Шаблон архитектуры классная доска
Обновлено: 11.05.2024
10 часто используемых шаблонов архитектуры программного обеспечения
Вы когда-нибудь задумывались, как устроена крупная система масштаба предприятия? Перед тем, как приступить к основной разработке программного обеспечения, мы должны выбрать подходящую архитектуру, которая предоставляет нам необходимые функции и атрибуты качества. Поэтому, прежде чем применять их в нашем дизайне, мы должны разобраться в различных архитектурах.
Шаблоны архитектуры - это общие и многократно используемые решения общих проблем в архитектуре программного обеспечения в данном контексте. Шаблоны архитектуры похожи на шаблоны проектирования программного обеспечения, но имеют более широкую область применения.
В этой статье я кратко объясню следующие 10 общих шаблонов архитектуры, их использование, преимущества и недостатки.
- Многослойный режим
- Клиент-серверная модель
- Режим ведущий-ведомый
- Режим фильтра трубы
- Модель брокера
- Двухточечный режим
- Режим шины событий
- Шаблон контроллера представления модели
- Шаблон доски
- Режим интерпретации
1. Многослойный режим
Этот режим можно использовать для создания программ, которые можно разложить на группы подзадач, каждая из которых находится на определенном уровне абстракции. Каждый уровень предоставляет услуги следующему более высокому уровню.
Четыре наиболее распространенных уровня общих информационных систем следующие.
Уровень представления (также называемый слоем пользовательского интерфейса)
Уровень приложения (также называемый уровнем обслуживания)
Уровень бизнес-логики (также называемый уровнем домена)
Уровень доступа к данным (также известный как уровень сохраняемости)
использовать
Обычное настольное приложение.
Веб-приложение для электронной торговли.
2. Модель клиент-сервер
Эта модель состоит из двух сторон: сервера и нескольких клиентов. Серверный компонент будет предоставлять услуги для нескольких клиентских компонентов. Клиенты запрашивают услуги у сервера, и сервер предоставляет этим клиентам соответствующие услуги. Кроме того, сервер продолжает прослушивать запросы клиентов.
использовать
Онлайн-приложения, такие как электронная почта, обмен документами и банковское дело.
3. Режим ведущий-ведомый
Эта модель состоит из двух сторон: ведущего и ведомого. Главный компонент распределяет работу между одними и теми же подчиненными компонентами и вычисляет окончательный результат на основе результата, возвращенного подчиненным.
использовать
При репликации базы данных первичная база данных рассматривается как авторитетный источник, а вторичная база данных синхронизируется с ним.
Периферийные устройства (ведущие и ведомые диски), подключенные к шине в компьютерной системе.
4. Схема фильтра трубы
Эта модель может использоваться для построения систем, которые генерируют и обрабатывают потоки данных. Каждый шаг обработки содержится в компоненте фильтра. Обрабатываемые данные проходят по конвейеру. Эти каналы могут использоваться для буферизации или синхронизации.
использовать
переводчик. Непрерывные фильтры выполняют лексический анализ, анализ, семантический анализ и генерацию кода.
Рабочий процесс в биоинформатике.
5. Модель брокера
Этот режим используется для построения распределенной системы с разделенными компонентами. Эти компоненты могут взаимодействовать друг с другом посредством удаленных вызовов служб. Прокси-компонент отвечает за координацию взаимодействия между компонентами.
Сервер публикует свои функции (услуги и возможности) на прокси-сервере. Клиент запрашивает службу у прокси, и прокси перенаправляет клиента из своего реестра в соответствующую службу.
использовать
6. Режим "точка-точка"
В этой модели отдельный компонент называется одноранговым компонентом. Одноранговый узел может действовать как клиент, запрашивая услуги у других одноранговых узлов, или как сервер, который предоставляет услуги другим одноранговым узлам. Одноранговый узел может выступать в роли клиента, сервера или обоих, а также может динамически изменять свою роль с течением времени.
использовать
Сети обмена файлами, такие как gnutella и g2)
Мультимедийные протоколы, например P2PTV и pdtp.
7. Режим шины событий
Android разработка
Служба уведомлений
8. Модель-представление-контроллер.
Этот режим, также известный как режим MVC, разделяет интерактивные приложения на 3 части, например:
Модель - содержит основные функции и данные
Просмотр-отображение информации для пользователя (может быть определено несколько представлений)
Контроллер - процесс, вводимый пользователем
Это сделано для того, чтобы отделить внутреннее представление информации от способа ее отображения и получения пользователям. Он разделяет компоненты и обеспечивает эффективное повторное использование кода.
