Хотите знать, как проектировать большие системы масштаба предприятия? Прежде чем приступить к разработке основного кода, мы должны выбрать подходящую архитектуру, которая даст нам желаемую функциональность и качественные характеристики. Поэтому необходимо понимать различные архитектуры, прежде чем применять их к нашим проектам.

Что такое архитектурные модели?

Согласно Википедии,

Архитектурные шаблоны — это общие, повторно используемые решения общих проблем в архитектуре программного обеспечения в заданном контексте. Архитектурные шаблоны похожи на шаблоны проектирования программного обеспечения, но имеют более широкий охват.

В этой статье я кратко расскажу о следующих 10 распространенных архитектурных шаблонах, их использовании, преимуществах и недостатках.

Иерархический режим

Этот шаблон можно использовать для создания программ, которые можно разбить на группы подзадач, каждая на определенном уровне абстракции. Каждый раз услуга предоставляется более высокому уровню.
Наиболее распространенные 4-уровневые деления в общих информационных системах следующие:

• **Слой представления **Слой представления (то есть слой пользовательского интерфейса)
• **Прикладной уровень **Прикладной уровень (то есть сервисный уровень)
• **Уровень бизнес-логики **Уровень бизнес-логики (то есть уровень предметной области)
• **Уровень доступа к данным **Уровень доступа к данным (также известный как уровень сохраняемости данных)

заявление

• Обычное настольное приложение
• Веб-приложение электронной коммерции

клиент-серверный режим

Выкройка состоит из двух частей:Сервери несколькоклиент, сервер предоставляет услуги нескольким клиентам. Клиент инициирует запрос к серверу, сервер предоставляет соответствующие услуги этим клиентам, а затем сервер продолжает прослушивать запрос клиента.

заявление

• Интернет-приложения, такие как электронная почта, обмен файлами и банковские операции

режим ведущий-ведомый

Режим также разделен на два блока: ведущий модуль и подчиненный модуль. Главный модуль распределяет работу между теми же подчиненными модулями и вычисляет окончательный результат на основе структуры, возвращаемой подчиненными модулями.

заявление

• При репликации базы данных основная база данных считается авторитетным источником данных, а подчиненная база данных синхронизируется с ней.
• Периферийные устройства, подключенные к системной шине компьютера (главный и подчиненный диски)

Режим трубного фильтра

Этот шаблон можно использовать для построения систем, которые производят и обрабатывают потоки данных. Каждый шаг обработки содержится вфильтрВ компоненте данные для обработки передаются черезтрубопроводпередача. Эти каналы можно использовать для буферизации или синхронизации.

заявление

• переводчик. Выполняйте лексический анализ, синтаксический анализ, синтаксический анализ и генерацию кода последовательно, используя различные фильтры.
• Рабочий процесс в биоинформатике

Брокерский режим

Этот шаблон предназначен для создания распределенных систем с использованием несвязанных компонентов, которые могут взаимодействовать посредством удаленных вызовов службы.прокси-компонентОтвечает за координацию связи между компонентами.
Серверы публикуют свои возможности (услуги и характеристики и т. д.) для прокси, клиенты запрашивают услуги у прокси, а прокси перенаправляет запросы клиентов в соответствующую службу в соответствии со своим реестром.

заявление

• программное обеспечение брокера сообщений, такое какApache ActiveMQ, Apache Kafka, RabbitMQ а также JBoss Messaging.

P2P-режим

В этом шаблоне каждый независимый компонент называется одноранговым (или одноранговым). Одноранговый узел может действовать как клиент (запрашивая услуги у других одноранговых узлов) и как сервер (предоставляя услуги другим одноранговым узлам). Один и тот же узел может быть и клиентом, и сервером, и его роли могут динамически меняться.

заявление

• сети обмена файлами, такие какGnutella а также G2
• мультимедийные протоколы, такие какP2PTV а также PDTP
• Продукты на основе криптовалюты, такие какбиткойна такжеблокчейн

шаблон шины событий

Этот шаблон в основном имеет дело с компонентами, есть 4 важных компонента:Источники событий, прослушиватели событий, каналыа такжеавтобус событий. Источники событий отправляют сообщения в определенные каналы на шине событий, а слушатели подписываются на определенные каналы. Когда сообщение отправляется на канал, слушатели, подписанные на канал, уведомляются об этом сообщении.

