21個2021年軟件開發(fā)趨勢匯總

對于軟件開發(fā)行業(yè)來說，2020 年是意義重大的一年，許多領(lǐng)域都取得了重大突破。本文將基于來自認(rèn)證來源的數(shù)據(jù)、圖表和事實，根據(jù)過去來預(yù)測未來。如果你想要了解軟件行業(yè)在 2021 年會有哪些變化，請閱讀本文，本文涵蓋了云、邊緣計算、容器、量子、區(qū)塊鏈、人工智能、深度學(xué)習(xí)、批處理、流式處理、數(shù)據(jù)庫、編程、軟件架構(gòu)、Web、App、低代碼、無代碼等重要方向。

本文最初發(fā)布于 Towards Data Science（《21 Predictions about the Software Development Trends in 2021》），由 InfoQ 翻譯并分享。

2020 年是近代史上史無前例的一年。人類在過去一百年中都沒有經(jīng)歷過像 COVID-19 這樣的全球性大流行病。它影響了我們星球上所有的國家、部門和幾乎所有的個人。

好消息是我們馬上就會擁有疫苗，終于可以滿懷樂觀和希望迎接新的 2021 年。對于軟件開發(fā)行業(yè)來說，2020 年是意義重大的一年，在許多領(lǐng)域都取得了重大突破。COVID-19 顯著加快了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，而且 2021 年的數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢會更明顯。

一年以前，我寫了一篇文章來預(yù)測 2020 年的軟件開發(fā)趨勢：

《20 個 2020 年軟件開發(fā)趨勢預(yù)測》、

在軟件開發(fā)行業(yè)，一年幾乎就是一光年。我沒有更新舊帖子，而是創(chuàng)建了一個新的預(yù)測清單，預(yù)測 2021 年軟件開發(fā)行業(yè)的重要技術(shù)趨勢。

做預(yù)測是一項有風(fēng)險的任務(wù)。但是我會使用來自認(rèn)證來源的數(shù)據(jù)、圖表和事實，根據(jù)過去來預(yù)測未來。如果你想要了解軟件行業(yè)在 2021 年有哪些變化，請閱讀本文。

1

集中式基礎(chǔ)設(shè)施：云，無處不在的云

在 COVID-19 期間，大部分行業(yè)遭受了沉重的打擊，盡管只有少數(shù)行業(yè)。云是朝陽行業(yè)，在大流行期間，它實際上比以往任何時候都更強大。如果在云應(yīng)用方面存在任何疑問和不確定性，COVID-19 已經(jīng)消除了這一點。

像 Corona 這樣的全球性災(zāi)難表明，我們不僅需要云升級規(guī)模，也需要降低規(guī)模，例如，當(dāng)我們的服務(wù)需求顯著下降時。想想旅游和運輸行業(yè)，他們不得不維護昂貴的數(shù)據(jù)中心，盡管他們的市場下降了 90%。

Forrester 預(yù)測，全球公有云 IT 基礎(chǔ)設(shè)施將在 2021 年增長 35% 至 1200 億美元：

Amazon to help 29 million people grow their tech skills with free cloud computing skills training

https://go.forrester.com/blogs/predictions-2021-cloud-computing-powers-pandemic-recovery/

2

分散式基礎(chǔ)設(shè)施：邊緣計算將出現(xiàn)指數(shù)級增長

在公有云中，我們希望有一個集中的數(shù)據(jù)中心來提供數(shù)據(jù)和計算能力。但在許多場景中，我們有相反的需求，例如，數(shù)據(jù)和計算能力接近終端用戶。有些是非常低的延遲（5 到 20ms）、高帶寬、監(jiān)管原因、實時用例、智能且強大的終端設(shè)備等等。

雖然邊緣計算是一個老概念，并且我們已經(jīng)在內(nèi)容交付網(wǎng)絡(luò) (Content Delivery Network，CDN) 中使用邊緣計算，但近年來它正變得越來越流行。隨著互聯(lián)車輛（自動汽車、無人機）、在線游戲、物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備和邊緣 AI/ML 的興起，邊緣計算將在 2021 年及以后成為一個巨大的市場。邊緣計算將在 2021 年成為關(guān)鍵的另一個原因是 5G 移動設(shè)備的興起。

2021 年，兩個行業(yè)集團將爭奪邊緣計算的市場份額。其中一個集團是公有云提供商，例如亞馬遜、微軟、谷歌，如下所述：

Out on edge: The new cloud battleground isn't in the cloud at all - SiliconANGLE

https://siliconangle.com/2020/12/01/edge-new-cloud-battleground-isnt-cloud/

在這方面，亞馬遜是 AWS Snow family、AWS IoT Greengrass 等許多服務(wù)的領(lǐng)導(dǎo)者。微軟也提供 Azure Stack Edge、Azure Edge Zone 等邊緣計算服務(wù)。谷歌也使用 Google Anthos 將它的數(shù)據(jù)中心服務(wù)轉(zhuǎn)移到終端用戶。

另一個集團是已經(jīng)具備邊緣基礎(chǔ)設(shè)施的行業(yè)，例如電信公司、數(shù)據(jù)中心提供商、網(wǎng)絡(luò)提供商。如果它們能夠快速行動并利用它們的優(yōu)勢（例如，現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施），他們就有機會在這方面發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用。混合云提供商 RedHat（IBM）憑借其混合云平臺 OpenShift 和 OpenStack 的參與，將成為這里的關(guān)鍵選手。最近，三星與 IBM 合作開發(fā)邊緣計算解決方案：

Samsung, IBM to Develop Edge Computing, 5G and Hybrid Cloud Solutions for Industry 4.0

https://www.thefastmode.com/technology-solutions/18721-samsung-ibm-to-develop-edge-computing-5g-and-hybrid-cloud-solutions-for-industry-4-0

