架构核心速查表

一句话定位

本表覆盖软考 §3.7 软件架构设计（核心高频），是案例第 1 题必考内容（架构风格 + 质量属性效用树），也是论文高频素材来源。要求做到核心表与流程图可默写。

IMPORTANT

案例第 1 题高频模式：给出一个系统的架构描述，要求①判断/选择架构风格；②画出/补全质量属性效用树；③针对某一质量属性提出改进方案。
本系列最高价值产出，务必精确记忆。

A. 软件架构基础概念

A.1 组成要素

要素	定义	示例
构件(Component)	系统中可独立部署、替换的基本单元	模块、类、服务、组件
连接件(Connector)	构件之间的交互机制与规则	消息传递、RPC、消息队列、共享内存
约束(Constraint)	构件与连接件之间的限制条件	接口规范、协议、调用顺序、拓扑规则

NOTE

架构 = 构件 + 连接件 + 约束。三要素在面试/论文中可作为”架构定义”的规范表述。

A.2 架构复用与产品线

概念	定义	核心要素	考试要点
软件架构复用	在不同系统中重用已有的架构设计、构件或文档	领域知识、架构模板、可复用构件库	降低开发成本、提高质量
DSSA（特定领域软件架构）	针对某一特定应用领域抽取通用架构	领域分析 → 领域设计 → 领域实现；产出参考需求 + 参考架构	DSSA 四阶段常考选择题
软件产品线(SPL)	基于一组共享的核心资产，通过配置/定制生成一系列相关产品	核心资产（构件、架构、文档）+ 产品配置	与 DSSA 的关系：SPL 是实现架构复用的组织级实践

B. 架构风格完整对比表

数据来源：《系统架构设计师教程（第 2 版）》§3.7；案例第 1 题核心判题依据。

B.1 传统六大类架构风格

大类	子风格	组成/原理	优点	缺点	典型例子
数据流	批处理序列	数据批量流动，每个步骤完整处理全部数据后再传给下一步	简单、吞吐高	延迟大、无法交互	编译器后端（链接阶段）、ETL 数据清洗
数据流	管道-过滤器 (Pipe-Filter)	前置输出 → 后置输入，增量式流处理	流式处理、可并行、易复用、灵活性高	难处理交互式场景、错误恢复困难	Unix 管道、编译器四阶段流水线
调用/返回	主程序-子程序	分解为若干模块，通过过程调用组织	结构清晰、直观易懂	扩展性差、耦合度高	传统 C 程序、早期结构化编程
调用/返回	面向对象	对象封装数据与行为，通过消息传递交互	封装性好、易复用、易维护	对象间依赖复杂、需唯一标识（OID）	Java/C# 企业应用
调用/返回	层次结构 (Layered)	分层，每层只调用相邻下层服务	支持扩展、复用、可移植性好	跨层调用破坏分层（应严格禁止）	OSI 七层协议栈、操作系统内核
独立构件	进程通信	进程间显式通信（消息/信号/共享内存）	松耦合、独立部署	性能开销、通信延迟	RPC、消息队列、Socket
独立构件	事件驱动 / 隐式调用 (Event-Driven)	构件注册/订阅事件，事件触发时隐式调用	高度松耦、可动态扩展、支持运行时变化	控制流难追踪、调试困难	GUI 框架（Swing/Qt）、MQ、MVC
虚拟机	解释器 (Interpreter)	解释引擎 + 被解释程序，逐条解释执行	灵活、可移植、易扩展	性能低、资源占用大	JVM、SQL 引擎、正则表达式引擎
虚拟机	基于规则系统 (Rule-Based)	规则库 + 规则解释器 + 工作内存	适合知识推理、易修改规则	规则冲突难处理、性能低	Prolog、Drools、专家系统
仓库	数据库系统	中央数据存储 + 独立构件读写	数据集中管理、一致性好	中心瓶颈、扩展受限	RDBMS 应用、ERP 系统
仓库	黑板系统 (Blackboard)	知识源 + 黑板(共享数据区) + 控制器	适合不确定性问题求解、可增量求解	控制复杂、效率难保证	语音识别(HEARSAY-II)、图像识别、AI 推理

