過去的 10 年間，軟件的架構發生了巨大的變化，從早先流行的單體 MVC 架構，變成了所謂的 5：5 開，即分佈式 vs 單體。只是呢，有大量的軟件開發人員，無法看到系統的全貌，又或者是從單體的思維轉變過來。於是，哪怕是在使用了微服務的情況下，但是實現的卻又是一個一個的單體，只是它們變成了“分佈式的單體”。
架構治理變成一個急待解決的問題。
我們所面臨的挑戰
作爲一個架構師或者是軟件開發人員，在架構治理上，我們面對的諸多挑戰有：
- 設計與實現不匹配。設計的軟件架構與真正實施後的架構，存在着巨大的差異。而這個差異，往往需要編碼上線、乃至一段時間之後才能發現。
- 沒有規範/不遵守規範。作爲一個資深的開發人員，我們制定了一系列的規範，但是沒有多少團隊人員願意遵守。
- 代碼量巨大，難以識別問題。一個由十幾個或者幾十個微服務創建的系統，往往難以快速發現它們之間錯綜複雜的關係。
- 架構模型的每個層級都可能出錯。如服務間 API 耦合、代碼間耦合、數據庫耦合等等。
- 架構師、開發人員自身缺乏豐富的經驗。知道有問題，但是說不出來哪有問題，也不知道如何改進。
應對這些挑戰，我們需要一個平臺/工具，來幫助我們解決這些問題。所以，結合我們過去的一系列軟件開發和重構經驗，我們（Thoughtworks 的諮詢師們）從 2020 年（疫情開始的時候）開始了架構治理平臺 ArchGuard 的開發。
如今呢，它開源了：
它能做點什麼？
ArchGuard 按照流行的 C4 架構模型進行分層化的分析。即在 System Context（上下文）, Container（容器）, Component（部件）, Code（代碼）四個不同的架構視圖上，它們是不同的抽象級別，對應於不同的受衆，如團隊內開發人員關心代碼內的依賴，架構師關心組件、窗口間的依賴。
而在最後的實現形式上，它們是以代碼庫和文檔的形式存在的。ArchGuard 是基於代碼的靜態分析工具，未來也將基於設計提供這方面的功能。
在 ArchGuard 中，我們需要先創建一系列的系統組件，即要配置好對應的語言和 GitHub 地址，就可以對代碼進行掃描。
組件/模塊
在組件視圖內，我們可以看到單個項目的總體情況，根據對應的代碼提交歷史，不穩定代碼模塊：
API 聲明和使用情況等：
並通過體量維度、耦合維度、內聚維度、冗餘維度、測試維度五大維度對架構進行評估，以及一系列的指標來分析系統的情況：
系統依賴分析：服務地圖
注意：這種依賴分析方式，依賴於團隊開發人員擁有統一的編碼規範。
而針對於微服務來說，ArchGuard 可以自動化地分析不同服務之間的依賴關係，並將這種依賴關係可視化出來：
PS：由於 ArchGuard 過去是微服務架構，合併成單體之後，存在自己調用自己的情況。
同時，系統能幫你自動分析哪些 API 是使用的，哪些 API 是未被使用的（有些 API 暫時分析不到）：
當前，ArchGuard 可以支持 Spring、RestTemplate、Axios、UMI-Request 等幾種有限的 API 調用識別。
數據庫依賴分析：數據庫地圖
注意：這種依賴分析方式，依賴於團隊開發人員擁有統一的編碼規範。
針對於數據庫間的依賴問題，ArchGuard 可以解析代碼中的 SQL 調用，並嘗試性將這種依賴關係與不同的微服務相匹配，進而分析哪些服務在數據庫層是耦合的。由於存在不統一的編碼規範，所以有些情況下，我們並沒有識別出代碼中的數據庫表：
通過這種依賴關係，我們可以查看代碼中最經常使用的表。再結合我們在代碼分析中的功能，就可以查看數據庫的調用地圖（前端實現中）。
代碼分析
對於開發團隊來說，它們可以在 ArchGuard 上查看項目的模塊、包、類、方法之間的依賴關係：
通過上面的 LoginModuleRepository 就能匹配到數據庫對應的結果。
變更影響分析（開發中）
我們正在實現的一個功能是，通過分析和配置系統潛在的代碼修改點，進而通過依賴關係，分析出變更的影響範圍。它即能幫助架構師分析需求的影響，又能幫助測試人員更精準地測試系統中的內容。
ArchGuard 是如何達成上述功能的？
ArchGuard 內置兩個代碼分析引擎：Bytecode 分析 + 源碼分析。
- Bytecode 分析。顧名思義，就是通過分析 JVM 中的字節碼，從而分析出代碼中的依賴關係。
- 源碼分析。即通過分析生成編譯語言的語法樹，產出特定的數據結構。
源碼分析主要是靜態分析，結合先前在重構自動化開源組織 Modernizing 下開源的 Chapi 代碼分析引擎。Chapi 基於 Antlr 實現的語法分析，支持主流的編程語言：TypeScript/JavaScript、Kotlin、Java、C# 等等。如下表所示：
| Features/Languages | Java | Python | Go | Kotlin | TypeScript | C | C# | Scala | C++ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| http api decl | ✅ | 🆕 | 🆕 | ✅ | ✅ | 🆕 | 🆕 | 🆕 | 🆕 |
| syntax parse | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | 🆕 | 🆕 | ✅ | 🆕 |
| function call | ✅ | 🆕 | ✅ | ✅ | |||||
| arch/package | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | |||||
| real world validate | ✅ | ✅ | ✅ |
由於是靜態代碼分析，所以有些內容並不是非常準確。
再結合 ArchGuard Scanner 中的幾個掃描工具將數據流入數據庫中：
- scan_git，分析 Git 提交歷史、行數、語言等基礎信息
- scan_jacoco，分析代碼測試覆蓋率
- scan_bytecode，字節碼分析
- scan_sourcecode，源碼分析（包含 HTTP API 分析、數據庫分析）
- scan_test_badsmell，測試代碼壞味道
- collector_ci，收集 CI/CD 中的歷史記錄
其它
歡迎加入 ArchGuard 的開發中來。