State of the Edge 是為邊緣計算制定開放標(biāo)準(zhǔn)，使邊緣計算供應(yīng)商中立的倡議。最近 State of the Edge 成為了 Linux 基金會的一部分。與 CNCF 一樣，在 2021 年及以后，State of the Edge 也將獲得更多高光時刻。

請為 2021 年及以后邊緣計算領(lǐng)域的許多創(chuàng)新、融合、并肩戰(zhàn)斗和標(biāo)準(zhǔn)化做好準(zhǔn)備。

3

云：AWS 領(lǐng)先，但多云會是未來

在公有云供應(yīng)商中，誰是領(lǐng)導(dǎo)者是毫無疑問的。在 2020 年第三季度，亞馬遜以 32% 的市場份額領(lǐng)跑公有云市場，如下所示：

Global cloud infrastructure market Q3 2020

https://www.canalys.com/newsroom/worldwide-cloud-market-q320

微軟在其云產(chǎn)品方面表現(xiàn)強勁，在 2020 年實現(xiàn)了 48% 的年度增長。在 2020 年第三季度，微軟的市場份額為 19%，而它在 2019 年第三季度的市場份額為 17%。

目前，谷歌是第三大公有云提供商，在 2020 年第三季度的市場份額為 7%。

在 2021 年，亞馬遜和微軟將分別保持第一和第二的位置。然而，阿里巴巴將在 2021 年取代谷歌，因為它在 2020 年第三季度的市場份額為 6%，僅次于谷歌。

此外，多云倡議將在 2021 年獲得更大的發(fā)展勢頭。許多公司也轉(zhuǎn)向了多云策略。中情局（CIA）最近將其云合同授予了多個云供應(yīng)商而不是單個供應(yīng)商：

Microsoft, AWS among C2E cloud provider contract awardees - Washington Business Journal

https://www.bizjournals.com/washington/news/2020/11/20/microsoft-aws-among-c2e-cloud-contract-awardees.html

直到現(xiàn)在，亞馬遜還不愿意加入多云倡議來保護它的市場份額。但正如我們 10 年前在微軟身上看到的那樣，整個行業(yè)和社區(qū)比最大的單個公司更強大。最近，亞馬遜已經(jīng)悄然加入了多云倡議：

AWS quietly enters the multi-cloud era

https://www.protocol.com/manuals/new-enterprise/aws-multicloud-era

云原生計算基金會（Cloud Native Computing Foundation ，CNCF) 在多云運動中扮演著關(guān)鍵角色，可以說已經(jīng)超過了 Linux 基金會。在 2021 年，我們可以看到 CNCF 有更多增長。此外，像 HashiCorp 這樣的多云服務(wù)供應(yīng)商會變得更加重要。

一些突出的項目也提供了與流行的特定供應(yīng)商的云服務(wù)的 API 兼容性，例如 MinIO（提供兼容 AWS S3 的對象存儲）。在 2021 年，將會有更多類似 MinIO 的倡議，這樣我們就可以輕松地切換受歡迎的供應(yīng)商的服務(wù)。

這對整個行業(yè)來說是個好消息，正如我夢想的那樣，公司可以在多個云上無縫部署它們的應(yīng)用程序。

4

容器化：Kubernets 稱王，Docker 將退場

容器化是云原生 IT 的核心技術(shù)，無論是公有云、私有云，甚至是邊緣計算。幾年來，Kubernetes 已經(jīng)成為領(lǐng)先的容器編排和管理技術(shù)。就像 Linux 之前統(tǒng)治著數(shù)據(jù)中心一樣，Kubernetes 也統(tǒng)治著公有云和私有云。起初，谷歌是 Kubernetes 背后的主導(dǎo)力量，但是現(xiàn)在幾乎所有的巨頭科技公司都支持 Kubernetes。

所有主要的公有云提供商現(xiàn)在都提供托管的 Kubernets 服務(wù)（Amazon EKS、Azure AKS、Google GKE）以及它們的托管容器化服務(wù)。另一方面，RedHat 正在使用 OpenShift 在私有云中提供托管的 Kubernetes 服務(wù)。

在 2021 年，我們將看到更多對 Kubernetes 的采用，因為它是混合云或多云戰(zhàn)略的核心組件。非傳統(tǒng)企業(yè)應(yīng)用程序，如 AI/ML、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)平臺、無服務(wù)器和邊緣計算應(yīng)用程序也將轉(zhuǎn)移到 Kubernetes。

另一方面，Docker 正在慢慢失去它作為一種現(xiàn)代化技術(shù)的魅力。已經(jīng)有一些倡議來標(biāo)準(zhǔn)化容器格式和運行時，其中兩個在最近幾年得到了巨大的推動。一方面是 Kubernetes 引領(lǐng)的容器運行時接口（Container Runtime Interface，CRI）。另一方面是 Linux 基金會引領(lǐng)的開放容器倡議（Open Container Initiative，OCI）。

最近，Kubernetes 棄用 Docker 而支持 CRI，并計劃在 2021 年的后續(xù) Kubernetes 版本（1.22）中完全移除 Docker：

Kubernetes to deprecate Docker container runtime in v1.22 - SD Times

https://sdtimes.com/kubernetes/kubernetes-to-deprecate-docker-container-runtime-in-v1-22/

由于 Kubernetes 是容器生態(tài)系統(tǒng)中的巨頭，2021 年將會是 Docker 終結(jié)的開始。從好的方面看，CRI 和 OCI 在 2021 年會獲得更大的發(fā)展勢頭，尤其是基于 CRI 的容器將在 2021 年獲得巨大的爆發(fā)式增長。

5

計算：量子計算將得到推動

量子計算是這個清單上最具革命性的技術(shù)。就像數(shù)字計算機一樣，它有潛力影響每一個領(lǐng)域。我已經(jīng)創(chuàng)建了一份 2030 年代最熱技術(shù)的清單，而量子計算排名第一：