WARNING

易混区分：

管道-过滤器 vs 批处理：管道-过滤器是增量流式（数据像流水一样逐条通过）；批处理是批量（全部数据处理完再传递）。考试常给场景让判断属于哪种风格。
黑板系统三要素：①知识源（Knowledge Source）；②黑板（Blackboard，共享数据区）；③控制器（Controller，协调知识源）。三要素缺一不可，是高频填空/选择题考点。

B.2 现代派生风格（高频延伸）

风格	核心特征	来源/定位
C/S (Client/Server)	客户端请求 → 服务端响应	两层/三层经典架构
B/S (Browser/Server)	浏览器作为通用客户端、零部署	Web 1.0 时代主流
N-tier / 多层架构	表示层/业务层/数据层分离	企业应用标准架构
MVC / MVP / MVVM	视图与模型分离	GUI/Web 前端架构模式
SOA (Service-Oriented)	松耦合服务，通过 ESB 集成	重量级企业服务架构
REST	HTTP 语义化操作（GET/POST/PUT/DELETE）	轻量级 Web API 架构风格
微服务 (Microservices)	细粒度服务拆分、独立部署、DevOps	现代分布式系统主流
云原生 (Cloud Native)	微服务 + 容器 + DevOps + 持续交付	云计算时代架构范式
EDA (Event-Driven Architecture)	事件驱动、异步通信、松耦合	IoT/实时流处理/high scalabale 系统
RIA (Rich Internet Applications)	富客户端交互、AJAX/SPA	现代 Web 应用

B.3 架构风格对比速记

对比维度	风格 A	风格 B	核心差异
数据流方式	管道-过滤器（增量流式）	批处理（全量批量）	是否逐条处理数据
调用方式	显式调用（主程序/面向对象）	隐式调用（事件驱动）	调用关系是否可见
耦合度	紧耦合（主程序-子程序）	松耦合（事件驱动/进程通信）	构件间依赖程度
控制流	集中式（主程序）	分布式（事件驱动）	控制逻辑在哪里

C. 质量属性与战术清单（Case 必默写）

C.1 质量属性场景六要素

场景 = 刺激源 + 刺激 + 制品 + 环境 + 响应 + 响应度量

要素	含义	示例
刺激源	引发质量属性问题的来源	用户请求、故障、黑客攻击
刺激	具体的刺激事件	并发请求 1000/s、服务器宕机、SQL 注入
制品	被刺激的系统部分	数据库服务、Web 服务网关、缓存层
环境	刺激发生时的系统状态	正常负载/高负载/降级模式
响应	系统如何响应刺激	返回结果/切换备用/熔断降级
响应度量	响应效果的量化指标	响应时间 < 200ms、可用性 ≥ 99.9%

C.2 效用树 (Utility Tree)

效用树是 ATAM 评估的核心工具，用于优先级排序：

根节点：软件质量属性
├── 可用性 (Availability)
│   ├── 故障检测时间 < 30s (H, M)  ← (重要性, 实现难度)
│   └── 故障恢复时间 < 60s (H, L)
├── 性能 (Performance)
│   ├── 并发 1000/s 响应 < 200ms (H, H)
│   └── 资源利用率 < 80% (M, M)
├── 安全性 (Security)
│   └── …
└── 可修改性 (Modifiability)
    └── …

IMPORTANT

效用树对每个场景标注 (重要性, 实现难度)，常用 H/M/L 表示
案例第 1 题常考：给场景让补全/修正效用树，或给出效用树让分析架构是否满足要求

C.3 质量属性 × 战术完整对照

必背：每个质量属性至少记住 3~4 个核心战术，案例问答题直接套用。

可用性 (Availability)

分类	战术	说明	案例常见用法
错误检测	Ping / Echo	周期性探测服务是否存活	心跳检测
	Heartbeat	服务间定期发送心跳包	微服务健康检查
	Exception	捕获异常并报警	try-catch + 警报
错误恢复	主动冗余(热备)	主备同时运行，主故障秒切	数据库主从热备
	被动冗余(暖备)	备机运行但不处理请求，主故障后接管	应用服务主备
	备件(Spare)	准备替换部件	服务器备机
	表决(Voting)	多副本结果投票，取多数	分布式一致性
	状态再同步	故障恢复后与主状态一致	主备数据同步
	回滚(Rollback)	事务失败回滚到之前状态	数据库事务
	降级(Graceful Degradation)	关闭非核心功能保核心业务	双 11 关闭评论
	重试(Retry)	失败后自动重试	幂等接口重试
错误预防	服务从服务中移除	故障实例自动下线	健康检查失败下线
	事务(Transactions)	ACID 保证操作原子性	数据库事务
	进程监视器	进程异常自动重启	Kubernetes 自动重启

