīng)用的可用 性和可靠性口內(nèi)建故障恢復(fù)機(jī)制口模塊性口根據(jù)功能將系統(tǒng)劃分為幾個(gè)模塊，系統(tǒng)滿足松 耦臺(tái)高臼聚”的設(shè)計(jì)庾則模塊劃分/1可維護(hù)性小系統(tǒng)運(yùn)行有日志記錄.小日志記錄工具，系統(tǒng)可以擴(kuò)展到新的系統(tǒng)的,口XML配置口可修改性爐在變更到達(dá)時(shí)，系統(tǒng)在時(shí)間和預(yù)算內(nèi)所完就，測(cè) 試和部署的變更.一局部化修改一 防止隹鎖反應(yīng)展 推遲綁定時(shí)間可測(cè)試性3在完成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一個(gè)增量后，較輕松的對(duì)軟件 進(jìn)行測(cè)試,口輸入隔出二10.4 質(zhì)量屬性效用樹(shù)質(zhì)量屬性屬性求精-場(chǎng)號(hào)編號(hào)場(chǎng)景性能爐響應(yīng)時(shí)

7、間爐XN0P在系統(tǒng)處于高峰時(shí)期，保證登陸的每個(gè)用 戶發(fā)出的買票或查詢的響應(yīng)時(shí)間在5s以 內(nèi),如果需要等待則給出右好的提示式Hf H) 吞吐里；Xb*系統(tǒng)可以保證同時(shí)相應(yīng)5000個(gè)用戶的操 作。刈戶易用性界面史)已操作簡(jiǎn)單YYW要求具有基本電胞操作常識(shí)的人可以根 據(jù)良好的界面設(shè)計(jì)迅速學(xué)會(huì)使用方法，讓 熟手用戶使用快捷鍵。00及時(shí)反饋性pYY02?當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤或程序運(yùn)行時(shí)間轉(zhuǎn)長(zhǎng)時(shí)， 用戶界面應(yīng)該為用戶提供有意義的反饋 信息,并有良好的上下文感知功能。界面一致性；YY03o用戶界面應(yīng)該遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)和常規(guī)，盡 可能的在一個(gè)界面上完成，不要時(shí)常出現(xiàn) 彈出框右(M M)-p安全性一機(jī)密性二AQOl允許

8、用戶查看本人的訂票信息，但不能查 詢他人的訂票信息，更小能退訂他人已選 定的票系統(tǒng)管理員不能隨意查看用戶隱 私。(K 中封閉生AQ0*對(duì)局域網(wǎng)外的用戶來(lái)說(shuō)，不前直接訪問(wèn)數(shù) 據(jù)庫(kù),更不能對(duì)其隨意進(jìn)行修改:(HMb防止惡意攻擊二AQ0M杜絕非法用戶試圖的繞過(guò)應(yīng)用服務(wù)器直 接連接到數(shù)據(jù)龐服務(wù)器的端口上.屏檢某 IP短時(shí)間內(nèi)的大量無(wú)意義的訪問(wèn),以防襁 擠爆,使正常用戶無(wú)法使用。tHM) »客戶喋功前無(wú)關(guān)性#AQtVU1客戶端只包含人機(jī)交互界面功能，不包含 業(yè)務(wù)功能描述,即客戶端發(fā)送給服務(wù)器的 是用戶情求，而小是業(yè)將所代表的SQL 語(yǔ)句，以防止非法用戶修改客戶端的SQL 語(yǔ)句以實(shí)現(xiàn)越權(quán)功能的非

9、法行為。MLA數(shù)據(jù)的理性胃AQO*在并發(fā)用尸多的情;兄F,系統(tǒng)能保證數(shù)據(jù) 幅整性。1KLW可月性V容錯(cuò)性+1KYOk應(yīng)該谷忍用戶在使用過(guò)程中發(fā)生的各種 操作錯(cuò)誤/并且能夠方便的地從錯(cuò)誤中恢 復(fù)過(guò)來(lái)"呆證系統(tǒng)不受或盡可能少的受到 用戶錯(cuò)誤操作的影響。備份與加KY02-備份時(shí)間應(yīng)盡可能的矩且在用戶訪問(wèn)極 少時(shí)進(jìn)行心系喊崩漬時(shí)能在1小時(shí)內(nèi)恢復(fù)。 (H, M)r理件更換，KY0M硬件(網(wǎng)線'路由器, 硬盤等)發(fā)生故障 時(shí),可以方便更換。詛D P模塊性模塊職責(zé)劃分明確一YK0W系統(tǒng)自上而下劃分為：系統(tǒng)孑系統(tǒng)-模塊- 子模塊。(H.M) a接口清晰MKO2d模塊之間逋過(guò)接口通殍只要是遵循