10 Predictions about the Software Development trends in the 2030s

https://towardsdatascience.com/10-predictions-about-the-software-development-trends-in-the-2030s-2fab86c5f661

換個角度看：如果我們把當(dāng)今最先進的超級計算機當(dāng)作正常人類，例如，一名象棋選手或者一個 8 年級數(shù)學(xué)學(xué)生，那么量子計算就是像馬格努斯·卡爾斯（Magnus Carles）這樣的超級天才，他可以同時和 50 名普通象棋選手對弈，或者像歐拉（Euler）這樣的天才數(shù)學(xué)家。

在 2020 年，量子計算有了一些重大的突破和進步。在 2020 年 6 月，霍尼韋爾（Honeywell）聲稱其創(chuàng)建了最強大的量子計算機，打破了谷歌之前創(chuàng)造的記錄：

Honeywell Says It Has Built The World's Most Powerful Quantum Computer

https://www.forbes.com/sites/davidjeans/2020/06/19/honeywell-says-it-has-built-the-worlds-most-powerful-quantum-computer/?sh=b8772137cd46

許多政府和科技巨頭都在探索和投資量子計算。谷歌和 IBM 是這個領(lǐng)域的兩個最大的選手。谷歌甚至推出了一個開源庫 TensorFlow Quantum (TFQ)，用于制作量子機器學(xué)習(xí)模型的原型：

Google launches TensorFlow for quantum computers

https://thenextweb.com/neural/2020/03/09/google-launches-tensorflow-for-quantum-computers/

亞馬遜也通過其 Amazon Braket 云服務(wù)提供托管的量子計算服務(wù)。

考慮到其巨大的利潤和無限的可能性，2021 年計算機量子將有一些突破和驚人的發(fā)現(xiàn)。

如果你想要探索量子計算，那么你可以使用開源 SDK qiskit，它還提供了免費課程：

Qiskit Learn

https://qiskit.org/learn/

6

區(qū)塊鏈：過山車仍將繼續(xù)

區(qū)塊鏈 (分布式賬本) 也是近年來開發(fā)的主要顛覆性技術(shù)之一。就技術(shù)而言，它有改變整個行業(yè)的潛力。雖然加密貨幣在普及這項技術(shù)方面發(fā)揮了重要作用。它在推動這項技術(shù)走向 Gartner 的炒作周期曲線（Gartner’s Hype Cycle curve）的“期望膨脹期”方面也扮演了主要角色。

許多流氓實體利用比特幣 Bitcoin 的流行，制造詐騙項目來欺騙那些想在短時間內(nèi)暴富的普通人�，F(xiàn)在，區(qū)塊鏈正經(jīng)歷炒作周期曲線的“幻滅低谷”。另外，政府正在干預(yù)加密貨幣來防止詐騙。最近，中國政府查獲了一個加密貨幣詐騙“Plus Token 龐氏騙局”:

Chinese Authorities Have Seized a Massive $4B in Crypto From PlusToken Scam - CoinDesk

https://www.coindesk.com/chinese-authorities-have-seized-a-massive-4-billion-in-crypto-from-plustoken-scam

Facebook 在 2019 年發(fā)布了它的加密貨幣 Libra，但在 2020 年面臨巨大的監(jiān)管壓力：

Facebook is shifting its Libra cryptocurrency plans after intense regulatory pressure

https://www.theverge.com/2020/3/3/21163658/facebook-libra-cryptocurrency-token-ditching-plans-calibra-wallet-delay

其它開源區(qū)塊鏈，如以太坊（Ethereum），正在將代碼放入?yún)^(qū)塊中，使它能夠用于智能合約，這是區(qū)塊鏈的未來。

在 2021 年，區(qū)塊鏈將更多地作為一種智能合約機制使用，有望進入“啟蒙斜坡（Slope of Englishtenment）”階段。區(qū)塊鏈將在 2021 年獲得重大爆發(fā)，中國已經(jīng)將它納入其雄心勃勃的 50 萬億“新基建”計劃：

Blockchain Officially Included in China's 50 Trillion "New Infrastructure" Plan | NEWS.8BTC.COM

https://news.8btc.com/blockchain-officially-included-in-chinas-50-trillion-new-infrastructure-plan

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人工智能：AI 將惠及所有人

作為近來最熱門的技術(shù)之一，人工智能在 2020 年也取得了許多突破。另一個有意思的趨勢是，人工智能開始以“全民 AI（AI for all）”的口號進入所有領(lǐng)域。

在自然語言處理領(lǐng)域，GPT-3 是 2020 年 5 月取得的最大的突破。美國公司 OpenAI 創(chuàng)建了 GPT-3，使得使用深度學(xué)習(xí)創(chuàng)建類似人類的文本成為可能。僅僅過了 4 個月，當(dāng)《衛(wèi)報》用 GPT-3 撰寫了以下文章時，全世界都一起為之震驚：

A robot wrote this entire article. Are you scared yet, human? | GPT-3

https://www.theguardian.com/commentisfree/2020/sep/08/robot-wrote-this-article-gpt-3

在 2021 年，自然語言處理將取得突破性進展，人工智能將撰寫文章或編寫小型應(yīng)用程序。

另一個有趣的發(fā)展是 AutoML 2.0，它支持工程自動化。在 2021 年，全周期人工智能自動化將取得重大進展，人工智能將更加平民化。

人工智能并不是沒有偏見的，有道德的人工智能正變得越來越有吸引力。人工智能領(lǐng)域的另一個主要趨勢是可解釋的人工智能，即人工智能為什么做出某種決定需要一個解釋。在 2021 年，隨著歐盟對解釋人工智能的決定制定法規(guī)，這些領(lǐng)域?qū)⑷〉弥卮筮M展。

