10種常見的軟件體系架構(gòu)模式分析以及它們的用法、優(yōu)缺點

有沒有想過要設(shè)計多大的企業(yè)規(guī)模系統(tǒng)？在主要的軟件開發(fā)開始之前，我們必須選擇一個合適的體系結(jié)構(gòu)，它將為我們提供所需的功能和質(zhì)量屬性。因此，在將它們應(yīng)用到我們的設(shè)計之前，我們應(yīng)該了解不同的體系結(jié)構(gòu)。

根據(jù)維基百科中的定義：

架構(gòu)模式是一個通用的、可重用的解決方案，用于在給定上下文中的軟件體系結(jié)構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。架構(gòu)模式與軟件設(shè)計模式類似，但具有更廣泛的范圍。

在本文中，將簡要地解釋以下10種常見的體系架構(gòu)模式，以及它們的用法、優(yōu)缺點。

一. 分層模式

這種模式也稱為多層體系架構(gòu)模式。它可以用來構(gòu)造可以分解為子任務(wù)組的程序，每個子任務(wù)都處于一個特定的抽象級別。每個層都為下一個提供更高層次服務(wù)。

一般信息系統(tǒng)中最常見的是如下所列的4層。

? 表示層(也稱為UI層)? 應(yīng)用層(也稱為服務(wù)層)? 業(yè)務(wù)邏輯層(也稱為領(lǐng)域?qū)?? 數(shù)據(jù)訪問層(也稱為持久化層)

使用場景：? 一般的桌面應(yīng)用程序? 電子商務(wù)Web應(yīng)用程序

二. 客戶端-服務(wù)器模式

這種模式由兩部分組成：一個服務(wù)器和多個客戶端。服務(wù)器組件將為多個客戶端組件提供服務(wù)。客戶端從服務(wù)器請求服務(wù)，服務(wù)器為這些客戶端提供相關(guān)服務(wù)。此外，服務(wù)器持續(xù)偵聽客戶機請求。

使用場景：? 電子郵件，文件共享和銀行等在線應(yīng)用程序

三. 主從設(shè)備模式

這種模式由兩方組成;主設(shè)備和從設(shè)備。主設(shè)備組件在相同的從設(shè)備組件中分配工作，并計算最終結(jié)果，這些結(jié)果是由從設(shè)備返回的結(jié)果。

使用場景：? 在數(shù)據(jù)庫復(fù)制中，主數(shù)據(jù)庫被認為是權(quán)威的來源，并且要與之同步? 在計算機系統(tǒng)中與總線連接的外圍設(shè)備(主和從驅(qū)動器)

四. 管道-過濾器模式

此模式可用于構(gòu)造生成和處理數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)。每個處理步驟都封裝在一個過濾器組件內(nèi)。要處理的數(shù)據(jù)是通過管道傳遞的。這些管道可以用于緩沖或用于同步。

使用場景：? 編譯器。連續(xù)的過濾器執(zhí)行詞法分析、解析、語義分析和代碼生成? 生物信息學(xué)的工作流

五. 代理模式

此模式用于構(gòu)造具有解耦組件的分布式系統(tǒng)。這些組件可以通過遠程服務(wù)調(diào)用彼此交互。代理組件負責(zé)組件之間的通信協(xié)調(diào)。

服務(wù)器將其功能(服務(wù)和特征)發(fā)布給代理?？蛻舳藦拇碚埱蠓?wù)，然后代理將客戶端重定向到其注冊中心的適當(dāng)服務(wù)。

使用場景：? 消息代理軟件，如Apache ActiveMQ，Apache Kafka，RabbitMQ和JBoss Messaging

六. 點對點模式

在這種模式中，單個組件被稱為對等點。對等點可以作為客戶端，從其他對等點請求服務(wù)，作為服務(wù)器，為其他對等點提供服務(wù)。對等點可以充當(dāng)客戶端或服務(wù)器或兩者的角色，并且可以隨時間動態(tài)地更改其角色。

使用場景：? 像Gnutella和G2這樣的文件共享網(wǎng)絡(luò)? 多媒體協(xié)議，如P2PTV和PDTP? 像Spotify這樣的專有多媒體應(yīng)用程序

七. 事件總線模式

這種模式主要是處理事件，包括4個主要組件：事件源、事件監(jiān)聽器、通道和事件總線。消息源將消息發(fā)布到事件總線上的特定通道上。偵聽器訂閱特定的通道。偵聽器會被通知消息，這些消息被發(fā)布到它們之前訂閱的一個通道上。

使用場景：? 安卓開發(fā)? 通知服務(wù)

八. 模型-視圖-控制器模式

這種模式，也稱為MVC模式，把一個交互式應(yīng)用程序劃分為3個部分，? 模型：包含核心功能和數(shù)據(jù)? 視圖：將信息顯示給用戶(可以定義多個視圖)? 控制器：處理用戶輸入的信息

這樣做是為了將信息的內(nèi)部表示與信息的呈現(xiàn)方式分離開來，并接受用戶的請求。它分離了組件，并允許有效的代碼重用。

使用場景：? 在主要編程語言中互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的體系架構(gòu)? 像Django和Rails這樣的Web框架

九. 黑板模式

這種模式對于沒有確定解決方案策略的問題是有用的。黑板模式由3個主要組成部分組成。? 黑板——包含來自解決方案空間的對象的結(jié)構(gòu)化全局內(nèi)存? 知識源——專門的模塊和它們自己的表示? 控制組件——選擇、配置和執(zhí)行模塊所有的組件都可以訪問黑板。組件可以生成添加到黑板上的新數(shù)據(jù)對象。組件在黑板上查找特定類型的數(shù)據(jù)，并通過與現(xiàn)有知識源的模式匹配來查找這些數(shù)據(jù)。

使用場景：? 語音識別? 車輛識別和跟蹤? 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)識別? 聲納信號的解釋

十. 解釋器模式

這個模式用于設(shè)計一個解釋用專用語言編寫的程序的組件。它主要指定如何評估程序的行數(shù)，即以特定的語言編寫的句子或表達式。其基本思想是為每種語言的符號都有一個分類。

使用場景：? 數(shù)據(jù)庫查詢語言，比如SQL? 用于描述通信協(xié)議的語言

體系架構(gòu)模式的比較

下面給出的表格總結(jié)了每種體系架構(gòu)模式的優(yōu)缺點。