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焦点播报:顶级架构师应具备的思维模型

2023-02-22 16:07:28 来源：菜根老谭

《The Effective Engineer》的作者在写书的过程中，为了了解那些顶级程序员和普通程序员的区别，采访了很多硅谷顶级科技公司的顶尖软件工程师。他发现这些给世界带来巨大影响的的工程师们至少有以下5个共同的思维模式：

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1. 勇于去研究你不懂的代码

(资料图片仅供参考)

一般人都不愿意去研究自己不曾接触过的代码，很多人都没有尝试就放弃了。如果你经常去研究你没有接触过的代码，你就会越来越熟悉不同的代码结构和设计模式。现在人们很容易就接触到优秀的开源代码资源，你可以很方便的就下载下来做一些改动或者调试，去研究为什么代码可以这么写。

除了代码之外，很多人对于陌生的工作内容也会感到恐惧。每次换工作的时候，你可能都会遇到新公司的工作内容和以前工作的内容不一样的情况，以至于刚开始的时候工作效率没有以前那么高。很多人甚至觉得，他们是不是骗了面试官。

其实，大家都是在学习的过程中。在一个陌生的领域，没有人从一开始就是大神。如果你想变得越来越好，无论是写代码，与人沟通或者其它的技能，都是需要投入时间去学习的。

2. 精通代码调试(debug)

很多人在写代码的过程中，经常会有的一个问题就是：为什么我写出来的代码不能运行？为什么运行的结果不是我想要的？

几乎所有的程序员写代码都不是一遍就能写好的。但是顶尖的程序员非常快的就明白自己代码的问题可能是什么。这是一个很重要的能力，但是偏偏学校里不教，面试的时候考官也不经常提及。

那么怎么去调试代码呢？其实核心就是以下几个方法：

不妨先猜测一下到底发生了什么。

假设你的猜测是对的，想想你的猜测会导致程序有什么结果。

试着观察这些结果有没有异常的地方。如果你没有发现异样，那么说明你的猜测就是对的。

如果你发现了异样，那么说明你的猜测是错的，接下来换一个猜测试试。

对于顶尖程序员来说，这个过程在脑海中就是电光火石的一瞬间。只要你解决的问题足够多，你做出来的猜测就会越准确。

至于如何发现异样？你就需要有一套自己的工具或者方法论了。最简单的就是在代码里输出日志来判断。但是这是比较笨的办法，你需要去接触一些高级的工具或者直接带有Debug功能的编辑器。

3. 重视能够节约时间的工具

最近打败人类的AlphaGo每天可以进行上百万局的下棋训练，我们人类一万个小时的训练却需要10年之久。也就是说，电脑运行几分钟，可能就等于人类工作好几年。

曾经在Facebook担任技术总监的Bobby Johnson描述过，高效率的程序员都把时间花在制作工具上。

很多人也认为工具是很重要的，但是他们并没有花时间去制作、整合自己的工具。但是，Jonson团队最出色的员工耗费了他们1/3的时间在工具制作上，这些工具可以用来发布代码，监控系统，以及能让他们花更少的时间去做更多事情。

总之，不要花时间去做机器可以代替你去做的事情。

4. 优化你的迭代速度

假设你要花12秒钟去搜索某个函数是在哪里定义的。再假设你每天做这个动作60次，那么你每天就要花12分钟去搜索函数定义。

如果你用一个好一点的编辑器，每次找到函数定义只要2秒钟，那么你每天就会节约10分钟。每年你就可以节约40个小时。

如果你能找到3个这样的场景去优化一下，那么你每年可以节约一个月的时间。想想这一个月你可以做多少有意义的事情。

再假如你在调试一个App的bug的时候，改完一次代码都需要重启一下App，然后点击4、5次才能看到bug有没有改好。那么你是不是可以先花几分钟设置以下，让App一启动就转到显示Bug的页面呢？

千万不要小看这些琐碎的细节，改善它们的回报是巨大。

5. 系统性的思考方式

当你在写代码的时候，你很容易就认为只要你按照需求实现了指定的功能，你的代码就写完了。但是这其实只是冰山一角。任何没有发布到生产环境的代码都不会产生任何价值。

如果想写出真正有影响力的代码，你需要从整个系统去理解你的工作：

你的代码和其他人写的代码在功能上是什么关系？

你有没有好好测试你的代码？或者其他人是否很容易测试你的代码？

为了部署你的代码，线上生产环境的代码是不是需要改动？

新的代码会不会影响到已经运行的代码？

在新的功能下，你的目标用户的行为是不是你期望的？

你的代码有没有产生商业上的影响？

什么是系统架构师？

系统架构师是一个既需要掌控整体，又需要洞悉局部瓶颈，并依据具体的业务场景给出解决方案的团队领导型人物。一个架构师需要有足够的想像力,能把各种目标需求进行不同维度的扩展，为目标客户提供更为全面的需求清单。

