软体工程师如何做好技术设计?

2024年9月16日

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《前端系统设计是什么?前端系统设计的思考架构》,以及 《后端系统设计是什么?后端系统设计的思考架构》 两篇内容中,我们分别从前端的角度与后端的角度,讨论了如何有条理地进行系统设计。

在这篇文章当中,我们会特别针对现实工作当中的技术设计 (technical design) 来讨论。

如果你所在的公司在开发时,还没有这个环节,可以试着在团队中导入;如果你在的团队已经有在做技术设计,则可以思考优化目前技术设计的流程。

本文将回答以下问题:

  • 什么是技术设计?
  • 技术设计有哪些模版可以参考?
  • 技术设计的流程如何进行?
  • 技术设计有什么要点?
  • 技术设计有什么注意事项?
  • 技术设计有推荐什么工具可以用?

什么是技术设计?

在往下读之前,想先谈什么是技术设计 (what is technical design)。与系统设计面试类似,在比较大规模的软体开发流程中,会在进入实际开发前,会先进行技术设计。技术设计的用意,是能够先针对要开发的项目,有全面且深入的思考、讨论,避免没有想清楚就直接开发,导致后续的问题。

理想上,技术设计应该是要由前端、后端共同讨论并且完成的,原因在于许多设计需要前后端的观点,才能全盘考量;举例来说,要设计 API,不会只是后端来设计,也要考量到前端如何呼叫 API,能够更有效率。如果是跨团队协作的项目,则需要有各方团队人员的参与,确保不同系统的整合能够顺畅。例如,电商的订单团队,要跟电商的客服团队合作,开发买贵退差价的客服功能,这时会需要两个团队共同讨论,让客服团队跟订单团队之间的 API 能够顺利接起来。

总的来说,当有了技术设计的环节,我们能确保对于要开发的项目,有全盘考量,同时多方协作时能够确保彼此有校准;同时在技术设计阶段完成的文件,可以让未来要维护系统的人参考。

技术设计流程如何进行?

在了解什么是技术设计后,接着来谈技术设计的流程。一般来说,软体开发团队会先由产品端针对使用者的需求,构想出产品,这时会产出产品文件 PRD (Product Requirement Document),工程团队根据 PRD 进行技术设计。

在技术设计时,就会进行我们在 《前端系统设计是什么?前端系统设计的思考架构》,以及 《后端系统设计是什么?后端系统设计的思考架构》 提到的流程,但是在工作中往往会有更严谨的研究、分析以及决策,来确保技术设计足够完善。

举例来说,同样的功能可能可以有多种架构方式,该选择哪一种,需要工程团队去研究不同的方案,然后根据调查的结果,进一步讨论分析,最终选定的才会放到技术设计文件 (备注:没有被选上的,一般也会在技术设计文件说明不选该方案的考量)。

在完成技术设计文件 (technical design doc) 后,会进到技术设计评审 (technical design review),在这个阶段会邀请主任级以上的工程师 (staff+) 给予回馈,确保该考量的点都有考量到。

一般来说,比较小的功能可能可以一次技术评审就完成;而在大型且复杂的项目,可能在收到回馈后,会需要有大幅度的修改,这时就会回到技术设计阶段修正,然后招开第二次技术评审。最后当技术评审通过后,才会进到实际的开发。

技术设计流程
技术设计流程

先前 Figma 的工程团队有分享 《How we engineer feedback at Figma with eng crits》 一文,提到 Figma 在比较大型且复杂的项目,会特别加上 Engineering Crit 的环节,这个环节的主要做用,是进到正式的技术评审之前,先向相关人士寻求想法与回馈。

Figma 团队在该文提到,他们在导入 AI 的新项目中,就有邀请机器学习团队的专家给予回馈,提供对于不同方案的观点;在有了初步的方案选择后,团队又邀请平台团队的专家给予想法上的输入。最后基于这些不同团队与专家的观点,该团队才决策出要往下的方向。

Engineering Crit 与技术评审的关键差别,在于技术评审会有明确的决策,决定要不要依照某个设计来开发,而 Engineering Crit 的目的在搜集回馈,不会有决策在这个环节发生。

技术设计模版

E+ 当中,有技术设计文件模板 (Design Doc Template),如果你目前工作上,还没有相关的模版,可以在参考后,依据使用情况来做调整,制作出自己的模版。如果对于模版有任何觉得不够清楚的地方,都欢迎加入 E+ 到专属的 Discord 讨论区中提出。

上面提到的 Engineering Crit,Figma 团队也分享了他们进行 Engineering Crit 的模版,推荐如果想加上这个环节的人,可以参考他们的模版 (连结在此)。

技术设计的要点

在做技术设计时,可以先从产品的需求出发,讨论要解决的问题是什么,在有了问题后,才讨论如何透过技术解决。

特别注意,在现实世界的时间与资源是有限的,因此不可能所有事情都包下来在某一次技术设计全部做到,因此排定优先顺序会特别重要。在技术设计时,要去辨别什么是这次的目标,以及什么不是。对于非目标的项目,可以特别列下并注明不会在本次的范畴中,以免无限发散。

在厘清需求与列下目标后,接着就可以开始设计解决方案。推荐可以先从核心要素开始思考,然后从整体的角度完成架构。在设计架构时,要跳脱单一功能的思考,从整体的角度来思考,把该有的元件罗列出来,并理清元件之间的关系 (特别推荐用架构图的方式呈现,这篇文章的最后有推荐的图表工具)。

在做技术设计时,特别是深入设计的部分,必然会要面对取舍。世界上基本不存在完美的系统,系统该如何设计都是取舍的问题。而要能够做好取舍,会需要知道什么最重要,这也是为什么在技术设计前,先跟产品端厘清好 PRD 中的要点,确保知道核心是什么,才能够在技术设计时做好取舍。

举例来说,常见的 CAP 定理就是一种可以协助思考的取舍架构;当有了这个思考架构后,就能够进一步针对系统的特性,来思考该优化哪个面向,这时再提出相对应的解决方案,就能够确保设计出来的系统是最合适的系统。

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