閒談軟體設計：架構師難尋？

會有這篇是因前陣子，和 91App 的首席架構師 Andrew 在母校北科旁伯朗咖啡聊天。91App 的 HR 看過我《閒談軟體設計》某篇文章後，問 Andrew 這位作者如何？碰巧 Andrew 也看過閒談軟體設計：Async everything？，加上 Terry 認識我，於是牽線促成碰面。我蠻意外的，因為這系列文章，觀看樹很難衝高 (拜託，幫忙多分享)，有時都會想還要繼續寫下去嗎？沒想到會有這種展開 XD

聊天聊蠻多的，主要是對架構設計的想法，以及實務上會考慮到那些東西，但有個有趣的話題是：軟體架構師很難找？在學校最後幾年的研究都和軟體架構有關，所以剛畢業時，我確實很想找架構師的職缺，但軟體架構師的職缺並不多，當時差不多是 Android 和 iOS App 最夯的時候，招募的職缺大多是 App 工程師，再來是網頁工程師 (那時 front-end 和 back-end 還沒有分這麼清楚)，若堅持找軟體架構師，我恐怕會餓死 (主要是不太會有公司願意找剛畢業的人擔任架構師)。

我首份工作是 GSS 的系統分析師 (系統分析及網站系統開發)，第二份工作是遊戲橘子某個部門的 Android 工程師，後來兼 iOS 工程師和 PC 應用程式工程師，最後升到軟體架構師兼 Scrum master，但若仔細看外面各公司的職缺，確實很少會看到想要找軟體架構師，大多是資深工程師、Team lead，或是某個專業技能 (front-end、back-end 或 app) 工程師。加上很多公司在規模未起來前，還在找方法存活下去的情況下，大多也不會想到需要軟體架構師。我只有一次 (可能是本人太菜了)，LinkedIn 上的獵人頭介紹我誠實蜜蜂軟體架構師的缺。

基本功

一般來說，我覺得 design patterns、架構 patterns、SOLID 等原則以及抽象能力是很重要的基本功。若讀《Clean Architecture》會發現，前面花了不少的篇幅介紹 SOLID、REP、CCP 和 CRP 等原則，但繼續往後看，就會發現，即便一開始不使用 clean architecture，只要能抓住上述幾個原則，程式就會有一點點 clean architecture 的雛型。

這些基本功在學的當下，其實不見得會有感覺的，是程式規模寫到一定的程度後，回頭再去看程式碼，再去回顧這些原則，才慢慢會有感覺，我只能說很慶幸，在離開學校前就能夠累積一定規模的軟體開發經驗，也很感謝母校的老師和助教花那麼多時間幫忙 review 設計與程式。

但即使到業界後，每年回顧自己過去寫的程式，雖然風格有點固定，但還是能找到可以改進的地方 (為了寫這篇，回頭看過去的 side project，嗯，還是有改進的空間)，還是花點時間回去看一些已經看過的書，design pattern 應該讀過不只三遍，雖然看的重點已經不是 pattern 怎麼用，但每次都能有些新的想法。

廣泛涉獵

除了自己本身最擅長的技能外，多多涉獵一些新技術，自己喜歡的多一些無所謂，像我本身就一直有在專注 Java 領域的新技術。但即使是自己不喜歡的，也多多少少看一下，所以我偶而還是寫一下前端的東西，淺嚐一些沒寫過的動態型別語言。

切記，一定要看缺點，沒有任何 pattern、框架、架構是完美的，像 pattern 有所謂適用的 context，在不合適的 context 下使用，不是不行，但程式看起來就很彆扭，或是 over design 的感覺。所以，我個人不太相信那種，你應該用什麼方式寫程式，會有什麼什麼優點，但卻通篇不提有什麼缺點的文章。

若是有原著，可以的話還是看原著。

這幾年看很多人在網路上分享技術或是 pattern 的文章，這樣很好，畢竟很多原著是厚厚的一本書，不見得有那麼多時間 (真的，書櫃裡一堆書找不到時間看，DDD 還躺在書桌上只翻幾頁)，但有時候看網路文章會覺得：這好像跟我對於某個事物的見解不同，那是文章作者對於原著的解讀，若沒看過原著就不會發現不同，並不是說我的見解一定是對的，但沒看過原著直接相信某人對於某事物的見解，也是很危險的。