人工智能在 2021 年及以后也將在航空業(yè)得到廣泛應(yīng)用。就在幾天前，美國空軍用人工智能作為副駕駛來駕駛了一架飛機：

U-2 Flies with Artificial Intelligence as Its Co-Pilot - Air Force Magazine

https://www.airforcemag.com/u-2-flies-with-artificial-intelligence-as-its-co-pilot/

人工智能也將成為未來中國數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的核心：

AI is Key to China Infrastructure Plan, as is AI Talent

https://www.enterpriseai.news/2020/06/24/ai-key-to-china-infrastructure-plan-as-is-ai-talent/

預(yù)計到 2021 年，人工智能會有許多令人振奮的創(chuàng)新和平民化。

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深度學(xué)習(xí)庫：TensorFlow 2.0 和 PyTorch

谷歌和 Facebook 是深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的兩大主導(dǎo)者。谷歌的主要業(yè)務(wù)是搜索能力，它是自然語言處理領(lǐng)域的領(lǐng)先創(chuàng)新者。Facebook 的主要業(yè)務(wù)是社交網(wǎng)絡(luò)，它必須處理圖像、視頻和文本。在圖像處理領(lǐng)域，F(xiàn)acebook 是技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，有許多創(chuàng)新。

出自谷歌的 TensorFlow 是深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的領(lǐng)先的庫，但是 2016 年 Facebook 發(fā)布了 PyTorch 后一切都發(fā)生了變化。PyTorch 使用動態(tài)圖而不是（TensorFlow 使用的）靜態(tài)圖，并且對 Python 更加友好。作為回應(yīng)，谷歌在 2019 年創(chuàng)建了 TensorFlow 2.0，復(fù)制了 PyTorch 的很多功能（動態(tài)圖、對 Python 友好）。它還與谷歌的 Collab 完美結(jié)合（Collab 是一款非常現(xiàn)代且功能強大的筆記本）。從那時起，谷歌的 TensorFlow 2.0 就越來越受歡迎。目前，根據(jù) Stack Overflow 開發(fā)者調(diào)研 2020，TensorFlow 是最流行的深度學(xué)習(xí)框架：

圖片來源：Stack Overflow Developer Survey, 2020

另一方面，開發(fā)人員喜歡用 PyTorch 工作，它以更好的開發(fā)人員工效學(xué)而更受開發(fā)人員的喜愛：

圖片來源：Stack Overflow Developer Survey, 2020

在 2021 年，TensorFlow 2.0 和 PyTorch 將成為企業(yè)和社區(qū)的“首選”庫。擁有 TensorFlow 代碼庫或者想要使用 Collab 筆記本的企業(yè)應(yīng)該使用 TensorFlow 2.0。剛進入深度學(xué)習(xí)或者想要繼續(xù)使用 Juypter 筆記本的企業(yè)或個人應(yīng)該選擇 PyTorch。

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數(shù)據(jù)存儲：一個尺寸不能填滿所有

現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的前景充滿選擇和廣泛的變化。我們有經(jīng)典的 SQL 數(shù)據(jù)庫，主要是四大數(shù)據(jù)庫：MySQL、 Oracle、 MS-SQL、 PostgreSQL。我們也有 NoSQL 數(shù)據(jù)庫，主要由一系列數(shù)據(jù)庫組成：文檔、鍵值對、寬列、時間序列、搜索、圖。還有許多其它類型的數(shù)據(jù)存儲。

我們最近看到了所謂的全球分布式 ACID 事務(wù)數(shù)據(jù)庫或者 NewSQL 數(shù)據(jù)庫。谷歌憑借 Google Spanner 成為這個領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，Google Spanner 是首個水平讀 / 寫可伸縮的 ACID 兼容數(shù)據(jù)庫。亞馬遜也有一個水平可擴展 ACID 兼容數(shù)據(jù)庫，Amazon Aurora，提供幾乎所有的 SQL 功能，但沒有水平寫入伸縮。除了超大規(guī)模云提供商之外，CockroachDB 也是一個非常突出的 NewSQL 或分布式 SQL 數(shù)據(jù)庫。

在 2021 年，數(shù)據(jù)存儲生態(tài)系統(tǒng)將保持現(xiàn)在的樣子，有很多選擇。沒有一種數(shù)據(jù)庫可以滿足所有的目的。在 2021 年，選擇正確的數(shù)據(jù)也將是一個非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，需要仔細(xì)考慮。

許多流行的數(shù)據(jù)庫已經(jīng)修改了它們的許可 (MongoDB、 Cassandra、 Redis、Kafka)，因為超級規(guī)模的云提供商，尤其是亞馬遜，濫用了它們的創(chuàng)新，賺了錢卻沒有回報。這一趨勢在 2021 年將繼續(xù)，其它初創(chuàng)公司或創(chuàng)新型公司將使用更嚴(yán)格的許可來保護他們免受云提供商的掠奪。

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數(shù)據(jù)密集型計算：Spark 將繼續(xù)領(lǐng)先

就在幾年前，Hadoop 還是數(shù)據(jù)密集型計算或分布式批處理任務(wù)的默認(rèn)選擇。Apache Spark 目前是供應(yīng)商中立的分布式批處理任務(wù)平臺的首選，在大多數(shù)情況下幾乎取代了 Hadoop。

這一趨勢將在 2021 年繼續(xù)，Spark 將被用作數(shù)據(jù)密集型計算的首選平臺。Spark 是一個基于 JVM 的系統(tǒng)，需要非常大的資源，你將得到一份巨大的云賬單。但不幸的是，目前還沒有一個資源節(jié)約型的框架能匹配 Spark 的能力和成熟度。

所有主流的云提供商都有它們自己的云原生解決方案來進行數(shù)據(jù)密集型計算。我的個人建議是在 2021 年使用 Spark 而不是特定的云解決方案，以避免供應(yīng)商鎖定。

