7 min read

10 wzorców architektury oprogramowania, o których warto wiedzieć

Trendy

Ulepszenie oprogramowania

Idea korzystania z wzorców architektury oprogramowania wynika z dążenia do stworzenia skalowalnego rozwiązania, którego priorytetem jest spełnianie wymagań użytkowników. Ponadto, koncepcja ta obejmuje tak ważne aspekty jak bezpieczeństwo, zarządzalność i wydajność. Zły wybór projektu architektury oprogramowania może jednak prowadzić do negatywnych konsekwencji. Dlatego programiści powinni poznać najpopularniejsze wzorce i być świadomi ich przydatności w każdym konkretnym przypadku.

Czym jest wzorzec architektury oprogramowania?

Wzorzec architektoniczny to obrazowa reprezentacja całego systemu i jego podsystemów, a także ról i obowiązków, zasad, a nawet mapy drogowej w celu ustanowienia relacji między wszystkimi tymi częściami. Mówiąc prościej, jest to rodzaj “planu” przyszłej strony internetowej, aplikacji lub mikrousługi, który będzie wykorzystywany podczas procesu rozwoju.

Jak ważne są wzorce architektury oprogramowania?

Wzorce architektury oprogramowania mają ogromne znaczenie, ponieważ mogą przynieść rozwiązania różnych problemów w różnych dziedzinach. Dzięki zastosowaniu takiej koncepcji, zespoły mogą uprościć procedury testowania, dzieląc je na przykład na mniejsze segmenty. Korzystając z wzorców architektury oprogramowania, programiści mogą dzielić żądania użytkowników na mniejsze fragmenty danych, aby uniknąć polegania na jednym serwerze.

Poniżej znajduje się kilka powodów, dla których warto zastosować to podejście na etapie tworzenia aplikacji.

Identyfikacja podstawowych cech aplikacji

Wzorce architektury oprogramowania odgrywają znaczącą rolę w definiowaniu podstawowych cech każdej aplikacji. To z kolei pomaga zdefiniować, które wzorce mogą być używane w aplikacjach zwinnych, a które powinny być lepiej wykorzystywane w aplikacjach wysoce skalowalnych.

Zapewnienie jakości i wydajności

Dzięki odpowiedniemu doborowi wzorców architektury oprogramowania, zespoły mogą zminimalizować problemy jakościowe, które mogą pojawić się w trakcie rozwoju i po jego zakończeniu.

Zapewnienie zwinności

Tworzenie „planu” przyszłej aplikacji zapewnia jej odpowiedni poziom zwinności, co pozwala programistom na wprowadzanie licznych modyfikacji i iteracji w przyszłości.

Rozwiązywanie problemów

Zrozumienie architektury oprogramowania pozwala programistom mieć jasny obraz funkcjonowania przyszłych komponentów aplikacji. Takie podejście pozwala programistom wykorzystać najlepsze techniki w celu rozwiązania wszystkich możliwych problemów w czasie.

Zwiększanie produktywności

Standardowe zasady stosowane we wzorcach architektury oprogramowania pozwalają zespołom szybko zobaczyć aktualny stan projektu. Dzięki tej metodologii zespoły mają możliwość zwiększenia produktywności.

Różnica między wzorcem architektury oprogramowania a wzorcem projektowym

Rozróżnienie między wzorcami architektury oprogramowania a wzorcami projektowymi może wydawać się trudne, jednak staje się bardziej niż przejrzyste, jeśli potraktujemy oba te elementy osobno. Wzorce architektury są wykorzystywane do tworzenia logiki biznesowej, interfejsów użytkownika i innych aspektów, podczas gdy projektowanie jest wykorzystywane do implementacji logiki biznesowej.

Wzorce architektury oprogramowania

Istnieje kilka wzorców architektury oprogramowania, które są obecnie używane przez zespoły. Poniżej znajdują się najpopularniejsze z nich.

Warstwowy

Stosując ten konkretny wzorzec, każda warstwa ma swoją własną, charakterystyczną rolę w aplikacji. Co więcej, takie podejście pozwala modyfikować różne komponenty aplikacji bez wpływu na pozostałe warstwy. Wzorce projektowe warstwowej architektury oprogramowania mogą być wykorzystywane przez zespoły z niedoświadczonymi programistami lub do tworzenia aplikacji w ograniczonych ramach czasowych.