использовать
Архитектура приложений World Wide Web на основных языках программирования.
веб-фреймворки, такие как django и rails.
9. Шаблон доски.
Этот режим очень полезен для задач, не имеющих детерминированной стратегии решения. Рисунок на доске состоит из 3-х основных частей.
Blackboard - структурированная глобальная память, содержащая объекты из пространства решений.
Источник знаний - специальный модуль со своим представителем
Компоненты управления - выбор, настройка и выполнение модулей.
Все части могут попасть на доску. Компонент может создавать новые объекты данных, которые добавляются на доску. Компонент ищет на доске определенные типы данных и может находить эти данные, сопоставляя шаблоны с существующими источниками знаний.
использовать
Распознавание речи
Идентификация и отслеживание транспортных средств
Идентификация структуры белка
Интерпретация сигнала сонара.
10. Режим переводчика
Этот режим используется для разработки компонентов, которые интерпретируют программы, написанные на специальном языке. В основном он определяет, как вычислять программные строки, называемые предложениями или выражениями, написанными на определенном языке. Основная идея - создать класс для каждого символа языка.
использовать
Язык запросов к базе данных, например sql.
Язык, используемый для описания протокола связи.
В следующей таблице приведены преимущества и недостатки каждой модели архитектуры.
Надеюсь, эта статья окажется для вас полезной. Спасибо за чтение.
Программист общение с открытым исходным кодом QQ group 792272915
Рассказываем о распространенных шаблонах в архитектуре ПО.
Архитектурный шаблон — это обобщенное часто используемое решение распространенной задачи в архитектуре ПО в заданном контексте.
Шаблон — это решение задачи в определенном контексте.
Часто разработчики не до конца понимают разницу между архитектурными шаблонами, а иногда вообще мало что о них знают.
Что ж, давайте разбираться!
Каналы и фильтры
Модель — представление — контроллер
Управляемая событиями архитектура
Архитектура на основе микросервисов
Многоуровневая архитектура
Самый распространенный архитектурный шаблон — многоуровневая архитектура (или «n-уровневая»). Она хороша известна большинству архитекторов, проектировщиков и разработчиков. Ограничений по количеству и типу уровней никаких нет, однако в большинстве случаев такая архитектура состоит из четырех уровней: представление данных, бизнес-логика, хранение данных и база данных.
Популярный пример n-уровневой архитектуры
Контекст
В любых сложных системах необходимо обеспечивать независимую разработку и развитие отдельных частей. Потому разработчикам необходимо понятное и хорошо задокументированное разделение задач, чтобы модули системы можно было разрабатывать и поддерживать независимым образом.
Задача
Программное обеспечение необходимо разделить так, чтобы модули можно было разрабатывать и развивать отдельно — с минимальным взаимодействием между частями, обеспечивая переносимость, модифицируемость и повторное использование.
Решение
Чтобы добиться такого разделения, при использовании многоуровневого шаблона программное обеспечение разделяется на сущности, называемые уровнями. Каждый уровень — группа модулей, предоставляющих взаимосвязанный набор сервисов. Их применение должно быть однонаправленным. Уровни полностью разделяют ПО, причем каждая часть доступна через публичный интерфейс.
Первая идея заключается в том, что у каждого из уровней есть определенные роль и ответственность. Например, уровень представления данных отвечает за обработку всего пользовательского интерфейса. Такое разделение задач в многоуровневой архитектуре упрощает формирование эффективных ролей и ответственности.
Вторая идея состоит в том, что шаблон многоуровневой архитектуры представляет собой техническое разделение — в отличие от разделения по доменам: то есть, это группы компонентов, а не домены.
И, наконец, третья идея: каждый уровень помечается как закрытый или открытый. Запрос, перемещаясь с уровня на уровень и минуя закрытый уровень, должен обязательно пройти через него — пропустить закрытый уровень нельзя.
Недостатки
Наличие уровней снижает производительность. Этот шаблон не подходит для высокопроизводительных приложений: проходить несколько уровней архитектуры для выполнения бизнес-запроса — это неэффективно.
Кроме того, добавление уровней увеличивает полную стоимость и усложняет систему.
Применение
Использовать этот подход следует для небольших, простых приложений и веб-сайтов. Также этот шаблон хорошо подходит, если бюджет и время ограничены.
Многоярусный шаблон
Контекст
При распределенном развертывании часто необходимо разделить инфраструктуру системы на отдельные подмножества.