可修改性 (Modifiability)

分类	战术	说明
局部化修改	维持语义一致性	模块接口与实现语义一致
	模块分解	大拆小，减少变更影响范围
	模块通用化	提取通用模块，一处修改多处受益
	预期期望变更	预留扩展点
防止连锁反应	信息隐藏	隐藏实现细节
	接口与实现分离	面向接口编程
	维持现有接口	向后兼容
	限制通信路径	减少模块间直接依赖
	使用中介者	中介者模式减少直接耦合
推迟绑定时间	运行时注册	插件/服务发现
	配置文件	配置驱动，不修改代码
	多态	延迟绑定到运行时才确定
	组件替换	热插拔组件
	遵守已发布协议	标准化接口

性能 (Performance)

分类	战术	说明	案例常见用法
资源需求	提高计算效率	优化算法	缓存热点数据
	减少计算开销	避免冗余计算	惰性求值
	管理事件率	限流/降级	令牌桶限流
	控制采样频率	仅处理部分数据	日志采样
资源管理	引入并发	多线程/多进程	线程池
	维持数据/计算多副本	读写分离	主从数据库
	增加资源	垂直/水平扩展	扩容服务器
资源仲裁(调度)	FIFO	先进先出	任务队列
	固定优先级	高优先级优先	实时系统
	动态优先级	轮转/抢占	时间片轮转
	SJF	短作业优先	批处理系统

TIP

性能战术速记口诀：“提效率、减开销、管速率、控采样；引并发、多副本、加资源；调度看 FIFO/优先级/SJF”

安全性 (Security)

分类	战术	说明	案例常见用法
抵抗攻击	身份验证(认证)	确认用户身份	用户名密码、OAuth、SSO
	用户授权	确认用户权限	RBAC 角色权限
	数据加密	传输/存储加密	HTTPS / AES
	限制访问	防火墙、ACL	IP 白名单
	维护数据完整性	哈希校验	SHA-256、数字签名
检测攻击	入侵检测(IDS/IPS)	检测异常行为	WAF、SIEM
	异常行为检测	基于规则/机器学习	风控系统
从攻击中恢复	审计跟踪(Audit Trail)	全量操作日志	审计日志
	恢复	备份恢复	数据备份/快照

可测试性 (Testability)

分类	战术	说明
输入/输出管理	录制/回放(Record/Playback)	记录输入输出用于回放测试
	接口与实现分离	测试时替换成 Mock/Stub
内部监视	内置监视器	内嵌健康检查、性能计数器

易用性 (Usability)

分类	战术	说明
运行时战术	任务模型	根据用户任务自动调整界面
	用户模型	记录用户偏好，个性化展示
	系统模型	预测用户行为，主动提供帮助
设计时战术	用户接口分离	MVC 中视图与模型分离
支持用户主动	取消、撤销、聚合、多个视图、历史、保存	用户体验操作

C.4 质量属性考点评分速查

属性	答题套路	关键词
高可用	负载均衡 + 冗余(主备) + 故障转移 + 降级 + 重试	心跳、Ping/Echo、热备、降级
高性能	缓存 + 并发 + 异步 + 负载均衡 + 限流	缓存、并发、异步、索引、分片
高可修改	分层/模块化 + 接口隔离 + 配置化 + 信息隐藏	接口分离、信息隐藏、插件化

WARNING

本表是案例问答题的万能公式。看到 “如何保证可用性/性能/可修改性” 等问法时，直接从上面抄战术。

D. 架构评估方法（论文高频 + 案例选考）

D.1 四种评估方法对比

方法	全称	关注焦点	阶段数	核心产出	考试重点
ATAM	架构权衡分析法	多属性权衡	9 步(+步骤 0)	敏感点/权衡点/风险点/非风险点	★★★ 最常考
SAAM	软件架构分析法	可修改性	5~6 步	直接/间接场景、场景交互	★★ 次考
ARID	主动中间件设计评审	构件/中间件可复用性	—	构件复用适配度	★ 了解
CBAM	成本收益分析法	成本-收益权衡	—	风险-收益量化	★ 了解