заявление

• Android-разработка
• Служба уведомлений

Шаблон MVC

Этот режим делит интерактивное приложение на три части,

1. Модель — содержит основные функции и данные
2. Представления - отображать информацию для пользователя (можно определить несколько представлений)
3. Контроллер — обрабатывает пользовательский ввод

Это делается для того, чтобы отделить внутреннее представление данных от пользовательского ввода и представления пользователю, что позволяет отделить компоненты, а также обеспечить эффективное повторное использование кода.

заявление

• Архитектура интернет-приложений основных языков программирования
• веб-фреймворки, такие как**Django **а также Rails.

режим классной доски

Этот шаблон полезен для задач, которые еще не имеют детерминированного решения, шаблон доски состоит из трех частей:

• Blackboard - структурированная глобальная память, содержащая объекты в области решения.
• Источники знаний - специализированные модули со своим смыслом
• Компоненты управления - выбор, настройка и выполнение модулей

Все компоненты имеют доступ к доске, компоненты могут создавать новые объекты данных для добавления на доску, компоненты ищут определенные типы данных на доске и могут находить эти данные путем сопоставления шаблонов с существующими источниками знаний.

заявление

• Распознавание речи
• Идентификация и отслеживание транспортных средств
• идентификация структуры белка
• Интерпретация сигналов сонара

Режим переводчика

Этот режим обычно используется для разработки компонентов для интерпретации программ, написанных на специализированных языках, и в первую очередь указывает, как оценивать строки программы, т. е. операторы или выражения, написанные на конкретном языке. Основная идея состоит в том, чтобы разработать класс для каждого языкового символа.

заявление

• Язык запросов к базе данных, такой как SQL
• язык, используемый для описания протоколов связи

Сравнение архитектурных шаблонов

модель	преимущество	недостаток
Иерархический режим	Служба низкого уровня может использоваться различными службами высокого уровня; Стратифицированные результаты легче стандартизировать, поскольку каждый слой можно четко определить. Изменения внутри слоя не влияют на другие слои	не универсальная архитектура; В некоторых сценариях некоторые из этих слоев необходимо пропустить.
СС режим	Легко моделировать семейство сервисов по запросам клиентов	На запросы обычно отвечают в разных потоках сервера; Поскольку разные клиенты имеют разные формы, межпроцессное взаимодействие вызовет большую нагрузку.
режим ведущий-ведомый	Точность - выполнение услуг делегировано различным подчиненным модулям	Ведомые модули независимы: нет общего состояния; Задержки связи между ведущим и ведомым модулями могут быть проблемой, особенно в системах реального времени.
Режим трубного фильтра	Поддержка параллельной обработки, когда ввод и вывод состоят из потоков данных, а фильтр начинает вычислять при получении данных; Легко добавлять фильтры, систему легко расширять; Фильтры можно использовать повторно, и путем рекомбинации существующих фильтров можно создавать различные конвейерные потоки.	Общая эффективность ограничена самым медленным фильтром; Есть нагрузка по преобразованию данных при переходе от одного фильтра к другому
прокси-режим	Позволяет динамически изменять, добавлять, удалять и перемещать объекты, а распространение контента прозрачно для разработчиков.	Описания услуг должны быть стандартизированы
P2P-режим	Поддержка децентрализованных вычислений; Высокая устойчивость к выходу из строя любого узла; Высокая масштабируемость с точки зрения ресурсов и вычислительной мощности	Качество обслуживания не может быть гарантировано, поскольку узлы сотрудничают добровольно; Трудно гарантировать безопасность; Производительность зависит от количества узлов
шаблон шины событий	В систему легко добавлять новых издателей, подписчиков и подключения; Эффективен для высокораспределенных приложений	Масштабируемость может быть проблемой, поскольку все передачи информации проходят через одну и ту же шину времени.
Шаблон MVC	Легко создавайте несколько представлений одной и той же модели, которые можно произвольно подключать или отключать во время выполнения.	Добавленная сложность, действия пользователя могут привести к множеству ненужных обновлений
режим классной доски	Легко добавлять новые приложения; Легко расширить структуру в пространстве данных	Изменение структуры пространства данных затруднено, поскольку затрагиваются все приложения; Могут потребоваться механизмы синхронизации и контроль доступа
Режим переводчика	Может поддерживать очень динамичное поведение; Программируемость в интересах конечного пользователя; Повышенная гибкость, так как переводчика легко заменить	Поскольку интерпретируемые языки, как правило, медленнее, чем скомпилированные языки, производительность может быть проблемой.

Ссылаться на

Architectural patterns