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實時流處理：Flink 將是明顯的選擇

近年來，隨著企業(yè)拋棄傳統(tǒng)的 Lambda 架構(gòu)，轉(zhuǎn)而使用實時流處理框架，實時流處理正變得越來越流行。

此外，這里存在兩種類型的框架。一種是以 Spark Streaming 為核心的基于微批量的平臺。另一種是以 Apache Flink 為核心的低延遲流處理平臺。

Apache Flink 在需要實時流處理（欺詐檢測、異常檢測、基于規(guī)則的警報、實時數(shù)據(jù)即時分析）的場景中超越了 Spark 流處理。

所有超大規(guī)模云提供商也提供了它們自己的解決方案。我建議在 2021 年選擇 Flink，而不是 Spark 或者專有云解決方案，因為它在實時流處理方面具有無與倫比的能力。

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數(shù)據(jù)平臺：其他人將追隨 Snowflake

現(xiàn)代數(shù)據(jù)架構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。它包含數(shù)據(jù)源、ETL 管道、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)湖、數(shù)據(jù)分析工具以及許多其它組件。下面是企業(yè)數(shù)據(jù)平臺（ABM AMRO 的數(shù)據(jù)平臺）的一個示例：

https://medium.com/abn-amro-developer/abn-amros-data-integration-architecture-f33506a211c3

Snowflake 通過提供一個集中的數(shù)據(jù)源、單平臺，以及在它上面構(gòu)建許多不同的工作負(fù)載，從而徹底改變了現(xiàn)代數(shù)據(jù)架構(gòu)。在經(jīng)典架構(gòu)中，數(shù)據(jù)需要在不同的平臺上轉(zhuǎn)移，但在 Snowflake 中只有一個數(shù)據(jù)的“信源”。

這不是適用于所有情況的完美案例。但是對于大部分情況，這將普及并賦能數(shù)據(jù)平臺和數(shù)據(jù)倉庫。正如甲骨文的 CEO 拉里·埃里森（Larry Ellison）所說，它已經(jīng)動搖了數(shù)據(jù)倉庫市場：

Oracle's Larry Ellison Admits Snowflake Is a Killer: 'It's Killing Amazon Redshift'

https://cloudwars.co/oracle/oracles-larry-ellison-admits-snowflake-is-killing-amazon-redshift/

在 2021 年，我預(yù)期更多的創(chuàng)新將為企業(yè)案例帶來像 Snowflake 一樣的單數(shù)據(jù)平臺。這對于許多公司將是一個巨大的幫助并改變游戲規(guī)則。

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快速應(yīng)用開發(fā)：低代碼 / 無代碼將擴展

快速的數(shù)字化轉(zhuǎn)型正創(chuàng)造巨大的軟件工程師供需缺口。盡管越來越多的新工程師加入這個行業(yè)，但仍然不夠。近年來，低代碼 / 無代碼倡議的勢頭正越來越強勁。

市場上有許多低代碼 / 無代碼平臺，主要是在 Web 開發(fā)領(lǐng)域，例如 Bubble。它們的成功也為 LCNC 在其它領(lǐng)域的開發(fā)鋪平了道路：無代碼應(yīng)用程序開發(fā)、無代碼人工智能、無代碼機器學(xué)習(xí)。LCNC 工具可以通過如下所述的好主意促進業(yè)務(wù)或人員的發(fā)展：

Low-code platforms will save your business. Here's how.

https://www.techrepublic.com/article/low-code-platforms-will-save-your-business-heres-how/

而且，正如我去年預(yù)測的一樣，公有云提供商正提供 LCNC 服務(wù)。微軟提供 Power Apps，谷歌提供 AppSheet，AWS 提供 Honeycode 作為一個 LCNC 平臺來快速構(gòu)建應(yīng)用程序。

在 2021 年，LCNC 將成為激烈競爭的領(lǐng)域之一，有許多創(chuàng)新、合并和收購。如果你是一個擁有偉大想法的個人或企業(yè)，請關(guān)注 2021 年的 LCNC。

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軟件架構(gòu)：微服務(wù)、單體式、無服務(wù)器將共存

近年來，微服務(wù)架構(gòu)成為大型企業(yè)應(yīng)用程序開發(fā)的首選。然而，設(shè)計微服務(wù)應(yīng)用程序比設(shè)計“一刀切”單體應(yīng)用程序要復(fù)雜得多。微服務(wù)架構(gòu)需要一組最佳實踐，正如我在下面這篇文章中所列出的：

Effective Microservices: 10 Best Practices

https://towardsdatascience.com/effective-microservices-10-best-practices-c6e4ba0c6ee2

像其它軟件架構(gòu)一樣，微服務(wù)也有它擅長的用例和失敗的案例。它還需要一套設(shè)計模式，我總結(jié)如下：

Microservice Architecture and its 10 Most Important Design Patterns

https://towardsdatascience.com/microservice-architecture-and-its-10-most-important-design-patterns-824952d7fa41

最近，由于微服務(wù)架構(gòu)的復(fù)雜性和在某些用例中的失敗，人們對它產(chǎn)生了強烈的反感。Kelsey Hightower 在下面的推特中總結(jié)了對微服務(wù)的批評：

這與我們幾年前所看的趨勢形成鮮明對比，當(dāng)時單體架構(gòu)受到批評并被視為過時的。實際上，單體架構(gòu)也是一種很好的架構(gòu)，它特別適合我在下面這篇文章中提到的用例：

Looking Beyond the Hype: Is Modular Monolithic Software Architecture Really Dead?

https://towardsdatascience.com/looking-beyond-the-hype-is-modular-monolithic-software-architecture-really-dead-e386191610f8