Задача
Как разделить систему на ряд независимых в вычислительном отношении исполнительных структур — групп программного и аппаратного обеспечения, объединенных каким-нибудь средством связи?
Решение
Исполнительные структуры многих систем организованы как набор логических групп компонентов. Каждая группа называется ярусом.
Недостатки
Значительные полная стоимость и сложность.
Применение
Используется в распределенных системах.
Каналы и фильтры
Один из часто используемых шаблонов в архитектуре ПО — шаблон каналов и фильтров.
Подход «каналы и фильтры»
Контекст
Часто в системах необходимо преобразовывать потоки дискретных элементов данных от ввода к выводу. На практике многие типы преобразований повторяются неоднократно, поэтому желательно сделать из них независимые, повторно используемые компоненты.
Задача
Такие системы необходимо разделять на повторно используемые слабо связанные компоненты с простыми обобщенными механизмами взаимодействия — таким образом их можно будет удобно сочетать друг с другом. Слабо связанные компоненты с обобщенным взаимодействием легко использовать повторно. А поскольку они независимы, их выполнение можно запускать параллельно.
Решение
В этой архитектуре фильтры связаны между собой коммуникационными каналами. Первая идея заключается в том, что каждый из каналов по соображениям производительности имеет тип «точка — точка» и является однонаправленным: принимает входные данные от одного источника и направляет выходные данные в приемник.
В таком подходе выделяют фильтры четырех видов:
генератор (источник) — отправная точка процесса;
преобразователь (сопоставление) — выполняет преобразование некоторых или всех данных;
испытатель (редуцирование) — проверяет один или несколько критериев;
потребитель (приемник) — конечная точка.
Недостатки
Не лучший выбор для интерактивных систем, поскольку такая архитектура ориентирована на преобразование данных.
Чрезмерное использование синтаксического анализа и синтеза снижает производительность и усложняет написание самих фильтров.
Применение
Архитектура каналов и фильтров применяется в самых разных приложениях, особенно при решении задач, обеспечивающих простую одностороннюю обработку — например, инструменты EDI (электронный обмен данными), ETL (извлечение, преобразование и загрузка).
Пример — компиляторы: последовательно расположенные фильтры выполняют лексический, синтаксический, семантический анализ и создание кода.
Клиент — сервер
Контекст
Есть общие ресурсы и сервисы, к которым нужно обеспечить доступ большого количества распределенных клиентов, и при этом необходимо контролировать доступ или качество обслуживания.
Задача
Управляя набором общих ресурсов и сервисов, можно обеспечить модифицируемость и повторное использование, для чего общие сервисы выносятся отдельно, чтобы их можно было изменять в одном месте или в небольшом количестве мест. Требуется улучшить масштабируемость и доступность к использованию за счет централизованного управления этими ресурсами и сервисами при одновременном распределении самих ресурсов между несколькими физическими серверами.
Решение
В подходе «клиент — сервер» компоненты и соединительные элементы обладают определенным поведением.
Компоненты, называемые «клиентами», отправляют запросы компоненту, называемому «сервер», и ждут ответа.
Компонент «сервер» получает запрос от клиента и отправляет ему ответ.
Недостатки
Сервер может быть узким местом в отношении производительности, а также единой точкой отказа.
Изменять принятое решение о размещении функциональных возможностей (на клиенте или на сервере) после создания системы — это обычно сложно и дорого.
Применение
Подход «клиент — сервер» можно применять в моделировании части системы, имеющей много компонентов, отправляющих запросы (это «клиенты») другому компоненту (это «сервер»), который обеспечивает работу сервисов, — например, онлайн-приложения (электронная почта, обмен документами и банковское дело).
Модель — представление — контроллер
Контекст
Обычно в интерактивном приложении чаще других изменяется пользовательский интерфейс. Пользователям нужно видеть данные в различном представлении — например, как линейчатую или круговую диаграмму, — и оба представления должны отражать текущее состояние данных.
Задача
Как можно отделить функциональность пользовательского интерфейса от функциональности приложения и при этом обеспечить быстрый отклик на действия пользователя и изменения в базовых данных приложения?
Как создавать, поддерживать и координировать несколько представлений пользовательского интерфейса при изменении базовых данных приложения?
Решение
Шаблон «модель — представление — контроллер» (MVC) разделяет функциональность приложения на компоненты трех видов:
Модель — содержит данные приложения.
Представление — отображает некоторую часть базовых данных и взаимодействует с пользователем.