10、同一 接口完成同一功能的模塊即可相應(yīng)替換， 由此實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)無(wú)關(guān)性。達(dá)?？蓽y(cè)闔生，類的測(cè)試戶CS01P每個(gè)類及其畫額都應(yīng)該單獨(dú)測(cè)試以驗(yàn)證 其正確性。(ML)小系統(tǒng)功能模塊測(cè)試戶C£02 /前與系統(tǒng)功能相對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)行測(cè)試,以 保證業(yè)務(wù)的完備性。陋口系饒的性能財(cái)試卡CS03P對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行壓力測(cè)試：看能否達(dá)到設(shè) 計(jì)時(shí)的訪問(wèn)量口BetaL測(cè)試爐CSMP邀請(qǐng)用戶代表進(jìn)行beta測(cè)試，體瞼界面的 友好性和相應(yīng)速度口 (HL"可修改性功能擴(kuò)展XG010文嘴加1票知月定功能-能在三內(nèi)完成 并且不影響系統(tǒng)其他部分。dLM界面修改一XGO易于修改。團(tuán)兇口文檔完備小XG03P告?zhèn)€模塊.系統(tǒng)必須

11、提供詳細(xì)可讀的文 欄b以便于維護(hù)人員維護(hù)。(H.L) Q可酉造性口XG04維護(hù)人員可以方便的配置系統(tǒng)參數(shù)、業(yè)務(wù) 毅心(其可可升級(jí)性一XGO"客戶端發(fā)現(xiàn)缺陷后，可以自動(dòng)更新,以解 決力新功能產(chǎn)生或界面更換時(shí)同樣.川(H, L)胃可移植性口YZOl系統(tǒng)在新的操作系統(tǒng)或者新的數(shù)據(jù)庫(kù)上 肓蹦正常運(yùn)行.(HL*10.5 質(zhì)量場(chǎng)景的構(gòu)架分析在質(zhì)量屬性效用樹(shù)中，我們對(duì)場(chǎng)景的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行了劃 分，而同時(shí)由于分析時(shí)間寶貴，所以我們應(yīng)該把寶貴的分析 時(shí)間最先用于最重要且最難實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景上，即標(biāo)注為（H,H）的場(chǎng)景。在質(zhì)量屬性效用樹(shù)的表格中，僅在性能和可用性這2個(gè)質(zhì)量屬性下發(fā)現(xiàn)標(biāo)注有（H,H）的場(chǎng)景，下面根據(jù)

12、系統(tǒng)的體系 結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)質(zhì)量屬性所采用的戰(zhàn)術(shù)分別給出這些重要場(chǎng)景的 構(gòu)架方法分析表格。?性能場(chǎng)景號(hào)、XN01+-場(chǎng)景：系統(tǒng)訪問(wèn)里達(dá)到圖崢卜，屬性性能一環(huán)境一系統(tǒng)處于高峰訪問(wèn)時(shí)期產(chǎn)用戶請(qǐng)求訪問(wèn)一響應(yīng)中良好響應(yīng)請(qǐng)求"構(gòu)架決策戶敏感點(diǎn)4權(quán)衡點(diǎn)一有鳳陵決策2無(wú)鳳險(xiǎn)決策4超出限制坊問(wèn) 量的請(qǐng)求放在 等待隊(duì)列中中S1一產(chǎn)R1/緩存。W224JR2Q+J每個(gè)IF每次只 允許同時(shí)發(fā)出請(qǐng)求一軍1T14R*蜘居庫(kù)連接池,r34戶一2Nl推理卡1、由于在系統(tǒng)部署的時(shí)候用的是單應(yīng)用服務(wù)器，而一臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器RJ同 時(shí)支持的并發(fā)用戶數(shù)是很少的，在幾千甚至上萬(wàn)的用戶訪問(wèn)系統(tǒng)時(shí)， 由于限制最大訪問(wèn)重，不能保證每個(gè)用戶

13、都能隨時(shí)登陸，降低了用戶 的滿意度口力士、單服維器提供的賽存數(shù)有限.一3. 避免了非法用戶的惡意攻擊，但有可能降底系虢國(guó)可用性14. 減輕數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)的性能.?可用性場(chǎng)景號(hào)，K罰"場(chǎng)景！系統(tǒng)備份與恢復(fù)屬性一可用性:環(huán)境系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤剌航用戶進(jìn)行恢復(fù)產(chǎn)響應(yīng)q盡快恢復(fù)并為用戶提供有意義的反饋信息J構(gòu)架決策口敏感點(diǎn)¥杈衡點(diǎn)有風(fēng)險(xiǎn)決策C無(wú)網(wǎng)險(xiǎn)決策戶系統(tǒng)備份：S5K3P故障恢復(fù)a而K4P推理-1 .系統(tǒng)籥份是進(jìn)行故障恢復(fù)的前提,但頻繁的備份會(huì)影響正常的業(yè)務(wù)處 理，存在一定的同險(xiǎn). V2 .如巢是因?yàn)橄到y(tǒng)掉電或其它的誤操作，利用備份數(shù)據(jù)可以很快恢復(fù). 但由于值用的是單服務(wù)器機(jī)制

