理解企业应用框架

人们总是偏爱“大词”。一个表达方式，如果听起来足够响亮，写在纸上能够吸引眼球，那就会变成很多人的新宠。但同样是这些大词，经过太多人的传递、消费之后，原本的含义反而像硬币上的图案一样被磨损殆尽：几乎没有人知道这些说法到底是指什么了。在IT业界，“平台（platform）”、“框架（framework）”、“构架（architecture）”等等就是这种人见人爱的大词。几乎每个厂商都愿意请来其中的一位、甚至多位为自己推销。久而久之，这些说法似乎适用于各个领域、各个层面：所有的软件系统都是“平台”，所有的开发者都在自矜于独有的“框架”。原本有确切意义的“好词”，经过这一番争夺和滥用，也只能衰减为所谓的“buzzwords”，供市场营销人士们玩味了。

我想让这些词中的一个——“框架”——荡污涤垢，重现青春。要完成这样的任务，必须动用重典才行。软件业圣经《设计模式》对框架有如下定义：“A framework is a set of cooperating classes that make up a reusable design for a specific class of software（一个框架，就是一组相互协作的类，对于特定的一类软件，框架构成了一种可重用的设计）”。这个定义虽然主要着眼于面向对象的软件开发，但已经基本上给出了这个词的核心含义：框架是软件系统的设计、开发过程中的一个概念，它强调对以完成的设计、代码的重复使用，并且，一个框架主要适用于实现某一特定类型的软件系统。

为了更好地说明框架是什么，也许还应该看看框架不是什么。

框架不是现成可用的应用系统。它仍是一个半成品，等待后来者做“二次开发”，实现为具体的应用系统。

框架不是“平台”。后者的概念更加浮泛和模糊——人们说的一个平台，可以是一种操作系统，一种应用服务器，一种数据库软件，一种通信中间件等等，因此“平台”几乎成了所有系统软件的统称。在平台的大家族中，框架的概念可能与近来人们常说的“应用平台”最为接近，但平台主要指提供特定服务的系统软件，而框架则更侧重于设计、开发过程，或者可以说，框架通过调用平台提供的服务而起作用。

框架不是工具包（toolkit）/类库（library） /API。目前流行的很多框架中，就包括了大量的类库和API，但是调用API并不就是在使用框架开发。仅仅使用API时，开发者完成系统的主体部分，并不时地调用类库实现特定任务。而框架构成了通用的、具有一般性的系统主体部分，“二次开发者”只是像做填空题一样，根据具体业务，完成特定应用系统中与众不同特殊的部分。

框架不是构架（architecture）。构架确定了系统整体结构、层次划分、不同部分之间的协作等设计考虑。框架比构架更具体，更偏重于技术实现。确定框架后，构架也随之确定，而对于同一种构架（比如web开发中的MVC），可以通过多种框架（比如Apache Struts或Apache Velocity）实现。

那么，在企业应用系统开发中，框架具有什么样的意义？要阐明这一点，大概要看一看在这个领域里软件开发方式的演变。在计算机应用普及之前，只有少数大企业才负担得起企业信息系统软件，这一类的软件开发也已委托定制（custom-made software）为主。在企业信息化基础设施逐步完备之后，多数中、小企业也要在预算不高的前提下实施企业应用系统，按照以前的方式逐个定制开发，是这种类型的企业难以承受的。因此，对于一些需求简明的系统，往往会购买现成软件（shrink-wrapped software）解决问题。但是各个企业具体业务不同，需求很难统一，现成软件只能满足最通用的情况和最一致的操作（比如财会系统、网站内容发布系统等），对于头绪众多的业务处理就难以胜任了。

如何最大程度地萃取不同企业应用系统的共性，重复使用已经完成的设计和代码，对企业应用系统中典型场景给出最佳解决方案——这是一个“一般性”的问题；如何让一个早先完成的软件产品贴切地适应极为多变、复杂的企业需求——这是一个“特殊性”的问题。作为对这一组冲突的一种解决方案，不少厂商推出了自己的企业应用框架。这些框架往往是从大量的委托项目开发中精选出的系统“不变项”，因此具有很强的普适性和实用性。