Контроллер — действует в качестве посредника между моделью и представлением и управляет уведомлениями об изменении состояния.
Недостатки
Для простых пользовательских интерфейсов такая сложность может быть чрезмерной.
Абстракции «модель», «представление» и «контроллер» могут не очень хорошо подходить в случае некоторых наборов инструментов для разработки пользовательского интерфейса.
Применение
Архитектурный шаблон MVC обычно используется в мобильных и веб-приложениях при разработке пользовательских интерфейсов.
Управляемая событиями архитектура
Контекст
Необходимо предоставить вычислительные и информационные ресурсы для обработки независимых асинхронных входящих событий, формируемых приложением, с возможностью масштабирования по мере потребности.
Задача
Решение
Развернуть независимые процессы или обработчики для работы с событиями. Поступающие события ставятся в очередь. Планировщик извлекает события из очереди и передает их в соответствующий обработчик событий согласно политике планирования.
Недостатки
Возможные проблемные области — производительность и восстановление после ошибок.
Применение
Использующее такой подход приложение для электронной коммерции будет работать следующим образом:
Сервис «Заказы» создает Заказ в состоянии ожидания и публикует событие «Создан Заказ» OrderCreated .
Сервис «Покупатели» получает событие и пытается зарезервировать кредит для Заказа. Затем он публикует событие «Кредит Зарезервирован» CreditReserved или «Превышен Лимит Кредита» CreditLimitExceeded .
Сервис «Заказы» получает это событие от сервиса «Покупатели» и меняет состояние заказа на «Утвержден» или «Отменен».
Архитектура на основе микросервисов
Контекст
Задача
При необходимости оптимального использования распределенных ресурсов (например, в облачных средах) монолитные приложения могут оказаться слишком большими и сложными для эффективной поддержки и развертывания.
Решение
Создание приложений в виде наборов сервисов: каждый сервис развертывается и масштабируется независимо и имеет собственную «границу», обслуживаемую посредством API. Различные сервисы могут писаться на разных языках программирования, управлять собственными базами данных и разрабатываться разными командами.
Недостатки
Системы должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать сбои в работе сервисов, а это требует более тщательного мониторинга систем. Дополнительные расходы ресурсов на организацию работы сервисов и взаимодействия событий.
Кроме того, потребуется больше памяти.
Применение
Архитектура микросервисов применима во многих случаях, особенно когда используется большой конвейер данных. Например, микросервисная архитектура — отличный выбор для системы отчетности о продажах в розничных магазинах компании. Каждый шаг в процессе подготовки данных будет обрабатываться микросервисом: сбор, очистка, нормализация, обогащение, агрегирование данных, отчетность и т. д.
Привет, Хабр! Представляю вашему вниманию перевод статьи "Modern-Day Architecture Design Patterns for Software Professionals" автора Tanmay Deshpande.
Многие современные приложения необходимо создавать в масштабах предприятия, иногда даже в масштабах Интернета. Каждое приложение должно соответствовать требованиям к масштабируемости, доступности, безопасности, надежности и отказоустойчивости.
В этой статье я расскажу о некоторых шаблонах проектирования, которые могут с легкостью помочь вам достичь вышеупомянутых возможностей. Я расскажу о каждом паттерне, о том, как использовать этот шаблон в облачной среде, а также о том, когда его использовать, а когда нет.
Некоторые из этих шаблонов не так уж и новы, но очень полезны в современном мире интернет-облаков.
Вот список шаблонов, которые я буду обсуждать в этой статье:
- Circuit Breaker
- Command and Query Responsibility Segregation (CQRS)
- Event Sourcing
- Sidecar
- Backend-for-Frontend
- Strangler
1. Circuit Breaker (Автоматический выключатель)
Распределенные системы должны проектироваться с учетом отказов. В настоящее время в мире приняты микросервисы, и эти сервисы в основном зависят от других удаленных сервисов. Эти удаленные службы могут не реагировать вовремя по различным причинам, таким как сеть, загрузка приложений и т.д. В большинстве случаев, реализация повторных попыток должна быть способна решить проблемы.
Но иногда могут быть серьезные проблемы, такие как деградация служб или полный отказ служб сам по себе. Бессмысленно продолжать повторные попытки в таких случаях. В этом случае может быть полезна модель автоматического выключателя.
На приведенной выше диаграмме показана реализация схемы автоматического выключателя, где, когда сервис 1 понимает, что при вызове сервиса 2 происходят непрерывные сбои/таймауты, вместо повторных попыток, сервис 1 отключает звонки в сервис 2 и возвращает ответ в случае отказа.