另一個近年來大肆宣傳的軟件架構(gòu)是無服務(wù)器架構(gòu)（Serverless Architecture）。亞馬遜開創(chuàng)了無服務(wù)器計算的先河，推出了開創(chuàng)性的 AWS Lambda 服務(wù)，開發(fā)人員只編寫代碼，服務(wù)提供商托管服務(wù)器。這個架構(gòu)也有人炒作，有人批評。像單體架構(gòu)和微服務(wù)架構(gòu)一樣，無服務(wù)器架構(gòu)也不是萬能的，應(yīng)該用在它適合的地方（例如，事件驅(qū)動和突發(fā)負(fù)載）。

在 2021 年，所有的軟件架構(gòu)（單體架構(gòu)、微服務(wù)、無服務(wù)器）都將共存，因為它們都有各自的用例和優(yōu)缺點。我建議在大型企業(yè)開發(fā)中選擇微服務(wù)架構(gòu)（傳統(tǒng)上使用 SOA），在小型開發(fā)中使用單體架構(gòu)，在事件驅(qū)動和突發(fā)負(fù)載中選擇無服務(wù)器架構(gòu)。

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編程（主流）：Python 和 JavaScript 將引領(lǐng)潮流

近些年，編程語言領(lǐng)域也經(jīng)歷了重大變化。傳統(tǒng)的偏重的編程語言的市場份額正逐漸被更簡單且對開發(fā)人員更友好的編程語言所占據(jù)。在 2020 年 1 月，我對需求中的語言進行了廣泛的分析，將 Python 和 JavaScript 分別放在第一位和第二位：

Top 10 In-Demand programming languages to learn in 2020

https://towardsdatascience.com/top-10-in-demand-programming-languages-to-learn-in-2020-4462eb7d8d3e

最后，最受歡迎的編程語言排名網(wǎng)站 TIOBE 承認(rèn)了這一變化，并將 Python 置于 Java 之上：

TIOBE Index: Python slithers ahead of Java for the first time

https://developer-tech.com/news/2020/nov/06/tiobe-index-python-ahead-java-first-time/

隨著軟件開發(fā)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，以及大量新開發(fā)人員加入這個行業(yè)，更簡單、對開發(fā)人員更友好的編程語言將在 2021 年更受歡迎。

Python 是數(shù)據(jù)科學(xué)中排名第一的編程語言，在除了底層編程之外的幾乎所有其它領(lǐng)域也都是排名第二或第三的編程語言。

JavaScript 是 Web 開發(fā)領(lǐng)域毫無爭議的頭號語言，在其它領(lǐng)域（包括后端開發(fā)）中也越來越流行。它也是初學(xué)者的絕佳語言。

Java 正慢慢喪失其作為最流行的編程語言的受歡迎程度。然而，由于其傳奇般的向后兼容性和不斷更新（6 個月的發(fā)布周期，polyglot Virtual Machine GraalVM），它仍然是企業(yè)軟件開發(fā)的首選編程語言。

C++ 是另一個近年來發(fā)生了重大變化的主流編程語言。幾天前剛剛發(fā)布了 C++20，它將完全改變 C++ 截至目前的編程方式。這是近年來最具破壞性的 C++ 版本之一，將極大地影響其在 2021 年及以后的流行度。

在 2021 年，主流編程語言將保持它們的地位，盡管它們會感受到來自現(xiàn)代編程語言的壓力。

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編程（現(xiàn)代）：Rust 終將到來

最近幾年，編程領(lǐng)域的另一個有趣的趨勢是現(xiàn)代編程語言的興起。比較老的語言存在過去的包袱，不能快速變遷（Java），或者通過增加越來越多的功能而變得臃腫且令人望而卻步（C++）。

現(xiàn)代的比較新的編程語言沒有過去的包袱，能夠滿足當(dāng)今開發(fā)者的需求。它們大多非常關(guān)注開發(fā)人員的工效學(xué)，支持現(xiàn)代功能，例如類型推理、null 安全性、表達(dá)力強、簡潔。其中許多還被設(shè)計來利用現(xiàn)代硬件和現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施（云、多核、GPU、TPU）。

以 Rust、 Go、 Kotlin、 Swift、 TypeScript 為首的現(xiàn)代編程語言正日益流行，正如我在下面這篇帖子中預(yù)測的那樣：

Top 7 Modern programming languages to learn now

https://towardsdatascience.com/top-7-modern-programming-language-to-learn-now-156863bd1eec

這一趨勢將在 2021 年繼續(xù)，因為它們是增長最快的語言之一。

其中，隨著行業(yè)的注意，Rust 將在 2021 年取得突破。在過去 5 年中，根據(jù) Stack Overflow 開發(fā)者調(diào)研，它是最受喜愛的編程語言：

科技巨頭終于在安全敏感的復(fù)雜項目中使用 Rust 而不是 C/C++。微軟最近聲明，他們將使用 Rust 來修復(fù)安全漏洞：

Microsoft: Here's why we love programming language Rust and kicked off Project Verona | ZDNet

https://www.zdnet.com/article/microsoft-heres-why-we-love-programming-language-rust-and-kicked-off-project-verona/

就在幾周前，亞馬遜宣布大力投入 Rust 并解釋了他們這樣做的原因：

Amazon AWS Invests In Rust

https://www.i-programmer.info/news/98-languages/14183-amazon-aws-invests-in-rust.html

谷歌的 Go 已經(jīng)是主流且成熟的編程語言。隨著 Go 2 release 規(guī)劃的大量改進，它將在未來獲得更多人氣。

JetBrain 的 Kotlin 已經(jīng)成為 JVM 生態(tài)系統(tǒng)中第二流行的類型化編程語言。在 Android 應(yīng)用開發(fā)中，它已經(jīng)超過了 Java：

Android's commitment to Kotlin

https://android-developers.googleblog.com/2019/12/androids-commitment-to-kotlin.html