忍住不追流行

要注意，除非燒自己的錢，不然公司的專案或產品不是讓你練功的地方，請用 side project 練功；除非是一人公司，不然嘗試任何新東西之前，請先和團隊溝通，並確認轉移計劃，讓 code base 有一定的一致性。當聊到好學的團隊成員喜歡在公司的產品裡試新東西，這情況特別常見於前端，因為這幾年前端常常冒出新框架或技術，聊天時有個有趣的比方：看 commit log 像是在看年輪考古，所以可能半年前用 x 技術、幾個月後又變成 y 技術、然後又開始試 z 技術。

專注於商業邏輯，而不是技術，新技術不斷推出，但如果拉長時間來看，很多新技術冒出，卻一直在解決相同或相似的問題，只是用不同的觀點或是用不同的方式解決相同的問題，例如，過去幾年，RESTful API 是設計 API 的主流，但最近幾年 GraphQL 很熱門，GraphQL 確實有很多的優點，但不代表就要將既有產品的 API 轉成 GraphQL，應該想的是用了 GraphQL 是否有解決原本解決方案無法解決的問題？

再舉個例子，先前有很長一段時間，noSQL 儲存方案超級熱門，像 Redis、MongoDB、Cassandra 等，那個時候好像用傳統 RDBMS 就很 low，但等到換過去或是使用一陣子後才發現，沒有 ACID 很多關鍵的資料一致性很難達成，這就是沒有思考 noSQL 和 SQL 方案各自適合與不適合的結果，最近我的觀察，又開始有不少人主張用回 SQL 方案，其實那都不是重點，找到適合的方案才是重點。

像下圖，隨著時間推移，會有很多技術冒出，頻繁地在產品中追逐新技術，若沒有一個好的計畫與整體方向，會讓產品的程式碼變成碎片化，碎片化會增加維護的成本與新手學習的成本。並不是一個產品永遠不導入新技術，而是不論想導入的技術在哪個階段，導入前要有評估、方向和計畫，不然投入的資源會變成無法帶回效益的浪費。

但新技術還是要學！有空寫寫 side project 吧。

取捨

我想寫過程式的人都知道，就算沒有架構，功能一樣寫得出來，因此決定軟體架構的因素往往是非功能性需求，這也是為什麼前面提到廣泛涉獵時，要知道每個技術或是架構的優點與缺點，適用的 context 是什麼？有沒有類似的替代方案。如此一來，不論是設計新產品的架構，或是要對既有產品做架構的調整，才能根據不同面向，找出平衡的解決方案，然後能和團隊說明取捨的依據，有興趣可以找 ATAM 練習看看。

另外有一個東西，因為不太好量化，所以有時候取捨時容易被忽略，那就是成本，成本有很多種，例如維運成本、學習成本、維護成本等。維運成本可能可以從雲端服務的帳單可以看出大概 (但處理線上緊急事件或客服就比較難有簡單的數字)，團隊的學習成本和後續產品的維護成本就很難估算，不過在做架構設計時，還是得考慮進去，例如：採取較簡單的架構，降低學習成本，容易測試的架構讓後續的維護成本降低。若使用 ATAM 也可以把這些納入條件一起評估。

有趣的是，有時候取捨的關鍵，往往不是自己能控制的，像是預算、時程或是團隊成員，別花太多時間對自己無法控制的事抱怨。

POC

在離開遊戲橘子後，幾乎都待在新創公司，因此職稱通常都很大，但還是要寫程式的，不是當了架構師後就不用寫程式，不寫程式會慢慢脫節，變成只會嘴砲的架構師。我很喜歡《建構微服務》裡的一句話：

架構師有責任確保系統也能讓開發人員在那裡安居樂業

架構的設計不是架構師自己看爽的，要能讓團隊中的工程師都能有一定的生產力。假設是一個新的產品或是一個新的專案，在做完種種的取捨，確定架構的方向後，架構師是有必要做出一個 Proof of Concept (POC) 來確保整體方向的可行性，但要做到多大呢？或多完整呢？網路上有蠻多種 POC 的說法或作法，以我自己來說，我會把我想表達的概念都實作出來。