Существуют популярные библиотеки с открытым исходным кодом, такие как Netflix Hystrix
или Reselience4J, которые могут быть использованы для реализации этого шаблона очень легко.
Если вы используете API шлюзы или прокси–серверы
вроде Envoy, то это может быть достигнуто на самом прокси–уровне.
Примечание: Очень важно, чтобы было реализовано достаточное количество логов и предупреждений, когда цепь открыта, чтобы отслеживать запросы, полученные в течение этого времени, и чтобы операционная команда знала об этом.
Вы также можете реализовать автоматический выключатель с разомкнутой наполовину цепью, чтобы продолжать обслуживать клиентов с ослабленным обслуживанием.
Когда стоит использовать этот паттерн
- Когда служба зависит от другого удаленного сервиса, и в некоторых сценариях она, скорее всего, откажет.
- Когда служба имеет очень сильную зависимость (например, службы master data).
- Когда вы имеете дело с локальными зависимостями — автоматический выключатель может создать накладные расходы.
2. Command and Query Responsibility Segregation (CQRS) (Сегрегация ответственности за команды и запросы (CQRS))
CQRS является очень полезной моделью для современных приложений, которые предполагают использование хранилищ данных. Она основана на принципе разделения операций чтения (запрос) и записи/обновления (команда) в хранилище данных.
Скажем, вы строите приложение, которое требует хранения данных в базе данных, такой как MySQL/PostgreSQL и т.д. Как все знают, при записи данных в хранилище операция должна пройти несколько этапов — например, проверку, моделирование и персистентность — и, следовательно, типичные операции записи/обновления занимают больше времени, чем простые операции чтения.
Когда вы используете одно хранилище данных для одновременного выполнения операций чтения и записи и в масштабе, вы можете начать видеть проблемы с производительностью.
В таких случаях шаблон CQRS может быть полезен. Шаблон CQRS предлагает использовать различные модели данных для операций чтения и записи. Некоторые вариации также предлагают использовать отдельные хранилища данных для этих моделей.
Примечание: Большинство PaaS баз данных в наши дни предоставляют возможность создания читаемых реплик (Google Cloud SQL, Azure SQL DB, Amazon RDS
и т.д.) хранилищ данных, которые помогают значительно легче добиться репликации данных.
Многие базы данных предприятий также предоставляют эту возможность, если вы имеете дело с локальными базами данных.
Примечание: В наши дни некоторые люди также предпочитают реализовывать читаемые реплики в качестве быстрых и производительных баз данных NoSQL, таких как MongoDB и Elasticsearch.
Когда стоит использовать этот паттерн
- Когда вы смотрите на масштабирование приложения, ожидая огромное количество чтений и записей
- Когда вы хотите настроить выполнение операций чтения и записи по отдельности.
- Когда ваши операции чтения в порядке с близким к реальному или, в конечном счете, последовательным характером.
- Когда вы строите обычное приложение CRUD, которое не ожидает огромного количества чтений и записей за один раз.
3. Event Sourcing (Источник событий)
Источник событий — это интересный шаблон проектирования, в котором последовательность доменных событий хранится в виде журнала, а агрегированный вид журнала дает текущее состояние приложения.
Этот шаблон обычно используется для систем, которые не могут позволить себе блокировки хранилищ данных, и которые должны поддерживать аудит и историю событий — например, такие приложения, как гостиница/конференция/заказ сидений.
Учитывая систему бронирования гостиничных номеров, в которой от пользователей ожидается бронирование или отмену бронирования. Здесь необходимо хранить бронь и отмену как серию событий. Перед каждым бронированием в сводном виде отображаются доступные номера, просматривая журналы событий.
Когда стоит использовать этот паттерн
- Когда обычные операции CRUD не достаточно хороши для удовлетворения требований
- Обычно подходит для систем резервирования мест — например, для автобусов, поездов, конференций, кинозалов и т.д. — или для систем электронной коммерции, которые состоят из таких мероприятий, как операции с тележками, платежи и т.д.
- Когда существует потребность в сильном аудите и воспроизведении событий для создания текущего и прошлого состояния приложений.
- Когда обычные операции CRUD достаточно хороши для удовлетворения потребностей пользователя.
4. Sidecar (Шаблон проектирования Сайдкар)
Паттерн Sidecar стал популярной с появлением микросервисов. В этой схеме компонент приложения развертывается в отдельный процесс или контейнер. Это помогает добиться абстракции и инкапсуляции.
