Оригинал: Unlocking the Top 10 Software Architectural Patterns Every Developer Should Know
Перевод для канала Мы ж программист
Вы когда-нибудь задумывались о том, как создаются крупномасштабные программные системы? Выбор правильной архитектуры имеет решающее значение для создания масштабируемых, поддерживаемых и эффективных приложений. Сегодня мы рассмотрим 10 лучших архитектурных подходов (паттернов) программного обеспечения, которые должен иметь в своем арсенале каждый разработчик. Мы узнаем, что это такое, когда их следует использовать, а также приведем несколько реальных примеров.
1. Многослойная (N-Tier) архитектура
Что это?
Многослойная архитектура организует ваш код в отдельные слои, каждый из которых несет определенную ответственность. К общим слоям относятся:
- Презентационный слой: Компоненты пользовательского интерфейса.
- Слой бизнес-логики: Основная функциональность и правила.
- Слой данных: Взаимодействие с базами данных или внешними сервисами.
Когда использовать?
Идеально подходит для приложений, требующих разделения областей отвественности, таких как корпоративные приложения или веб-сайты электронной коммерции.
Пример из жизни:
Представьте себе банковское приложение, в котором слой пользовательского интерфейса управляет взаимодействием с пользователем, слой бизнес-логики обрабатывает транзакции, а слой доступа к данным взаимодействует с базой данных банка.
2. Клиент-серверная архитектура
Что это?
Этот паттерн разделяет систему на два приложения: клиент (front-end) и сервер (back-end). Клиент запрашивает услуги, а сервер их предоставляет.
Когда использовать?
В целом в веб-приложениях, онлайн-играх и любых системах, где множество клиентов должны взаимодействовать с централизованным сервером.
Пример из жизни:
Чат-приложение, в котором пользователи (клиенты) отправляют сообщения, которые обрабатываются и распространяются центральным сервером.
3. Архитектура ведущий-ведомый (master-slave)
Что это?
Ведущий компонент распределяет задачи между одним или несколькими ведомыми компонентами и обрабатывает результаты.
Когда использовать?
Полезен при параллельной обработке, репликации баз данных и обработке данных в реальном времени.
Пример из жизни:
При репликации базы данных ведущая база данных выполняет операции записи, а подчиненные базы данных – операции чтения, что повышает производительность.
4. Архитектура канал-фильтр (pipe-and-filter)
Что это?
Данные проходят через последовательность компонентов обработки (фильтры), соединенных каналами, по которым транспортируются данные.
Когда использовать?
Идеально подходит для систем, обрабатывающих потоки данных, таких как компиляторы или приложения для обработки сигналов.
Пример из жизни:
Приложение для обработки видео, в котором необработанные видеоданные проходят через фильтры для декодирования, изменения размера и кодирования.
5. Архитектура “брокер”
Что это?
Компоненты взаимодействуют через брокера, который координирует связь и обмен данными.
Когда использовать?
Лучше всего подходит для распределенных систем, в которых необходимо взаимодействие разрозненных компонентов, например микросервисов.
Пример из жизни:
Онлайн-площадка, где брокер управляет общением между покупателями, продавцами и платежными сервисами.
6. Одноранговая архитектура (peer-to-peer, P2P)
Что это?
Каждый компонент, или пир, выступает в роли как клиента, так и сервера. Пиры обмениваются ресурсами напрямую, без центрального координатора.
Когда использовать?
Подходит для децентрализованных систем, таких как файлообменные сети или блокчейн.
Пример из жизни:
Торрент-сети, в которых пользователи обмениваются файлами напрямую друг с другом без центрального сервера.
7. Архитектура, управляемая событиями (event-driven)
Что это?
Компоненты взаимодействуют друг с другом, испуская и обрабатывая события. Он состоит из производителей событий, потребителей событий и шины событий.
Когда использовать?
Отлично подходит для приложений, которым необходимо реагировать на большое количество событий, например для аналитики в реальном времени или IoT-систем.
Пример из жизни:
Платформа для торговли акциями, где изменения цен (события) транслируются, а торговые алгоритмы (потребители) реагируют соответствующим образом.
8. Архитектура модель-вид-контроллер (MVC)
Что это?
Разделяет приложение на три взаимосвязанных компонента:
- Модель: Управляет данными и бизнес-логикой.
- Вид (представление): Управляет отображением информации.
- Контроллер: Управляет пользовательским вводом и взаимодействует с моделью.
Когда использовать?
Часто встречается в веб-фреймворках и приложениях, требующих четкого разделения пользовательского интерфейса и бизнес-логики.
Пример из жизни:
Веб-приложения, созданные с помощью таких фреймворков, как Ruby on Rails или ASP.NET MVC.
9. Архитектура микроядра (архитектура подключаемых модулей)
Что это?
Состоит из ядра системы (микроядра), обеспечивающего минимальную функциональность, а дополнительные возможности реализуются в виде подключаемых модулей.
Когда использовать?
Идеально подходит для приложений, которые должны быть расширяемыми и адаптируемыми, таких как IDE или сложные бизнес-приложения.
Пример из жизни:
Eclipse IDE, где ядро обеспечивает базовую функциональность, а разработчики могут добавлять плагины для различных языков программирования или инструментов.
10. Архитектура интерпретатора
Что это?
Включает в себя компонент, который интерпретирует и выполняет инструкции, написанные на пользовательском языке или формате.
Когда использовать?
Пригодится, если вам нужно поддерживать возможности сценариев или специфические для домена языки.
Пример из жизни:
Процессоры SQL-запросов, которые интерпретируют и выполняют запросы к базе данных.
Итог
Понимание этих архитектурных паттернов позволит вам принимать взвешенные решения при проектировании программных систем. Помните, что выбор лучшего паттерна зависит от конкретного случая использования, поэтому учитывайте такие факторы, как масштабируемость, удобство обслуживания и сложность.