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本书全面讲解了软件设计与体系结构的基本概念、核心思想、基本原则、基本过程和方法，以及主要工具和技术，主要内容包括：软件工程与软件设计、软件设计基础、软件复用与基于架构的软件设计、设计可复用的类、设计原则、设计模式、成为架构师、软件架构、五视图架构设计法、领域建模、微服务架构、大数据架构。本书在阐述软件设计相关知识时，辅以源程序代码作为示例进行讲解，聚焦软件开发，旨在培养学生的软件设计能力和软件架构设计能力。本书源程序代码贴合生活和工作实际，易于理解。本书可作为大学本科的软件工程、计算机科学与技术等专业的“软件设计与体系结构”“软件体系结构”“软件架构”等课程的教材，也可作为程序员、架构师的技术参考书。

第1章　软件工程与软件设计	1
1.1　软件工程的目标	2
1.2　软件工程模型	4
1.3　软件开发的基本策略	5
1.3.1　复用	5
1.3.2　分而治之	6
1.3.3　优化和折衷	7
1.4　软件设计	7
1.4.1　什么是软件设计	7
1.4.2　软件设计的切入点	9
1.4.3　软件设计如何落地	10
1.4.4　软件设计的基本流程	10
1.5　软件架构	12
1.5.1　软件架构出现的历史背景	12
1.5.2　软件架构出现的原因	14
1.5.3　软件架构的重要性	15
1.6　习题	15
第2章　软件设计基础	17
2.1　软件设计的基本概念	17
2.1.1　软件设计的关注点	18
2.1.2　软件设计案例	18
2.1.3　软件设计在软件工程中所处的位置	19
2.2　软件设计的范畴与内容	21
2.2.1　软件架构设计	22
2.2.2　接口设计	22
2.2.3　数据设计	24
2.2.4　过程设计	25
2.3　软件设计的质量评估指标	25
2.3.1　程序代码复用	25
2.3.2　可扩展性	26
2.4　软件架构的概念与范畴	26
2.4.1　软件设计的过程	26
2.4.2　常见架构	27
2.4.3　软件架构的定义	27
2.4.4　软件架构的目标与作用	28
2.4.5　软件架构设计中典型的软件质量属性	28
2.5　高可用设计	34
2.5.1　解剖高可用设计	34
2.5.2　高可用，不只是一个“设计问题”	35
2.5.3　高可用设计，意味着“为失败而设计”	36
2.6　习题	36
第3章　软件复用与基于架构的软件设计	37
3.1　软件复用	37
3.1.1　软件复用的不同形式	39
3.1.2　重要误区：软件复用可以提高效率	39
3.2　构件技术	41
3.2.1　构件标准规范	42
3.2.2　软件应用系统簇与构件系统	43
3.2.3　基于软件复用的开发组织结构	43
3.3　基于架构的软件设计	44
3.3.1　基于架构的软件设计方法与软件开发生命周期	44
3.3.2　基于架构的软件设计模型	46
3.4  “不要脸”的业务构件	49
3.4.1  “不要脸”的建筑	49
3.4.2  “不要脸”的业务构件接口	50
3.4.3  “不要脸”的业务构件对象	52
3.5　习题	53
第4章　设计可复用的类	54
4.1　基本的原则	55
4.1.1　协变原则	55
4.1.2　逆变原则	56
4.1.3　泛型中的里氏代换原则	56
4.1.4　通配符原则	57
4.1.5　PECS	59
4.2　委　　托	60
4.2.1　委托与继承	60
4.2.2　合成复用原则	60
4.3　可复用模块的演化之路	62
4.3.1　运用重构思维，按需创建可复用模块	62
4.3.2　可复用模块的演化	63
4.4　提高程序代码可复用性的方法	66
4.5　习题	66
第5章　设计原则	68
5.1　SOLID设计原则	68
5.1.1　单一职责原则	69
5.1.2　开闭原则	72
5.1.3　里氏代换原则	74
5.1.4　迪米特法则	79
5.1.5　接口隔离原则	82
5.1.6　依赖反转原则	86
5.2　其他设计原则	89
5.2.1　KISS原则	90
5.2.2　YAGNI原则	93
5.2.3　DRY原则	93
5.3　习题	96
第6章　设计模式	99
6.1　设计模式之创建型	99
6.1.1　单例模式	99
6.1.2　工厂模式	103
6.1.3　原型模式	107
6.2　设计模式之结构型	111
6.2.1　代理模式	111
6.2.2　桥接模式	117
6.2.3　装饰器模式	120
6.2.4　适配器模式	122
6.2.5　门面模式	124
6.2.6　组合模式	126
6.2.7　享元模式	129
6.3　设计模式之行为型	132
6.3.1　观察者模式	132
6.3.2　模板方法模式	135
6.3.3　策略模式	138
6.3.4　职责链模式	140
6.3.5　迭代器模式	143
6.3.6　状态模式	145
6.3.7　访问者模式	148
6.3.8　备忘录模式	151
6.3.9　命令模式	154
6.3.10　解释器模式	157
6.3.11　中介者模式	159
6.4　习题	163
第7章　成为架构师	164
7.1　架构师的职责	164
7.1.1　从产品和需求视角看架构师	164
7.1.2　从技术视角看架构师	165
7.2　架构师的分类	167
7.3　架构师的主要工作	168
7.4　架构师的必备技能	168
7.4.1　设计能力	169
7.4.2　决策能力	169
7.4.3　简化能力	170
7.4.4　编程能力	170
7.4.5　记录能力	170
7.4.6　沟通能力	172
7.4.7　评估能力	172
7.4.8　权衡能力	172
7.5　向架构师转型的方法	173
7.5.1　适合向架构师发展的特质	173
7.5.2  “三步走”转型策略	173
7.5.3　架构师必备技术技能	174
7.5.4　打造属于自己的技术体系	175
7.6　习　　题	175
第8章　软件架构	176
8.1　认识软件架构	176
8.1.1　软件架构的理解	176
8.1.2　软件架构的分类	177
8.2　软件架构风格	177
8.2.1　分层架构	178
8.2.2　事件驱动架构	180
8.2.3　微（内）核架构	183
8.2.4　微服务架构	185
8.2.5　云架构	187
8.3　SOA与微服务架构	190
8.3.1　从SOA到微服务架构	191
8.3.2　ESB和API网关	192
8.3.3　全微服务化应用构建场景	194
8.3.4　SOA思想没有过时	195
8.4　习题	197
第9章　五视图架构设计法	198
9.1　逻辑架构	198
9.1.1　自底向上或者自顶向下的逻辑架构	199
9.1.2　对业务概念模型进行归纳	200
9.1.3　逻辑架构的生成	201
9.2　数据架构	203
9.2.1　设计内容及原则	204
9.2.2　设计数据架构的要素	205
9.2.3　两种数据架构设计模式	206
9.2.4　数据中台	209
9.3　开发架构	213
9.3.1　开发架构是必需的	214
9.3.2　设计原则	214
9.3.3　设计步骤	215
9.4　运行架构	216
9.4.1　设计要点	216
9.4.2　运行架构的演化	217
9.5　物理架构	222
9.5.1　物理架构的设计思维	223
9.5.2　物理架构的演化	223
9.6　架构重构	230
9.6.1　架构重构的12条规则	230
9.6.2　系统重构技术	233
9.6.3　架构重构技术	234
9.7　习题	237
第10章　领域建模	238
10.1　使用DDD的意义	238
10.1.1　实现业务的3种常见方式	239
10.1.2　基于业务的分包	240
10.1.3　事务脚本和领域模型	241
10.1.4　不以数据模型为起点	244
10.2　DDD中的关键概念	244
10.2.1　领域模型的门面—应用服务	244
10.2.2　业务的载体—聚合根	246
10.2.3　实体与值对象	248
10.2.4　聚合根的家—资源库	249
10.2.5　必要的妥协—领域服务	250
10.2.6　Command对象	251
10.2.7　DDD中的读操作	252
10.3　CQRS	254
10.3.1　CQRS的优点	256
10.3.2　CQRS实现模式	257
10.3.3　选型建议	263
10.4　习题	264
第11章　微服务架构	265
11.1　微服务架构与微服务	265
11.1.1　微服务架构的优点	267
11.1.2　微服务架构带来的挑战	267
11.1.3　适用微服务架构的软件系统	268
11.2　拆解服务	268
11.3　微服务的关键技术	271
11.3.1　服务治理	271
11.3.2　服务网关	273
11.3.3　服务容错	274
11.4　微服务的设计模式	276
11.4.1　独享数据库	276
11.4.2　事件源	277
11.4.3　Saga	278
11.4.4　BFF	279
11.4.5　Strangler模式	280
11.5　微服务项目实战	281
11.6　习题	282
第12章　大数据架构	283
12.1　大数据技术体系	283
12.2　企业级大数据技术实现方案	285
12.2.1　Google大数据技术栈	285
12.2.2　Hadoop与Spark开源大数据技术栈	286
12.3　大数据采集与预处理	288
12.3.1　数据采集工具	289
12.3.2　数据预处理	293
12.4　大数据治理	297
12.5　大数据展示	298
12.5.1　大数据多维分析平台	298
12.5.2　HBase	301
12.6　习题	303