Envoy Proxy является одним из самых популярных прокси–серверов sidecar и широко используется. Он помогает вам отделить основную функциональность приложения, используя боковую машину для изоляции общих функций, таких как работа в сети, наблюдаемость и безопасность.
Такой тип сайдкара может помочь абстрактному L4/L7 типу связи. Такие сайдкары, как Envoy Proxies, даже помогают достичь более высокой безопасности за счет реализации взаимного TLS.
Вы можете использовать это в комбинации с сервисной сеткой для достижения лучшей связи и безопасности между различными микросервисами. Подробнее об этом вы можете прочитать в моей предыдущей статье.
Когда стоит использовать этот паттерн
- Когда вы имеете дело с многочисленными и гетерогенными микросервисами в ассортименте продукции.
- Когда вы имеете дело с устаревшими приложениями, которые, как правило, не справляются с проблемами взаимодействия и безопасности новой эпохи.
- Когда вы имеете дело с ограниченным количеством служб, которые должны общаться друг с другом.
- Небольшие приложения, где развертывание боковых колясок может быть неэкономичным или не удобным в эксплуатации
5. Бэкэнд–для–Фронта (BFF)
В типичном цикле разработки продукта back–end инженеры отвечают за создание сервисов, которые взаимодействуют с хранилищами данных, а front–end инженеры заботятся о создании пользовательских интерфейсов. В наши дни приложения должны создаваться с учетом использования как мобильных, так и десктопов.
Несмотря на то, что разрыв между мобильными и настольными устройствами с точки зрения аппаратного обеспечения становится все ближе, подключение и использование по–прежнему является сложной задачей для мобильных устройств.
В таких сценариях, BFF шаблоны становятся довольно удобными. Здесь, вы, как ожидается, построить / настроить внутренние службы для конкретного front–end.
Для оптимизации производительности мобильных клиентов, возможно, вы захотите построить отдельный бэк–энд–сервис, который будет отвечать легкими и страничными ответами.
Вы также можете захотеть использовать этот шаблон для агрегации различных сервисов, чтобы уменьшить общение даннымимежду бек-эндом и фронт-эндом.
Примечание:В наши дни, если вы используете шлюз API, шаблон BFF может быть легко реализован в самом шлюзе, и вам не нужно будет обслуживать отдельные службы.
Когда стоит использовать этот паттерн
- Когда вы хотите предоставить продукт/услугу для различных клиентов, таких как настольные и мобильные клиенты.
- Когда вы хотите оптимизировать ответ для определенного типа клиентов.
- Когда вы хотите сократить общение в чате между мобильными клиентами и различными сервисами.
- Когда ожидается, что пользователи приложения будут использовать один пользовательский интерфейс.
- Когда ожидается, что мобильные и настольные приложения будут демонстрировать похожую информацию и обеспечивать аналогичную функциональность.
6. Strangler (Паттерн Душитель)
Если вы работаете в организации, которая находится на пути к модернизации приложений, то шаблон проектирования Strangler является обязательным. Паттерн Strangler выступает за создание надстройки фасада поверх вашего легаси и нового приложения, предоставляя потребителям возможность взглянуть на вещи объективно.
Этот паттерн отделяет клиентов от миграционной активности между старыми и новыми частями приложения.
Примечание: В типичной ИТ–организации, если вы осуществляете миграцию с одной ERP–системы на другую, этот тип схемы будеи чрезвычайно полезен. Если вы используете API шлюз, то реализовать это в самом прокси-шлюзе будет проще.
Вам нужно решить, хотите ли вы сохранить надстройку (фасад) в конце миграции или удалить его.
Шаблоны архитектуры — описание типов элементов, отношений между ними, а также правила и ограничения их использования.
Классификация по классу решаемых задач:
Представление по уровню
Представление потоков данных
Представление централизованных данных
Взаимодействие с пользователем
Представление языков программирования
Представление взаимодействия компонентов
Представление централизованных данных определяет как организуется доступ компонентов к централизованному хранилищу.
К центральному хранилищу данных осуществляют доступ все другие независимые компоненты. Общий репозиторий должен:
Предоставлять специфические средства доступа
Решать проблемы совместного доступа к данным
Предоставлять механизм управления транзакцией
Может информировать некоторое количество подписчиков об определенных событиях происходящих в репозиторий.
Используется для совместного использования данных при вычислениях, когда точный алгоритм вычисления неизвестен. Задача делится на более мелкие подзадачи, для которых общий алгоритм известен.