Klient-serwer

Taka architektura oprogramowania w praktyce reprezentuje strukturę rozproszoną, w której istnieją dwa główne komponenty – klient i serwer. Wdrażając taką technikę, zespoły mogą ułatwić interoperacyjność między oboma komponentami, które mogą, ale nie muszą znajdować się w tej samej sieci.

Mistrz-niewolnik

This is another distributed approach, where the master component has full control over slave ones. While the latter is responsible for handling separate tasks, the first compiles the results to display them. Master-Slave pattern is also used for user interfaces and servers. In both cases the master listens for commands coming either from the user or from clients. When a command is received, a slave is launched to execute the command while the master resumes listening for more commands (such as the “suspend the last command” command).

Filtr rurowy

W tej strukturze różne komponenty są reprezentowane jako filtry używane do sortowania danych, które przepływają przez specjalne potoki danych. Filtry z kolei reprezentują łańcuch, co oznacza, że dane wychodzące z jednego filtra przechodzą później przez inny. Ideą tego podejścia jest rozbicie ogromnych procesów i komponentów na mniejsze.

Broker

Wzorzec brokera składa się z trzech głównych komponentów – brokerów, klientów i serwerów. Podejście to może być wykorzystywane do budowy systemów rozproszonych z oddzielonymi komponentami. Broker działa jako koordynator, ustanawiając komunikację między różnymi komponentami w aplikacji.

Peer-to-peer

Wszystkie poszczególne komponenty w tej strukturze nazywane są peerami. Mogą one działać jako klienci, serwery, a nawet oba z nich. Klienci żądają usług, podczas gdy serwery świadczą usługi innym. Takie podejście jest szeroko stosowane w różnych sieciach udostępniania plików. W sieciach peer-to-peer zasoby takie jak moc obliczeniowa, pamięć masowa lub przepustowość są udostępniane bezpośrednio uczestnikom sieci bez konieczności centralnej koordynacji. W przeciwieństwie do tradycyjnego modelu klient-serwer, sieci równorzędne są zarówno dostawcami, jak i odbiorcami zasobów. Powstający system P2P oparty na współpracy wykracza poza prostą usługę peer-to-peer. Wirtualne społeczności stają się coraz potężniejsze dzięki peerom, którzy wnoszą unikalne zasoby i możliwości, świadcząc usługi wykraczające poza to, co mogą zapewnić poszczególni peerzy, ale są korzystne dla wszystkich.

Event-bus

Jest to wzorzec architektoniczny sterowany zdarzeniami z rozproszonym projektem asynchronicznym. Umożliwia on deweloperom tworzenie skalowalnych rozwiązań. Wzorzec ten może być stosowany we wszystkich typach aplikacji, od małych po złożone rozwiązania.

Model-widok-kontroler

Wzorzec model-widok-kontroler lub MVC pozwala zespołom na rozbicie części kodu front-end i back-end oraz umieszczenie ich w różnych komponentach. Upraszcza to zarządzanie całym kodem i ułatwia dostosowanie każdej części rozwiązania (back-endu i front-endu) osobno.

Model: Model zawiera podstawową funkcjonalność i dane.

Widok: Widok wyświetla informacje dla użytkownika.

Kontroler: Kontrolery obsługują dane wejściowe od użytkownika.

Tablica (Blackboard)

Wdrażając taki wzorzec, zespoły mogą wykorzystać ideę tablicy do przechowywania danych globalnych. Tablica może być aktualizowana przez źródło wiedzy. Idea tej architektury polega na tym, że kontrolka z wieloma źródłami wchodzi w interakcję z tablicą. Przechodzi przez różne źródła, a gdy znajdzie rozwiązanie, kontrolka publikuje je.

Ogólnie rzecz biorąc, wzorzec Blackboard obejmuje trzy komponenty:

Współdzielona przestrzeń do przechowywania danych o świecie (Blackboard).
Zestaw algorytmów (ML lub innych), które odczytują dane ze świata i publikują wyniki na Blackboard.
Zestaw modułów, które odczytują wyniki Blackboard i odpowiednio dostosowują robota.

Interpreter

Mówiąc najprościej, ten wzorzec architektury definiuje gramatykę języka, która ma być później oceniana przez interpreter. Wykorzystując ten projekt, programiści mogą technicznie używać wyrażeń regularnych, a nawet analizować dowolny ludzki język i uruchamiać interpretację. W ramach tego wzorca implementowany jest interfejs wyrażenia, który nakazuje interpreterowi interpretację określonego kontekstu.