NOTE

ATAM：顾此失彼的问题（多个质量属性之间的 tradeoff）
SAAM：只关心”好不好改”（可修改性），不涉及多属性权衡
CBAM：加上”钱”的维度，评估哪个方案的性价比最高

D.2 ATAM 9 步流程

图 1：ATAM 9 步流程（来源：教材第 2 版 §3.7.3）

IMPORTANT

ATAM 两阶段结构：

第一阶段（展示与调查，步骤 1~6）：展示方法、商业动机、架构、识别方法、生成效用树、分析方法
第二阶段（头脑风暴与再分析，步骤 7~9）：场景头脑风暴、再次分析、结果呈现

ATAM 关键产出定义

产出	定义	示例
敏感点 (Sensitivity Point)	一个或多个构件特性对质量属性产生显著影响	”使用缓存构件” 对性能有显著影响
权衡点 (Tradeoff Point)	满足一个质量属性的同时损害另一个质量属性	”引入缓存提升性能，但降低了可修改性”
风险点 (Risk Point)	架构中可能引发问题的设计决策	”单点数据库可能引发可用性风险”
非风险点 (Non-Risk Point)	经评估确认不会引发问题的设计决策	”已部署主从数据库，可用性风险已缓解”

WARNING

敏感点 ≠ 权衡点：敏感点只涉及”一动全身”（影响大）；权衡点涉及”顾此失彼”（此消彼长）。所有权衡点都是敏感点，但并非所有敏感点都是权衡点。

D.3 SAAM 6 步流程

图 2：SAAM 6 步流程（来源：教材第 2 版 §3.7.3）

IMPORTANT

SAAM 核心考点：

直接场景 vs 间接场景：直接场景 = 现有架构直接支持，不需要修改；间接场景 = 需要修改架构才能支持
场景交互评估：如果多个间接场景都需要修改同一个构件 → 耦合度高 → 设计越差
SAAM 只评估单一可修改性，不涉及多属性权衡

E. 架构其他核心

E.1 中间件分类与典型产品

类型	功能	典型产品	考试要点
数据库中间件	数据库连接池、SQL 路由、读写分离	MyCAT、ShardingSphere、TDDL	分库分表、读写分离
消息中间件	异步消息传递、削峰填谷	Kafka、RabbitMQ、RocketMQ、ActiveMQ	削峰/解耦/异步
RPC 中间件	远程过程调用	gRPC、Dubbo、Thrift	服务间通信
事务中间件	分布式事务管理	Seata、TCC、XA	2PC/3PC/TCC
门户中间件	单点登录、统一门户	CAS、Portal	企业应用集成

E.2 构件标准对比

标准	技术栈	特点	现状
CORBA	公共对象请求代理结构	跨语言、跨平台，但复杂度高	基本淘汰
EJB	Enterprise JavaBeans	Java EE 标准，重量级	基本淘汰（被 Spring 取代）
COM+	微软组件对象模型	Windows 平台	基本淘汰

TIP

构件标准在教材中有，但考试近年极少涉及（指南性了解即可）。重点放在微服务/云原生等现代架构风格上。

F. 记忆口诀与易错点

架构风格速记

风格	口诀	关键区分
管道-过滤器	”数据流水过管道”	增量流式 ≠ 批量
事件驱动	”谁订阅谁响应”	隐式调用，松耦合
黑板系统	”三要素：黑板知识源控制器”	适合不确定性问题
层次结构	”只能向下调用”	跨层调用破坏分层
虚拟机	”解释逐条走”	灵活但性能低

质量属性战术速记

属性	速记口诀
可用性	”检测(Ping/心跳/异常)，恢复(冗余/回滚/降级)，预防(事务/监视器)“
可修改性	”局部改、防连锁、推迟绑”
性能	”提效率、减开销、管速率；引并发、多副本、加资源”
安全性	”抵抗(认证/授权/加密)，检测(入侵/异常)，恢复(审计)“

ATAM 与 SAAM 速记

维度	ATAM	SAAM
全称	架构权衡分析法	软件架构分析法
关注点	多属性权衡	单一可修改性
步骤	9 步（两阶段）	6 步
关键产出	敏感点/权衡点/风险点	直接/间接场景、场景交互
核心图	效用树	场景分类表