Классная доска — общий репозиторий, который использует результат работы клиентов для вычислений и пошагового улучшения решений.
Каждый клиент получает доступ к классной доске и проверяет наличие новых входных данных для последней обработки, а также размещает результат после нее. Управление компонентами отслеживает состояние классной доски и координирует в соответствие с им действия компонентов.
6. Шаблоны проектирования. Структурные шаблоны. Шаблон «Адаптер», «Заместитель».
В разработке программного обеспечения, шаблон проектирования — повторимая архитектурная конструкция, представляющая собой решение проблемы проектирования в рамках некоторого часто возникающего контекста.
Обычно шаблон не является законченным образцом, который может быть прямо преобразован в код; это лишь пример решения задачи, который можно использовать в различных ситуациях. Объектно-ориентированные шаблоны показывают отношения и взаимодействия между классами или объектами, без определения того, какие конечные классы или объекты приложения будут использоваться.
Структурные шаблоны предлагают решения задач по средствам структурирования классов программы.
Адаптер (обертка, враппер) — структурный шаблон проектирования, предназначенный для организации использования функций объекта, недоступного для модификации, через специально созданный интерфейс.
Заместитель (proxy) является заменителем другого объекта и контролирует доступ к нему.
Proxy хранит ссылку, которая позволяет ему общаться с RealSubject. Так же предоставляет интерфейс Subject, контроль доступа к RealSubject и может выполнять дополнительные функции.
Удаленный заместитель. Кодирует запрос и отправляет объекту в другом адресном пространстве.
Виртуальный заместитель. Позволяет отделить создание объекта.
Защищающий заместитель. Проверяет, имеет ли вызывающий необходимые права доступа.
Умный заместитель. Выполняет дополнительные действия до или после действия.
Шаблон Facade (Фасад) — Шаблон проектирования, позволяющий скрыть сложность системы путем сведения всех возможных внешних вызовов к одному объекту, делегирующему их соответствующим объектам системы.
Предоставляет единый высокоуровневый интерфейс вместо набора интерфейсов некоторой подсистемы, чтобы упростить её использование.
Классы подсистемы реализуют функциональность не зная о существовании фасада, а фасад адресует запросы клиентов подходящему объекту внутри системы.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Что такое архитектурный стиль?
Архитектурный стиль, иногда называемый архитектурным шаблоном – это набор принципов, высокоуровневая схема, обеспечивающая абстрактную инфраструктуру для семейства систем. Архитектурный стиль улучшает секционирование и способствует повторному использованию дизайна благодаря обеспечению решений часто встречающихся проблем. Архитектурные стили и шаблоны можно рассматривать как набор принципов, формирующих приложение. Гарлан (Garlan) и Шоу (Shaw) определяют архитектурный стиль как:
«… семейство систем с точки зрения схемы организации структуры. Точнее говоря, архитектурный стиль определяет набор компонентов и соединений, которые могут использоваться в экземплярах этого стиля, а также ряд ограничений по их возможным сочетаниям. Сюда могут относиться топологические ограничения на архитектурные решения (например, не использовать циклы). Описание стиля также может включать и другие ограничения, такие как, скажем, необходимость обработки семантики выполнения.»
Понимание архитектурных стилей обеспечивает несколько преимуществ. Самое главное из них – общий язык. Также они дают возможность вести диалог, не касаясь технологий, т.е. обсуждать схемы и принципы, не вдаваясь в детали. Например, архитектурные стили позволяют сравнивать схему клиент/сервер с n -уровневой схемой приложения. Архитектурные стили можно организовать по их фокусу. В следующей таблице перечислены основные фокусные области и соответствующие архитектурные стили.
Клиент/сервер, N-уровневая, 3-уровневая
Дизайн на основе предметной области (Domain Driven Design)
Компонентная, объектно-ориентированная, многоуровневая архитектура
Обзор основных архитектурных стилей
В следующей таблице приводится список типовых архитектурных стилей, рассматриваемых в данной главе, и дается краткое описание каждого из них. В последующих разделах главы все эти стили обсуждаются подробно, а также даются рекомендации по выбору соответствующих стилей для конкретного приложения.
Система разделяется на два приложения, где клиент
выполняет запросы к серверу. Во многих случаях в роли
сервера выступает база данных, а логика приложения
представлена процедурами хранения.
Дизайн приложения разлагается на функциональные или
логические компоненты с возможностью повторного
использования, предоставляющие тщательно
проработанные интерфейсы связи.