Ten wzorzec jest używany w parsowaniu SQL, silniku przetwarzania symboli itp.
Do wykonania tego wzorca używana jest hierarchia wyrażeń. Istnieją dwa typy wyrażeń: terminale i nieterminale.
Wzorce projektowe interpreterów mają strukturę drzewa podobną do wzorca projektowego composite, z wyrażeniami terminalnymi reprezentującymi liście i wyrażeniami nieterminalnymi reprezentującymi kompozyty.
Parser generuje drzewo wyrażeń, które muszą zostać ocenione. Parser nie może być uważany za część wzorca interpretera.

Podsumowanie

By taking a close look at the technology that can provide development teams with a means to boost productivity, lead engineers can be able to identify serious team composition problems. As a result, they can create appropriate training programs and facilitate their company’s long-term growth. At Innowise, our seasoned engineers are experts in adopting the best architectural approaches to software development.

Jeśli masz jakiekolwiek pytania, skontaktuj się z nami, a my z przyjemnością pomożemy Ci zrealizować Twój wymarzony projekt.

Najczęściej zadawane pytania (FAQ)

How do I choose the right software pattern for my project?

Choosing the right software pattern depends on several factors, including the project’s complexity, scalability requirements, and your team’s familiarity with the pattern. Conduct a thorough analysis before making a decision.

What is the role of architecture in software security?

Architektura oprogramowania może mieć znaczący wpływ na jego bezpieczeństwo. Dobrze zaprojektowana architektura może pomóc w zapobieganiu lukom w zabezpieczeniach i łagodzeniu potencjalnych zagrożeń.

How do cloud-native architectures differ from traditional ones?

Architektury cloud-native są zaprojektowane specjalnie w celu wykorzystania możliwości platform chmurowych. Priorytetem jest skalowalność, elastyczność i odporność, co czyni je idealnymi dla środowisk chmurowych.

What are some upcoming trends in software architecture?

Niektóre z pojawiających się trendów obejmują przyjęcie architektury bezserwerowej, przetwarzanie brzegowe i ciągły rozwój mikrousług.

Dziękujemy za ocenę!

Dziękuję za komentarz!

Dmitry Nazarevich CTO

Data: 16 listopada 2022 r.

Spis treści

Oceń ten artykuł:

★★★★★ 4/5

4.8/5 (45 opinii)

Powiązane treści

Blog

Sztuczna inteligencja w handlu elektronicznym: Od koncepcji do rzeczywistego wpływu

Blog

Maksymalizacja opieki nad pacjentem: Korzyści z analizy danych w opiece zdrowotnej

Blog

IoT w budownictwie: korzyści, historie sukcesu i trendy

Blog

Czym jest DeFi w bankowości?

Blog

Kompletny przewodnik po najlepszych platformach eCommerce CMS w 2024 roku

Blog

Bankowość cyfrowa w 2024 roku: 12 trendów, dzięki którym zyskasz przewagę

Blog

Tokenizacja danych: Przyszłość bezpiecznej obsługi danych

Blog

Moc mapowania danych w opiece zdrowotnej

Blog

Small cover The evolution of P2P transactions

Ewolucja transakcji P2P: kompleksowy przewodnik

Blog

Cyfrowy bliźniak w budownictwie: korzyści, wyzwania i rzeczywiste przykłady

Blog

Big data trends 2024: Navigating the future of data technology

Trendy Big Data 2024: Nawigacja po przyszłości technologii danych

Blog

Product information management (PIM) solutions 2024_ trends and innovations to look out for small

Rozwiązania do zarządzania informacjami o produkcie (PIM) 2024: trendy i innowacje, na które warto zwrócić uwagę

Potrzebujesz rozwiązania technologicznego? Skontaktuj się z nami!

Co będzie dalej?

Po otrzymaniu i przetworzeniu Twojego zgłoszenia skontaktujemy się z Tobą wkrótce, aby wyszczególnić potrzeby projektu i podpisać umowę o zachowaniu poufności, aby zapewnić poufność informacji.

Po przeanalizowaniu wymagań, nasi analitycy i programiści opracowują projekt z zakresem prac, wielkością zespołu, czasem i kosztami szacunki.

Umówimy się z Tobą na spotkanie, aby omówić ofertę i dojść do porozumienia porozumienia.

Podpisujemy umowę i rozpoczynamy pracę nad projektem tak szybko, jak to możliwe.