分布式系统的复杂度度量思考

前言

在构建系统的时候，有时候自己会说，我的系统很复杂，但是这时候又遇到问题了，如何度量一个系统的复杂性呢，这个是个开放性的问题，本身答案见仁见智，这里记录一下自己的思考。

历史借鉴

• 算法的复杂度
  • 在学习算法的时候，经常会有复杂度的分析，分为时间复杂度和空间复杂度；
  • 自我感觉在时间和空间维度，能够比较清晰的表述清楚；

• 代码的圈复杂度

  • 概念

    • 循环复杂度（Cyclomatic complexity）也称为条件复杂度，是一种软件度量，是由老托马斯·J·麦凯布（英语：Thomas J. McCabe, Sr.） 在1976年提出，用来表示程序的复杂度，其符号为VG或是M。“循环复杂度”的名称有时会让人误解，因为此复杂度不只计算程序中的循环 （循环）个数，也包括条件及分支个数。

    • 概要解释，圈复杂度是一种软件度量，重点关注条件和分支个数；

  • 计算方法

    • 计算公式为：V(G)=e-n+2。其中，e表示控制流图中边的数量，n表示控制流图中节点的数量。其实，圈复杂度的计 算还有更直观的方法，因为圈复杂度所反映的是“判定条件”的数量，所以圈复杂度实际上就是等于判定节点的数量再加上1，也即控制流 图的区域数，对应的计算公式为：V(G)=区域数=判定节点数+1。

  • 总结

    • 总是是计算条件和分支，PMD和checkstyle也有相应的支持，找出高复杂度的代码。

分布式系统

• 总体概述
  • 总体分多个维度来列举，但是没有统一的公式，因为太复杂了
• 存储复杂度
  • 表结构关联关系复杂度
    • 数据库表的个数
    • 数据库表和表之间的关联关系
    • 关联关系可以通过ER图来展现
    • ER图的话，可以借鉴圈复杂度，把表抽象为节点，关联关系抽象为路径，套用公式计算
  • 数据库表存储维度复杂
    • 单表存储
    • 分库分表的形式
    • 主备模式划分数据库
    • 读写分离模式
    • 采用类似HBASE的NOSQL形式
• 应用工程分层复杂度
  • center类应用，仅仅提供SOA的服务
  • web和center共同体
  • 应用本身的module的划分
• 缓存复杂度
  • JVM heap的缓存
  • 类似memcache的分布式缓存
  • 多级缓存的管理，类似CPU的一级、二级缓存等
• 领域模型复杂度
  • 领域核心实体的数量
  • 领域核心实体的关联程度
  • 领域和子领域的划分
• 物理环境复杂度
  • 应用构建的复杂程度
  • 例如nginx和tomcat是否能够一键部署
  • 是否依赖公共的集群，例如zk等集群
  • 在类似阿里云这一类公有云上能否快速部署
• 依赖关系复杂度
  • 依赖的外部系统个数
  • 依赖的内部系统个数
  • 核心业务对于外部系统的依赖
  • 外部存储以及缓存的依赖
  • 传递依赖的情况
• 多端支撑复杂度
  • web端的支撑
  • 无线端的支撑
    • android系统
    • IOS系统
    • winCe系统等
  • 硬件相关的支撑
• 编程语言的选择
  • java编程语言
  • js等前端矿建
  • C#编程语言
  • C++编程语言
  • node、go等编程语言

总结

• 总体来看，如果用单一维度考评，应该难度比较大，所以可以从多个维度来进行考评。

PS： 参考文档

• https://github.com/shukai0828/MyTechNotes/blob/master/CodeMetric/CyclomaticComplexity.md
• http://wobfei.iteye.com/blog/706875