微軟的 TypeScript 已經(jīng)成為 JavaScript 的類型化替代品。最近，隨著許多復(fù)雜項目（例如 Deno、 Vue.js）選擇 TypeScript 而不是 JavaScript，它的流行度大幅躍升：

TypeScript Surges in GitHub Octoverse 2020 Report -- Visual Studio Magazine

https://visualstudiomagazine.com/articles/2020/12/03/octoverse-2020.aspx

蘋果公司的 Swift 已經(jīng)取代 Objective-C，成為 macOS 和 iOS 的首選編程語言。它在其它領(lǐng)域也有被采用。

在科技巨頭的支持下，預(yù)計包括 Rust 在內(nèi)的現(xiàn)代編程語言將在 2021 年獲得更多吸引力和普及使用。

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客戶端 Web 框架：React 將繼續(xù)統(tǒng)治

大多數(shù)面向用戶的企業(yè)應(yīng)用程序是 Web 應(yīng)用或移動應(yīng)用。在 Web 開發(fā)中，基于 JavaScript/TypeScript 的客戶端 Web 框架已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位很多年了。趨勢是使用 JavaScript 框架進行 UI 開發(fā)，使用服務(wù)端框架進行后端開發(fā)，其中前后端是分離的服務(wù)。

Facebook 的 React 在客戶端 Web 框架中處于領(lǐng)先地位。它是行業(yè)中引領(lǐng)潮流且應(yīng)用最廣泛的框架。如果你想了解更多關(guān)于基于 JavaScript 的客戶端框架，可以閱讀我下面這篇文章：

Top 5 In-Demand JavaScript Frameworks for Front-End Development in 2020

https://medium.com/javascript-in-plain-english/top-5-in-demand-javascript-frameworks-for-front-end-development-in-2020-a59c4340d082

如下圖所示，React 是目前下載量最多的客戶端 JavaScript 框架：

圖片來源：NPM trends

盡管如此，最流行的 Web 框架并不是 React，而是另一個基于 JavaScript 的 Web 框架——Vue.js：

圖片來源：作者

Vue.js 在中國也是頭號框架，因為 Vue.js 的創(chuàng)造者（尤雨溪，Evan You）是一名華人前谷歌開發(fā)者。不幸的是，這種與中國的聯(lián)系引起了大企業(yè)的安全擔(dān)憂，Vue.js 在美國 / 歐洲的采用率比較低。

谷歌的 Angular 落后于 React 和 Vue.js，但仍然是一個穩(wěn)定的框架。然而，最近最具革命性的 Web 框架是 Svelte。與其它框架不一樣，Svelte 是一個非運行時框架，專注于編譯步驟。

在 2021 年，所有主流的基于 JavaScript 的框架都將彼此學(xué)習(xí)，吸收其它框架的特性。在 2021 年，它們將更加趨同。

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服務(wù)端 Web 框架：面向企業(yè)的 Spring 和 ASP.NET

服務(wù)器端框架是端到端框架，提供端到端 Web 開發(fā)，包括服務(wù)端渲染的視圖層。但是正如之前所說，如今的趨勢是只在后端使用它們。

基于 JVM 的 Spring 框架在企業(yè)開發(fā)領(lǐng)域是排名第一的服務(wù)端框架。它還提供開發(fā)小型和大型復(fù)雜應(yīng)用所需的所有必需功能：控制反轉(zhuǎn)、依賴注入、云原生開發(fā)、響應(yīng)式、事件驅(qū)動應(yīng)用開發(fā)、快速應(yīng)用程序開發(fā)。在 2021 年，Spring 仍將保持企業(yè)的頭號后端框架。在之前的一篇文章中，我將 Spring 作為排名第一的服務(wù)端 Web 框架。

Top 10 In-Demand Web Development Frameworks in 2021

https://towardsdatascience.com/top-10-in-demand-web-development-frameworks-in-2021-8a5b668be0d6

微軟的 ASP.NET Core 是另一個引人注目的 Web 框架，與流行的 JavaScript 框架（React、Vue.js、Angular）無縫協(xié)作。在 2021 年，ASP.NET Core 將成為企業(yè)服務(wù)端開發(fā)的主要選手。

許多初創(chuàng)公司和小型公司都希望有一個包括視圖層的端到端框架，以便快速開發(fā)應(yīng)用程序。基于 Python 的 Django、 PHP Laravel 和 Ruby on Rails 在 2021 年將成為他們的絕佳選項。

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App 開發(fā)：原生 App 將繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位

智能手機現(xiàn)在是我們?nèi)粘Ｉ�活的一部分。智能手機用戶已經(jīng)達(dá)到 35 億，明年將達(dá)到 38 億：

因此，移動應(yīng)用對于終端用戶越來越重要，尤其是對于年輕一代來說。

在移動應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域，有 4 個主要趨勢：原生應(yīng)用開發(fā)、跨平臺應(yīng)用開發(fā)、混合應(yīng)用開發(fā)和基于云的應(yīng)用開發(fā)。

原生應(yīng)用開發(fā)提供了最高的靈活性，擁有最好的性能和用戶體驗。但由于企業(yè)需要保留兩個獨立的團隊，因此開發(fā)成本最高。

跨平臺應(yīng)用開發(fā)正變得越來越流行，因為 iOS 和 Android 應(yīng)用開發(fā)可以使用相同的代碼庫。盡管開發(fā)成本低，但是不夠靈活，性能也不如原生應(yīng)用。

近年來，基于云的應(yīng)用變得越來越流行，其數(shù)據(jù)和主要業(yè)務(wù)邏輯保存在云端。特定設(shè)備的瘦客戶端被開發(fā)來連接云端并從中獲取數(shù)據(jù)。雖然對于數(shù)據(jù)密集的應(yīng)用程序是一個不錯的選擇，但對于普通應(yīng)用開發(fā)來說，它還不是主流。