目前，主流企业应用框架中大都包含对以下问题的现成解决方案：

* 持久性（persistence）：实现数据存储、处理，数据与对象映射，数据缓存（caching）。

* 事务（transaction）：确保一组关联操作正常、完整的执行。

* 安全性（security）：保证系统的通信安全、数据安全。

* 负载均衡（load balance）：在大量并发访问时，保持系统可用。

* 监控（system monitoring/management）：监控系统运行状况，设置系统参数。

* 日志（logging）：记录系统运行情况和异常，记录特定用户操作。

* 应用集成 （application integration）：与其他系统、应用程序集成。

* 认证/权限/组织角色管理（authentication/authorization）：管理系统用户、组织职权结构，限制特定用户对特定功能、特定数据的访问。

* 业务模型（domain model）：管理系统中业务对象的属性、字段。

* 业务逻辑（business logic/rules）：实现业务规则和业务逻辑。

* 工作流（work flow）：实现多用户、多环节之间的业务处理流程。

* 文件管理（file management）：管理文档，实现系统内部的文件传递。

* 报表/打印 （reporting/printing）：实现数据打印，实现报表的定制和输出。

* 门户/信息发布 （portal solution）：发布企业相关的信息、新闻，提供企业客户的访问入口。

* 通信（communication/messaging）：系统内部的消息、通知；系统与外部角色（比如企业客户）之间通过不同通信媒介（电话、网站、邮件等）的互动。

* 特定行业/领域模块 （business modules）：实现特定行业、流域相关的业务模块。

以上诸方面中，除了前四项目前主要由应用服务器解决之外，其他的部分本身都是专门的软件开发领域。框架的作用，在于确定上述每种因素的具体技术实现，并规定它们在系统中的组织方式和协作方式，从而给出完整的企业应用解决方案。

企业应用框架的特点首先是，当应用框架确定之后，系统的整个构架，也就是主体结构就已经固定。因此框架的选取往往是方案选型的首要问题。

其次，人们常常听信“组件式开发”的一面之词，认为系统搭建的过程类似于搭积木，好像是用胶水代码（glue code）拼合现成的组件或模块。其实采用框架开发时，系统的构建过程更类似于填空——系统骨架早已完成，开发者填写特定的代码，由系统来调用。《设计模式》中提到的“好莱坞原则（the Hollywood principle——Don't call us， we'll call you）”，非常符合我们谈的这种情况。很多框架还允许下游厂商开发系统插件（plug-ins），以满足特定需要——这是另一种形式的“填空”。

另外，对于实现具体应用系统的二次开发者来说，不少任务都无需通过编程实现。比如要给一个业务模型增添一个新字段，或是要设置一种新的工作流程，这些工作都可以通过简单的图形用户界面（GUI）操作，或是修改部署描述符（DD），或是编写脚本来完成。也就是说，相当多（而不是全部）的开发任务是通过声明/配置的（declarative），而不是编程的（programmatic）的方式实现的。系统往往会在启动或运行时载入相关的配置，据此实现特定的功能。

企业应用框架是菜场里的半成品。当我们面对要么自己下厨、要么去饭馆吃饭的选择时，我们往往会采取这种省时省力的折衷方案。但是选择之所以为选择，就因为其中肯定包含对收益和代价的权衡，都隐含着复杂的利弊关系（pros and cons）。下面我们也来检讨一下企业应用框架的情况：

Pros：

* 缩短开发周期

毫无疑问，采用框架的开发，要比一切从头做起快速、高效得多。通过一般化（generalization）和重用（reuse）机制，框架能最大限度地加快一个特定应用系统的实现。

* 客户化

如上所述，基于框架的系统有很多功能通过配置而不是编程实现，这样也给用户带来了一定便利。比如，企业内部的IT人员经过一定培训，就能够自己完成一种新的工作流程的设置。这对于不断变化的业务需求是一个很理想的解决方案。

* 不重新发明轮子

框架对于大量典型场景给出了最优的实践。在具体开发时，与其无视前人的成果，重新构思答案，不如套用这些成熟、稳定的做法。这不仅能加快开发进度，更能够提升系统的质量和健壮性。

* 可维护性/知识共享

完全通过委托开发完成的系统很难由其他厂商维护。框架往往是多个企业、大量开发者实践的成果，因此能在一定程度上打破上述壁垒，增进系统的可维护性。当框架使用者形成社区之后，还能实现更高层次上的知识共享。