软件是一个永远“在路上”的产品，软件面对的唯一不变的就是一直在变化。从这个意义上说，适应变化的能力，就成为了衡量软件是否高效的重要指标之一。
“互联网工人”无须都做设计工作，但任何编码工作都需要设计。也许有人认为，编写代码就是“一个萝卜一个坑”，编写多了就会觉得枯燥。其实，应用开发一点都不枯燥，只是很多人选择了无聊的方式。如果一个程序员掌握了设计知识，那么要快乐地写出高效、可扩展的代码就显得轻而易举了。
本书在阐述软件设计与体系结构相关知识时，辅以源程序代码作为示例进行讲解，聚焦于软件开发，旨在培养软件工程、计算机科学与技术等专业的学生的软件设计能力和软件架构设计能力。同时，本书比较全面地介绍了软件设计相关的知识、方法和技术，为学生进一步深入学习软件设计与体系结构奠定了基础。本书的源程序代码贴合生活和工作实际，易于理解。为满足教学需求，本书附有配套课件、习题。
鉴于软件技术更新速度之快，编者结合社区主流的技术，对一些典型的设计技术进行介绍，并摒弃了一些不再使用的技术。因编者水平有限，疏漏和不足之处在所难免，敬请各位老师、技术人员批评指正。

王华，博士学历，副教授，浙江科技学院软件工程专业教师，主讲"软件设计与体系结构”"软件质量保证与测试”"软件工程概论”"计算机网络”"Java程序设计”等课程；曾获学院青年教师技能（讲课）比赛二等奖；主持浙江省教育厅科研项目1项；曾作为主要成员参与了国家863项目1项、霍英东教育基金1项、浙江省科技厅重大专项1项、浙江省科技厅一般项目1项、浙江省自然科学基金1项、浙江省公益技术研究计划项目1项。

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