盡管跨平臺應(yīng)用開發(fā)正迎頭趕上，原生應(yīng)用開發(fā)仍然是企業(yè)普通應(yīng)用開發(fā)的更好的選擇。在 2021 年，一般企業(yè)將偏愛原生應(yīng)用開發(fā)，而初創(chuàng)企業(yè)和小公司將偏愛跨平臺應(yīng)用開發(fā)。

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跨平臺應(yīng)用開發(fā)：React Native 將占據(jù)主導(dǎo)地位，但 Flutter 將迎頭趕上

跨平臺應(yīng)用開發(fā)正變得越來越流行，因為它的開發(fā)成本比較低。市場上有許多跨平臺應(yīng)用開發(fā)平臺，但 Flutter 和 React Native 是其中的領(lǐng)導(dǎo)者。

Facebook 的 React Native 是基于最流行的基于 JavaScript 的 Web 開發(fā)框架——React。它的口號是“一次學(xué)習(xí)，隨處編寫�！盕acebook 正積極開發(fā) React Native，用 27 億 Facebook 用戶測試其功能。如果一家企業(yè)已經(jīng)用了 React 來進行 Web 開發(fā)和 React Native 來進行 App 開發(fā)，它們可以在 Web 和移動開發(fā)中共享組件和代碼庫。另外，React Native 是基于 JavaScript 的，而 JavaScript 是最流行的編程語言之一。目前，React Native 比 Flutter 流行得多

在 2021 年，React 將主導(dǎo)跨平臺應(yīng)用開發(fā)，因為 React 和 React Native 的性能會有一個重大更新。

谷歌的 Flutter 是一個相對比較新的框架，但近年來非常流行。它提供了一個功能強大的 UI 工具箱，用來從單一代碼庫構(gòu)建漂亮的原生編譯的移動、桌面和 Web 應(yīng)用程序。然而，F(xiàn)lutter 還不像 React 那樣是 Web 開發(fā)中的主流框架。Flutter 使用了一種現(xiàn)代編程語言——Dart，一種快速發(fā)展的效率非常高的編程語言。就性能而言，F(xiàn)lutter 比 React 有優(yōu)勢。它還提供了更好的開發(fā)者工效學(xué)，而且開發(fā)人員喜歡使用 Flutter 工作：

與 Facebook 全力支持 React Native 不同，谷歌在 Web 和 App 開發(fā)方面有很多框架（例如，用于 Web 開發(fā)的 Angular），沒有把所有精力都放在 Flutter 和 Dart 上。

綜上所述，我預(yù)測 React Native 將在 2021 年繼續(xù)領(lǐng)先 Flutter，因為 Facebook 正計劃對 React 生態(tài)系統(tǒng)（React Native 的致命弱點）進行重大性能提升。

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API: REST 面向業(yè)務(wù)應(yīng)用

微服務(wù)架構(gòu)和無服務(wù)器近些年正變得越來越流行。微服務(wù)或納米服務(wù)需要通信，通常，同步通信用得比事件驅(qū)動的異步通信多。即使傳統(tǒng)的單體應(yīng)用是通過異步通信進行通信的。

REST 是 2020 年最主要的 API 技術(shù)。REST 是一種基于 Web 技術(shù)的通信標(biāo)準(zhǔn)。它在行業(yè)中已經(jīng)有相當(dāng)一段時間了（20 年）。REST 和 SOAP 幾乎同時出現(xiàn)，但當(dāng) SOAP 幾乎被認(rèn)為是遺留技術(shù)時，REST 將繼續(xù)統(tǒng)治。無論是大型企業(yè)還是小型初創(chuàng)公司，都在使用 REST。在 2021 年，REST 仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。

在 API 開發(fā)領(lǐng)域，也有一些優(yōu)秀的候選者。最突出的是谷歌的 gRPC。與 REST 不同，gRPC 是一個類似 SOAP 的 RPC 協(xié)議。谷歌吸取了舊 RPC 協(xié)議的教訓(xùn)，創(chuàng)建了適合現(xiàn)代軟件開發(fā)需求的 gRPC。gRPC 使用高性能的消息格式 Protocol Buffers（也是由谷歌開發(fā)），而不是 JSON。因此，與 REST 相比，gRPC 性能更高、可讀性更差。在機器對機器的通信中，這是比較好的選擇。

另一種越來越流行的 API 技術(shù)，尤其是對于 UI 開發(fā)者，是 Facebook 的 GraphQL。通常，UI 需要對后端進行大量 API 調(diào)用來獲取所有它所需的數(shù)據(jù)。GraphQL 允許聚合 API 來減少 UI 和后端之間的通信。GraphQL 的一個主要缺點是，它不適合高安全性要求的開發(fā)。

這三者實際上都有各自的用例，可以相互補充，這種趨勢將在 2021 年繼續(xù)。

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結(jié)論

這里，我使用了當(dāng)前的趨勢、數(shù)據(jù)和事實對 2021 年最重要的軟件開發(fā)趨勢進行了 21 個預(yù)測。整個軟件開發(fā)行業(yè)要大得多，我無法涵蓋所有重要的領(lǐng)域。

另外，我還簡要地討論了一些話題，例如數(shù)據(jù)存儲，它需要一篇單獨的文章。另一方面，我詳細(xì)寫了一些話題。另一個有趣的事實是，科技四巨頭：谷歌、Facebook、亞馬遜和微軟，是如何主導(dǎo)幾乎所有的軟件開發(fā)領(lǐng)域的。我希望這篇文章能讓你 360 度地了解 2021 年的軟件開發(fā)趨勢。

作者介紹

Md Kamaruzzaman 軟件架構(gòu)師 | 技術(shù)作家 | 全棧 | 云 | 大數(shù)據(jù)

原文鏈接

https://towardsdatascience.com/21-predictions-about-the-software-development-trends-in-2021-600bfa048be