像先前有個新網站的專案，目的是要取代已經上線的舊系統，由於舊系統常被抱怨常常改 A 壞 B，因此 POC 想表達的重點便是為 Model + View Model 加上測試來避免這情況，POC 中所有的 React 元件事件的處理全導向 View Model，View Model 將商業邏輯導向 Model，並將結果轉成 State 通知元件更新，以及 View Model 與 React 元件如何綁定。由於所有的程式 Model、View Model 和 React 元件彼此獨立，測試相對好寫，很容易就能做到 100% 的測試涵蓋率，雖然這不保證沒有 bug 喔！若需求理解錯誤，即使通過測試還是 bug，但是當之後做任何修改有問題，測試都能立即捕捉，這便是我想向當時團隊成員表達的想法。話說離開那個專案一陣子了，不知道當初留下的東西有沒有長歪掉？

寫文件

不知道有沒有統計過，但確實認識很多工程師是不愛寫文件的，連 API 文件都不願意好好寫的人，要求寫設計文件更是不可能了。加上前陣子，敏捷宣言裡 Working software over comprehensive documentation 被錯誤引用，認為不寫文件才是敏捷，但實際上是指能動的軟體比對開發沒有幫助的文件有用 (受過 CMMI 文件訓練的人應該都知道)。有人說程式即是文件，我覺得想這麼說的人，先確定自己寫的程式碼易讀性高嗎？而且很多高階的設計光透過看程式碼要花很多時間才能釐清，有文件可大幅縮短理解設計的時間。

對我來說，任何較大的 (架構) 設計施工前，我都習慣寫文件，一來是幫助自己整理思緒，確保自己不會在一邊思考一邊寫程式的當下迷航；二來可以思考施工的順序，這在架構重構時十分有用，思考施工的順序可以分析對系統造成的影響，如果是已經在營運的系統，這分析更是重要，理想的順序可以避免系統停擺。

至於文件要寫些什麼內容，我倒是沒有一定的格式，看當下要處理的問題是什麼？一般來說，有幾點是會寫下來的

• 目標、動機或要解決的問題
• 可能的解決方案
• 取捨的因素 (force、非功能性需求)
• 抉擇的理由
• 粗略的設計 (class diagram、sequence diagram 或是 pseudo code)
• 簡單的 plan

大概就這樣，不是寫那種很制式的 CMMI 文件，這文件在自己施工時其實也很有用，確認自己有沒有在軌道上，最後是文件可以幫助指導新人快速進入狀況。

寫技術部落格也是不錯的 (笑)

說服與指導

架構師有很多時間是在說服與指導團隊成員，說服團隊為什麼這樣的架構設計比較好，開始施工後要指導團隊成員，不偏離設計。

這讓我想起來之前有 SDK 開發經驗 (參閱閒談軟體設計：設計抉擇的因素)，當時 SDK 開始時，我針對幾個點把優缺點分析在白板上，然後和團隊說明，事實上我當時有偏好的設計但並沒有百之百決定要用哪一種設計，想聽聽團隊的聲音，在一番討論後，團隊選擇的方案就是我當初偏好的設計，這樣的好處是，團隊成員都清楚接下來為什麼是這樣設計，寫出來的程式自然不容易歪掉。

設計的好與壞沒有絕對，像我就不太喜歡 switch case，會盡量避免 (參閱閒談軟體設計：Switch 壞味道)，但這幾年看 Swift 的程式碼就有大量的 enum 和 switch case。程式碼的易讀與否也會因人而異，你覺得這樣寫比較好懂，但別人可能看不懂 (像是 declarative vs. imperative，我個人也沒有覺得哪一邊一定比較好懂)。寫程式有趣的地方就是同樣的功能卻可以有不同的寫法，通常成員也各有所好，故幫忙 code review 或指導時可以給建議，說明為什麼這樣改比較好，也聽聽原作者的想法，除非是不符合 coding convention、違反架構精神或是真的很差的寫法，不然別太堅持團隊成員一定要照你的方式寫。

聊天時曾聊到過去在遊戲橘子的經驗，當時 Android App 的架構由我主導 (參閱閒談軟體設計：Android App Architecture)，後來要開發 PC 版，由於部門內的人力不夠，所以找外包人員駐點幫忙開發，由於當初找的外包人員是自己挑過的人，只要稍微說明一下，很快就能上手，加上核心模組已經在那裡不用重寫，半年就完成了八成左右的介面 (Android App 開發一年半)，我對當初的架構還蠻有信心的。離開遊戲橘子後，PC 版的外包人員也換人了，後來輾轉聽到新外包人員抱怨：為什麼程式要這樣寫，總之抱怨很多，聽到當下我能說什麼呢？只能笑笑~離職前有留下設計文件，但少個人指導新外包人員，確實還是有差。