WARNING

易错点汇总：

管道-过滤器 ≠ 批处理：前者增量流式，后者全量批量
黑板三要素：知识源 + 黑板(共享数据区) + 控制器，缺一不可
敏感点 ≠ 权衡点：敏感点只涉及”影响大”，权衡点涉及”此消彼长”
ATAM 是两阶段：第一阶段(步骤 1~~6)展示与调查；第二阶段(步骤 7~~9)头脑风暴与再分析
SAAM 只评估可修改性，不涉及性能/安全等其他属性
效用树标注：每个场景标 (重要性, 实现难度)，不是 (实现难度, 重要性)

G. 交叉引用与关联阅读

相关主题	位置	关联内容
计算机基础	01-cs-fundamentals.mdx	可靠性计算、PV 操作、范式、事务
软件工程与 UML	02-software-engineering-uml.mdx	开发模型、UML 九图、类间关系
设计模式	04-design-patterns.mdx（待产）	23 GoF 速查、架构中的应用
新技术	05-new-tech-web-arch.mdx（待产）	微服务、云原生、容器、DevOps
案例分析模板	06-case-analysis-template.mdx（待产）	第 1 题答题套路、架构风格判断
论文素材库	07-essay-material-library.mdx（待产）	架构评估论文写法、质量属性论述

H. 自测题（检验掌握程度）

某系统采用”传感器采集数据 → 数据清洗 → 特征提取 → 模型推理”的架构，数据像流水线一样逐条处理。请判断其架构风格。

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管道-过滤器 (Pipe-Filter)。核心特征：数据增量式流式处理，前置输出直接作为后置输入。
黑板系统的三要素是什么？

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①知识源（Knowledge Source）；②黑板（Blackboard，共享数据区）；③控制器（Controller，协调知识源）。
ATAM 和 SAAM 的核心区别是什么？

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ATAM 关注多属性权衡（可用性/性能/安全性等的 tradeoff），产出敏感点/权衡点/风险点；SAAM 只关注单一可修改性，产出直接/间接场景和场景交互评估。
在 ATAM 中，“引入缓存提升系统响应速度，但增加了系统的复杂度”属于哪种关键产出？

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权衡点 (Tradeoff Point)。因为提升性能的同时损害了可修改性，属于多质量属性之间的权衡。
请默写六类质量属性中，可用性和性能各自至少 3 个战术。

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可用性：Ping/Echo（错误检测）、主动冗余/热备（错误恢复）、降级（错误恢复）、事务（错误预防）。
性能：引入并发（资源管理）、维持数据多副本（资源管理）、提高计算效率（资源需求）、FIFO/优先级调度（资源仲裁）。

IMPORTANT

如果只能”看着面熟”但说不出来，说明还没真正掌握，建议回看对应章节并多做真题。本表要求做到核心架构风格对比表、质量属性战术表、ATAM/SAAM 流程图可默写。

下一篇导引：设计模式速查表（待产）将涵盖 23 种 GoF 设计模式——创建型、结构型、行为型的速查与高频模式辨析。

一句话定位

A. 软件架构基础概念

A.1 组成要素

A.2 架构复用与产品线

B. 架构风格完整对比表

B.1 传统六大类架构风格

B.2 现代派生风格（高频延伸）

B.3 架构风格对比速记

C. 质量属性与战术清单（Case 必默写）

C.1 质量属性场景六要素

C.2 效用树 (Utility Tree)

C.3 质量属性 × 战术 完整对照

可用性 (Availability)

可修改性 (Modifiability)

性能 (Performance)

安全性 (Security)

可测试性 (Testability)

易用性 (Usability)

C.4 质量属性考点评分速查

D. 架构评估方法（论文高频 + 案例选考）

D.1 四种评估方法对比

D.2 ATAM 9 步流程

ATAM 关键产出定义

D.3 SAAM 6 步流程

E. 架构其他核心

E.1 中间件分类与典型产品

E.2 构件标准对比

F. 记忆口诀与易错点

架构风格速记

质量属性战术速记

ATAM 与 SAAM 速记

G. 交叉引用与关联阅读

H. 自测题（检验掌握程度）

C.3 质量属性 × 战术完整对照