Дизайн на основе предметной
Объектно-ориентированный архитектурный стиль,
ориентированный на моделирование сферы деловой
активности и определяющий бизнес-объекты на основании
сущностей этой сферы.
Функциональные области приложения разделяются на
многослойные группы (уровни).
Архитектурный стиль, предписывающий использование
4 В некоторых источниках его так же называют проблемно-ориентированным проектированием ( прим. научного редактора ).
программной системы, которая может принимать и
связи, так что приложения получают возможность
взаимодействовать, не располагая конкретными
сведениями друг о друге.
Функциональность выделяется в отдельные сегменты, во
многом аналогично многослойному стилю, но в данном
случае сегменты физически располагаются на разных
Парадигма проектирования, основанная на распределении
ответственности приложения или системы между
отдельными многократно используемыми и
самостоятельными объектами, содержащими данные и
Описывает приложения, предоставляющие и
потребляющие функциональность в виде сервисов с
Сочетание архитектурных стилей
Архитектура программной системы практически никогда не ограничена лишь одним архитектурным стилем, зачастую она является сочетанием архитектурных стилей, образующих полную систему. Например, может существовать SOA-дизайн, состоящий из сервисов, при разработке которых использовалась многослойная архитектура и объектно-ориентированный архитектурный стиль.
Создавая настольное приложение, можно реализовать клиент, который будет отправлять запросы к программе на сервере. В этом случае развертывание клиента и сервера можно выполнить с помощью архитектурного стиля клиент/сервер и использовать компонентную архитектуру для дальнейшего разложения дизайна на независимые компоненты, предоставляющие соответствующие интерфейсы. Применение объектно-ориентированного подхода к этим компонентам повысит возможности повторного использования, тестирования и гибкость.
5 Модель-представление-контроллер ( прим. переводчика ).
На выбор архитектурных стилей оказывает влияние множество факторов. Сюда входят способность организации к проектированию и реализации, возможности и опыт разработчиков, а также ограничения инфраструктуры и организации. Информация, приведенная в следующих разделах, поможет при выборе соответствующих стилей для приложений.
Архитектура клиент/сервер
Клиент/серверная архитектура описывает распределенные системы, состоящие из отдельных клиента и сервера и соединяющей их сети. Простейшая форма системы клиент/сервер, называемая 2-уровневой архитектурой – это серверное приложение, к которому напрямую обращаются множество клиентов.
Исторически архитектура клиент/сервер представляет собой настольное приложение с графическим UI, обменивающееся данными с сервером базы данных, на котором в форме хранимых процедур располагается основная часть бизнес-логики, или с выделенным файловым сервером. Если рассматривать более обобщенно, архитектурный стиль клиент/сервер описывает отношения между клиентом и одним или более серверами, где клиент инициирует один или более запросов (возможно, с использованием графического UI), ожидает ответы и обрабатывает их при получении. Обычно сервер авторизует пользователя и затем проводит обработку, необходимую для получения результата. Для связи с клиентом сервер может использовать широкий диапазон протоколов и форматов данных.
На сегодняшний день примерами архитектурного стиля клиент/сервер могут служить Вебприложения, выполняющиеся в Интернете или внутренних сетях организаций; настольные приложения для операционной системы Microsoft Windows®, выполняющие доступ к сетевым сервисам данных; приложения, выполняющие доступ к удаленным хранилищам данных (такие как программы чтения электронной почты, FTP-клиенты и средства доступа к базам данных); инструменты и утилиты для работы с удаленными системами (такие как средства управления системой и средства мониторинга сети).
К другим разновидностям стиля клиент/сервер относятся:
Системы клиент-очередь-клиент . Этот подход позволяет клиентам обмениваться данными с другими клиентами через очередь на сервере. Клиенты могут читать данные с и отправлять данные на сервер, который выступает в роли простой очереди для хранения данных. Благодаря этому клиенты могут распределять и синхронизировать файлы и сведения. Иногда такую архитектуру называют пассивной очередью .
Одноранговые (Peer-to-Peer, P2P) приложения . Созданный на базе клиент-очередь- клиент, стиль P2P позволяет клиенту и серверу обмениваться ролями с целью распределения и синхронизации файлов и данных между множеством клиентов. Эта схема расширяет стиль клиент/сервер, добавляя множественные ответы на запросы, совместно используемые данные, обнаружение ресурсов и устойчивость при удалении участников сети.
Серверы приложений . Специализированный архитектурный стиль, при котором приложения и сервисы размещаются и выполняются на сервере, и тонкий клиент
Читайте также: