物理架构

    软件的物理架构规定了组成软件系统的物理元素、这些物理元素之间的关系、以及它们部署到硬件上的策略。

    物理架构可以反映出软件系统动态运行时的组织情况。此时，上述物理架构定义中所提及的“物理元素”就是进程、线程、以及作为类的运行时实例的对象等，而进程调度、线程同步、进程或线程通信等则进一步反映物理架构的动态行为。

    随着分布式系统的流行，“物理层（Tier）”的概念大家早已耳熟能详。物理层和分布有关，通过将一个整体的软件系统划分为不同的物理层，可以把它部署到分布在不同位置的多台计算机上，从而为远程访问和负载均衡等问题提供了手段。当然，物理层是大粒度的物理单元，它最终是由粒度更小的组件、模块、进程等单元组成的。

    物理架构的应用很广泛。例如，架构设计中可能需要专门说明数据是如何产生、存储、共享和复制的，这时可以利于物理架构，展示软件系统在运行期间数据是由哪些运行时单元如何产生的，数据又如何被使用、如何被存储，哪些数据需要跨网络复制和共享等方面的设计决策。

    由于人们对组成软件系统的“物理元素”存在不同看法（如图3所示），所以在实践中物理架构的用法比较宽泛，不同的人认为的物理架构也可能不尽相同。因此，我们在交流和实践的过程中，应注意区分物理架构所指为何。（也正是因为这个原因，实践中所采用的基于多视图的架构设计方法往往包含更多的视图，从而使每个架构视图的职责更加明确。）

图3    对“物理元素”的不同看法

    从逻辑架构和物理架构到设计实现

    逻辑架构和物理架构是软件架构设计的重要方面。逻辑架构致力于将软件系统分解成不同的逻辑单元，并规定这些逻辑单元之间的交互接口和交互机制。物理架构则更重视软件系统运行时的动态结构，以及组成软件系统的目标程序如何部署到硬件上。

    在后续的详细设计和编程实现中，将贯彻和利用逻辑架构和物理架构设计中制定的架构决策，如图4所示。

图4    逻辑架构和物理架构对后续开发的作用

    逻辑架构中关于职责划分的决策，体现为层、子系统、模块等的划分决定，从静态视角为详细设计和编程实现提供切实的指导；有了分解就必然产生协作，逻辑架构还规定了不同逻辑单元之间的交互接口和交互机制，而编程工作必须实现这些接口和机制。 所谓交互机制，是指不同软件单元之间交互的手段。交互机制的例子有：方法调用、基于RMI的远程方法调用、发送消息等。

    至于物理架构，它关注的是软件系统在计算机中运行期间的情况。物理架构设计方案中规定了软件系统如何使用进程和线程完成期望的并发处理、进程线程这些主动对象（Active Object）会调用哪些被动对象（Passive Object）参与处理、交互机制（如消息）为何等等问题，从而为详细设计和编程实现提供了工作目标的动态视图。