Cons:

* 太多

半成品总有其代价。超市配好的一包菜里，老是又我们用不到的调料——但是我们却不得不为之付费。同样，为了达到一般性和普适性，框架总比紧凑、贴切的特定应用多出不少内容。二次开发完成后，企业获得的只是一种特定的实现，却要为所有的客户化可能性付费，为所有用不上的功能付费。这是一个相当让人尴尬的事实。

* 太少

框架总是一种限制。就像半成品菜限制了我们的烹调方法，框架也限制了我们实际应用的可能性。当框架本身设计的足够普适时，我们不太会感到类似的限制。但是，情况往往正好相反——面对一个足够特殊的需求，二次开发者总有一种冲破框架的渴望。最后的解决办法，往往是狡计、妥协和框架补丁的结合体。

* 效率

上面说过，基于框架的系统中，具体功能经常是通过配置实现的。与硬编码（hard-coded）的方式相比较，这虽然能提供很大的灵活性，但也往往牺牲了运行时的效率。

* 锁定

一个采用特定框架的系统几乎肯定被锁定在这个厂商的产品上。换言之，框架意味着all or nothing式的态度，很难调和两种不同的框架，各取所长，更难把应用系统从一个框架迁移到另一个——这往往要求系统的全部改写。

* 学习曲线

一种框架也就是一种方言。要精通特定框架的开发，你要熟悉其中的所有的用法、思路和弱点。对于开发者，这也意味着比较陡峭的学习曲线。

上面谈到的种种弊端，还属于一般开发框架共有的缺陷。对于市面上流行的很多企业应用框架来说，更大的问题是框架产品自身的价格过高。我在别处也讲过，企业应用系统项目往往不能靠运行安装程序，再作简单的设置就完成，而是一个复杂、漫长、不断尝试/修改的过程，或者说，更近似于一种服务而不是简单的产品销售。但是框架厂商的产品（或者说是半成品）价格过高，经常就蚕食了整个系统的大部分开发预算，使方案总价偏重于框架本身而不是后期开发。对于需求不甚符合原有框架，需要大量开发的项目，或是需求本身不够清晰的项目，这都几乎肯定会导致整个项目的失败。

软件工程宗师F. Brooks曾经表述过这样一个道理：没有银弹（No Silver Bullet/NSB）。那意思是说，没有一种万应药能够戏剧性地提升软件开发的效率和质量。最近的很多舆论好像是专门和这个经典论述抬杠，动不动就把一些特殊的解决方案奉为银弹。对于企业应用开发而言，基于框架的开发模式是多种选择中的一种。在不少情况下，这种选择是不错的，但同时应该留意随之而来的风险，更不该以为，选定了框架就一定能保证项目成功。

很多企业应用项目的难点，在于客户自身缺乏规范的企业管理制度和合格的计算机应用水平。客户不具备成型的业务流程，也无法明晰表达需求，不知道怎样的应用形式对自身业务更合理：这种需求不清、或是需求剧烈变更的困境是困扰大量企业应用开发项目的症结。简言之，企业应用项目的成败经常是“业务”、“技术”、“管理”三种因素共同作用的结果，而单纯引入框架，只能解决部分“技术问题”。如果过于乐观地估计框架在其中的作用，甚至认为它能解决任何项目的任何问题，这对于本领域的各个环节（厂商、项目开发商、企业客户）都只能起到消极作用。

我个人的建议是：在搭建企业应用系统时，针对应用情况不同、预算/时限不同、对系统指标要求不同，有多种替代方案可以从中选择。当需求明确、固定，又有现成产品完全满足需要时，或者当企业想要以极低预算消除某个业务瓶颈时，应该优先考虑现成产品；在需求明确、固定，但很难被现成产品完全覆盖时，可以选择应用框架，并由合格开发商完成实施；在需求不够明确，或者预感到需求会发生剧烈变更时，采用开发源码的应用框架，从而避免高昂的初期投资，并“软化”框架带来的种种限制，是另一种可供选择的思路。还是那个比方，一顿饭怎么吃，究竟是下馆子、买半成品或者全由自己动手，还要视具体情形而定——我也希望，每个企业都能吃上可口顺心的应用大餐。