不長歪的演進

先不論是否以 Agile 的方式開發產品 (不是用 Scrum 或 Kanban 就是 Agile)，現在很少軟體開發是架構師把所有的東西都設計好後，開發團隊一個模組一個模組進行開發，然後再整合。通常是針對一個功能 end to end 在既有的 code base 加入程式碼，完成後就上線或是繼續開發下個功能，這種情況下，最容易的就是變成一盤義大利麵...

同樣在《建構微服務》書中

架構師必須改變想法，放棄想要打造最終完美產品的思維，改為聚焦在協助建立可從中衍生出合適系統的框架，並且隨著我們了解更多資訊而持續壯大。

因此，架構師腦中還是要有一個藍圖，除了跟團隊說明如何加入實作，要不斷和既有的程式進行比對 (大量的 code review)，確認沒有歪掉，或是歪掉時要與開發團隊一起修正外。更重要的是，腦中的藍圖，也要隨著新的需求、外在條件、內在條件，進行修正。

和技術債共存

這句話我忘記是在哪看到的，但很有趣：

存活下來的產品才有技術債的問題！

如果產品失敗了，公司無法獲利，事實上也不用處理技術債了。因此，通常是存活下來了，開始有點餘力，發現當初在衝刺時留下一些 (很多) 問題，現在想開始處理，這時常常會想大刀闊斧，想改很多東西，但這其實很危險。

《派遣女醫 X》有個場景是因為風險太高，很多醫生勸大門醫生終止手術，但大門總是說：『我絕不會失敗』，硬是繼續手術，然後手術成功了。但現實的軟體開發中，即使是手術成功，卻有可能把公司搞掛了。

所以面對技術債，不是視而不見，畢竟你不去處理它，它會一直以不同的形式來煩你，像是降低生產力、一直有 bug、不敢改某個功能。而是，要有計畫地重構，不論是低風險驅動還是高風險驅動，都要小步前進。這時，單元測試及整合測試就非常重要，任何修改有自動化測試在都會放心許多，若沒有測試，那...先補測試吧！沒有計畫就大改特改，常常會浪費時間，還越改越差。

雖然用這個例子有點怪，因為我覺得那個專案沒甚麼技術債 (自我感覺良好)。剛離開遊戲橘子的第一個新創，當時幫關島觀光局開發一個 CMS 加上網頁和雙平台的 App，後來公司被併購，這專案只好找其他外包公司接手，幾個月後，輾轉聽到接手的外包公司說，這專案很好維護，聽了就很高興，畢竟交接時，server 端可是有 92% 的測試涵蓋率。

更高的視野

剛開始當工程師時，眼前可能只專注在某個功能的開發，這時會很專注程式碼的好壞，這不是壞事，但太過專注會看不到其他重要的事，試著用上很多 pattern、新技術，寫出很精巧的程式，但卻不見得是最佳的程式，這都是很正常的學習之路。當把視野放大一點，開始專注整個產品，會開始思考怎麼維運 (維運不是只有 oncall)，測試為什麼那麼重要。再把視野放大一點，可能會看到組織或是團隊，這時對架構的思考就考慮到團隊的接受度，以及該怎麼引導團隊。

若再把放寬一點，會思考怎麼幫公司用最小的成本並維持一定的品質 (這裡是指程式碼本身，功能是一定要對)，然後能賺錢，這時候可能就會覺得系統寫得簡單比精巧好，有時太精巧的程式反而在面對需求變化時，難以修改。甚至，會思考怎麼讓系統提供數據，協助做出很好的商業策略。也就是說，即使是一個軟體架構師，也不能只看程式、架構，也是要看商業策略的。

小結

以上就是這幾年我對於軟體架構師的心路歷程，上述不保證讓你成為軟體架構師，但希望會對軟體工程師職涯有幫助。也希望台灣的軟體公司能稍微多注重一下軟體架構，甚至能像 91App 不只工程師團隊，還有軟體架構團隊。