14、，一旦這臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障或者崩潰， 彼件發(fā)生故障，系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，存在風(fēng)險(xiǎn).10.6 對(duì)系統(tǒng)構(gòu)架的再分析(1)風(fēng)險(xiǎn)決策和敏感點(diǎn)采用戰(zhàn)術(shù)卡膿感點(diǎn)££)有風(fēng)險(xiǎn)決策(R)尹超出限制訪問(wèn)量的請(qǐng)求放在等待隊(duì)列中一提高了系饒的穩(wěn)定性和可用性, 減少了崩潰的可能z會(huì)降低最大并發(fā)數(shù)目,使得 用戶等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能造 成用戶小澗，,緩存一提高系統(tǒng)的訪問(wèn)速度和性能一單服身器提供的緩存觸目 有限,并發(fā)用戶數(shù)多的情況 下3系統(tǒng)處理緩慢°。每個(gè)工F每次只允許發(fā)出一"A 請(qǐng)求川合理的要求，避免了非法用戶的 惡意攻擊尸可能將低了易用性，但系統(tǒng) 的安全性提高了口施據(jù)庫(kù)連接池一射據(jù)

15、庫(kù)連接池向送應(yīng)用程用重復(fù) 使用一個(gè)現(xiàn)有的費(fèi)1據(jù)庫(kù)連接F而 田不是重新建立一個(gè)A提高應(yīng)用 系統(tǒng)的性能戶容錯(cuò)性能夠?qū)τ脩舫霈F(xiàn)的誤操作迸行檢 測(cè)和處理J并給出相應(yīng)的處理信 息,可以提高系統(tǒng)的可用性.標(biāo)取系貌備份與慎復(fù)Q增強(qiáng)系統(tǒng)的苕錯(cuò)能力操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件建生崩漬時(shí)，恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。*(2)問(wèn)題分析在前面對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的描述中，系統(tǒng)采用基于B/S的分層結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)部署在一臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器上，這種結(jié)構(gòu)有它獨(dú)特的優(yōu) 點(diǎn)。但經(jīng)過(guò)構(gòu)架方法的分析，特別是對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵質(zhì)量屬性和 優(yōu)先級(jí)最高的質(zhì)量屬性場(chǎng)景的分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在上述場(chǎng)景下會(huì) 出現(xiàn)如下的問(wèn)題：(1)性能方面：在非常多的用戶并發(fā)操作的情況下，單服 務(wù)器系統(tǒng)將不能對(duì)用戶

16、的請(qǐng)求做出及時(shí)的響應(yīng)，嚴(yán)重情況下服 務(wù)器還會(huì)崩潰。(2)可用性方面：在僅有的一臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器出現(xiàn)故障或者 崩潰的情況下，用戶將不能訪問(wèn)系統(tǒng)，故障恢復(fù)需要花費(fèi)較長(zhǎng) 時(shí)間。(3)改進(jìn)系統(tǒng)的構(gòu)架考慮到使用票務(wù)系統(tǒng)的用戶數(shù)目非常龐大，這樣造成用戶 對(duì)系統(tǒng)的訪問(wèn)請(qǐng)求數(shù)目和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)操作的請(qǐng)求數(shù)目也非 常龐大，改進(jìn)后的系統(tǒng)采用多層分布式結(jié)構(gòu)，使用 Web服務(wù)器 集群和應(yīng)用服務(wù)器集群來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種集群機(jī)制支持動(dòng)態(tài)負(fù)載平 衡(Load Balance)和容錯(cuò)機(jī)制，可以將用戶的請(qǐng)求以及對(duì)用戶 請(qǐng)求的處理分發(fā)到負(fù)載低的服務(wù)器中，非常適合具有并發(fā)用戶 數(shù)多，服務(wù)地點(diǎn)分散等這些特點(diǎn)，有較高的穩(wěn)定性，能有效避免訪問(wèn)流量過(guò)多導(dǎo)致服務(wù)器癱瘓以及整個(gè)系統(tǒng)因?yàn)槟撑_(tái)服務(wù)器 崩潰而徹底癱瘓。為了使系統(tǒng)達(dá)到集群分布式的目的，在第一 套方案的基礎(chǔ)上，我們采用 Spring介入EJB容器的方式，使用 EJB的無(wú)狀態(tài)會(huì)話Bean來(lái)封裝業(yè)務(wù)邏輯，即調(diào)用 POJO中的業(yè) 務(wù)邏輯操作(POJO中包含了業(yè)務(wù)邏輯處理，在原來(lái)的 SSH框架 中它是指業(yè)務(wù)層的JavaBean,