架构师一直是程序员「羡慕且追求」的高度，今天来说说我眼里优秀的架构师该如何定义。（毕竟我也曾经是一名架构师：）

系统架构师应具备哪些能力？

我觉得一名优秀的架构师，在设计系统时需要有以下这四项关键能力：

「平衡取舍、预判未来、抽象思维、容错机制」。

1.平衡取舍

一个架构本质上总会有优有劣，它不可能是完美的、普适的，也不存在一个架构在 A 场景能用，在 B 场景也最适用的情况，所以就需要我们准确判断，作出取舍。

我们可以根据具体的业务需求来调整架构，也就是以当前的业务需求，选出最匹配的架构。另外，架构师还需要根据现状衡量好需求和资源、效率和安全、时延和吞吐等等之间的关系，做出判断。

比如对于在线交易系统，可能更重要的是保证它的低时延，因此就可以牺牲一定的吞吐量，而对于离线系统，吞吐量则更重要一些。

2. 预判未来

架构师需要具备一定的未来的预判能力，因为架构的调整周期通常比较长。这也是程序员和架构师之间一个很大的区别所在。

程序员负责一个项目，在当前的互联网大背景下，项目的迭代周期非常快，基本以天或周为单位，最多一个月。如果发现不合适的代码，需要重构，程序员基本也能在几天或几周内就能完成重构。

而架构的调整是相对漫长的过程，可能需要数月，甚至要几年。因此，在设计架构时就需要架构师具备预判意识，对很多不确定的事情做出预判和选择，诸如未来访问量会增长到什么量级，会不会产生新的业务，这些会对系统产生什么样新的要求等等。

3. 抽象思维

除了懂得取舍和拥有预判意识，架构师在设计架构时还要掌握抽象的方法，不能胡子眉毛一把抓，要做好分层和区隔。

因为架构师面对的是一个很庞大的系统，为了避免过早陷入细节，不要去看各个组件的细节，而是把它们的角色定义下来之后，再分块来思考。而在看每个分块时，其他分块都可以视为一个抽象的概念，另外，也需要考虑复用的问题。

举个例子，我之前在饿了么做在线客服机器人，就运用了分层思想，并且高复用，一个对话机器人可以完成各种各样的业务需求。这其实是一个非常复杂的系统，里面有各种各样的对话机器人的模块，有的特别适合去做检索式的查询，还有的适合做任务导向的、产品推荐导向的对话等等。

我们把对话机器人抽象成一个通用的接口，再将它分为一个个小机器人。这样一来，每个小机器人只需要关注自己的业务模块就行了。然后，我们会在前端再引入一个路由机器人，由路由机器人根据当前对话管理的状态，来判断当前的对话应该交给哪个小机器人去完成。这就是典型的分层的思想。

4. 容错机制

相比程序员，架构师面对的环境要恶劣的多，因为系统更复杂了，出错的概率也增加了，每个节点、每个功能都有可能出错，所以这就需要架构师为错误而设计（Design For Failure），事先提前做好解决方案。

除了应用出错，还有可能产生数据丢失的情况，这个可以通过备份来预防。

另外，如果出现故障，该怎样做到快速恢复呢？我们现在普遍的做法是不修只换，因为如果要修复一个异常状态，可能修复后还会出现连带问题，而如果能通过技术手段，删除已出现的故障，换一个全新的系统，就能够保证它迅速恢复到正常状态。

最后祝你成为优秀的架构师。

本文来源于本书内容《程序员的思维修炼》是菜根老谭结合自己的工作经历和对这个岗位发展的认知而专门开辟的一个专栏，旨在分析程序员的职业发展的过程中我们应该锻炼哪些思维意识，如何去合理正确的看待事物，如何形成适合自己发展的思维体系。本专栏既是对过去思考的总结，也是对自己发展所具备的能力的思考，希望这些内容能陪我成长，帮大家解疑答惑。该专栏首发今日头条，关注我的同名头条号获取更及时的内容推荐。

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