Шаблоны архитектуры (паттерн)

Архитектурный шаблон - это общее, многократно используемое решение часто встречающейся проблемы в архитектуре программного обеспечения в заданном контексте. Архитектурные шаблоны решают различные проблемы разработки программного обеспечения, такие как ограничения производительности компьютерного оборудования, высокая доступность и минимизация бизнес-рисков.

Представьте себе мастерство проектирования небоскреба, где форма сочетается с функцией, а инженерный блеск касается неба. В мире программного обеспечения архитектурные шаблоны служат компасом архитектора, направляя разработку надежных и обслуживаемых систем.

Шаблоны архитектуры программного обеспечения предлагают многократно используемые конструкции для различных ситуаций, предлагая многочисленные преимущества, такие как повышенная эффективность, продуктивность, скорость, оптимизация затрат и лучшее планирование.

Одним из примечательных примеров успешного шаблона архитектуры является Amazon. Amazon использовала архитектуру, управляемую событиями, для запуска действий и обработки асинхронной связи между службами.

Этот подход позволил Amazon создавать слабосвязанные системы для обработки крупномасштабного трафика и реагирования на события в режиме реального времени.

Что такое архитектурный шаблон?

Архитектурный шаблон - это набор проектных решений, которые решают повторяющиеся проблемы проектирования в различных контекстах разработки программного обеспечения. Он предлагает правила и принципы для организации взаимодействий между предопределенными подсистемами и их ролями.

Хотя архитектурный шаблон представляет собой приблизительный образ или схему вашей системы, это не сама архитектура. Вместо этого это концепция, которая помогает вам понять элементы архитектуры программного обеспечения. Может существовать бесчисленное множество элементов архитектуры, реализующих один и тот же шаблон. Вот почему шаблоны известны как “строго описанные и широко используемые”. Успех системы зависит от выбора архитектуры программного обеспечения.

Известными примерами архитектурных шаблонов являются микросервисы, шина сообщений, запросчик / потребитель услуг, шаблон MVC, MVVM, микроядро, n-уровневые компоненты проектирования, управляемые доменом, и управление представлением-абстракцией.

В чем важность шаблона архитектуры программного обеспечения?

Шаблоны архитектуры программного обеспечения имеют большое значение, поскольку они могут решать различные проблемы в разных доменах. Например, вместо того, чтобы зависеть от одного сервера, сложные пользовательские запросы можно легко сегментировать на более мелкие фрагменты и распределять по нескольким серверам. В другом примере протоколы тестирования можно упростить, разделив различные сегменты программного обеспечения, а не тестируя все сразу.

Вот еще несколько причин, по которым шаблоны архитектуры программного обеспечения жизненно важны для любого программного приложения:

Определение основных характеристик приложения:

Знание характеристик, сильных и слабых сторон каждой архитектуры становится важным для правильного выбора той, которая соответствует вашим бизнес-целям. Было замечено, что шаблоны архитектуры помогают определить основные характеристики и поведение приложения. Например, некоторые шаблоны архитектуры естественным образом можно использовать для масштабируемых приложений, тогда как другие можно использовать для гибких приложений.

Поддержание качества и эффективности:

Существует высокая вероятность того, что любое создаваемое вами приложение может столкнуться с проблемами качества. В соответствии с вашими характеристиками качества разработки программного обеспечения выбор шаблона архитектуры может помочь свести к минимуму проблемы с качеством при сохранении эффективности.

Обеспечение гибкости:

Для программных приложений естественно подвергаться многочисленным модификациям и итерациям во время разработки программного обеспечения и даже после производства. Поэтому предварительное планирование базовой архитектуры программного обеспечения обеспечивает гибкость приложения и упрощает будущие модификации.

Решение проблем:

Предварительное планирование и знание архитектуры программного обеспечения дают четкое представление о том, как приложение и его компоненты будут функционировать. Имея готовую архитектуру, команда разработчиков может перенять лучшие практики для решения сложных процессов и устранения любых ошибок в будущем.

Повышение производительности:

Независимо от навыков и знаний, которыми человек обладает о языке программирования, фреймворке или приложении, должны существовать определенные стандартизированные принципы. При наличии соответствующего шаблона приложения компания может быстро оценить статус проекта. Кроме того, показатели производительности повышаются, когда используется шаблон архитектуры, уточняющий масштаб проекта.

Шаблон архитектуры программного обеспечения против шаблона проектирования

Существует тонкая грань между шаблоном архитектуры и шаблоном проектирования, и большинство людей путаются между ними. Для начала давайте представим, что вашей команде поручено построить дом и жить в нем.

Чтобы приступить к выполнению задачи, сначала им пришлось бы спланировать ее, прежде чем класть кирпичи и цемент на пустую площадку. Более того, даже после того, как дом спланирован, остается еще многое для того, чтобы в нем стоило жить – им понадобятся основные удобства, такие как кухонная техника, постельное белье, туалетные принадлежности и многое другое. В этой аналогии то, как должен выглядеть дом, представляет архитектурные шаблоны, тогда как дизайн интерьера дома представляет шаблоны проектирования.

В программной системе архитектура рассматривается, когда вам нужно создать бизнес-логику, логику базы данных, пользовательский интерфейс и т.д., Тогда как шаблоны проектирования программного обеспечения используются при реализации бизнес-логики или логики базы данных.