原文：https://towardsdatascience.com/10-common-software-architectural-patterns-in-a-nutshell-a0b47a1e9013
作者：Vijini Mallawaarachchi
有没有想过大型企业规模的系统是如何设计的？在开始主要的软件开发之前, 我们必须选择一个合适的体系结构, 为我们提供所需的功能和质量属性。因此, 在将它们应用到我们的设计之前, 我们应该了解不同的体系结构。
什么是架构模式？
根据维基百科,
体系结构模式是针对给定上下文中软件体系结构中常见问题的通用、可重用的解决方案。体系结构模式类似于软件设计模式, 但具有更广泛的范围。
在本文中, 我将简要解释以下10种常见的体系结构模式及其用法、优缺点。
- 分层模式
- 客户端-服务器模式
- 主从模式
- 管道过滤器模式
- 经纪商模式
- 点对点模式
- 事件总线模式
- 模型视图控制器模式
- 黑板图案
- 解释模式
1. 分层模式
此模式可用于构造可分解为子任务组的程序, 每个子任务都处于特定的抽象级别。每个层都向下一个更高的层提供服务。
一般信息系统最常见的4层如下。
表示层(也称为ui 层)
应用层(也称为服务层)
业务逻辑层(也称为域层)
数据访问层(也称为持久性层)
使用
常规桌面应用程序。
电子商务网络应用程序。
2. 客户端-服务器模式
这种模式由两个当事方组成;服务器和多个客户端。服务器组件将为多个客户端组件提供服务。客户端从服务器请求服务, 服务器向这些客户端提供相关服务。此外, 服务器继续侦听客户端请求。
使用
在线应用程序, 如电子邮件、文档共享和银行。
3. 主从模式
这种模式由两个当事方组成;主人和奴隶。主组件将工作分布在相同的从属组件中, 并从从件返回的结果中计算最终结果。
使用
在数据库复制中, 主数据库被视为权威源, 从数据库与之同步。
连接到计算机系统中总线的外围设备 (主从驱动器)。
4. 管道过滤器图案
这种模式可用于构建产生和处理数据流的系统。每个处理步骤都包含在筛选器组件中。要处理的数据通过管道。这些管道可用于缓冲或同步目的。
使用
编译器。连续筛选器执行词法分析、分析、语义分析和代码生成。
生物信息学中的工作流。
5. 经纪商模式
此模式用于构造具有解耦组件的分布式系统。这些组件可以通过远程服务调用相互交互。代理组件负责协调组件之间的通信.
服务器将其功能 (服务和特征) 发布到代理服务器。客户端从代理请求服务, 然后代理将客户端从其注册表重定向到合适的服务。
使用
消息代理软件, 如 apache activemq、 apache kafka、 rabbitmq 和 jboss 消息.
6. 点对点模式
在此模式中, 单个组件称为对等组件。对等方既可以充当客户端、请求其他对等方的服务, 也可以充当向其他对等方提供服务的服务器。对等方可以充当客户端或服务器或两者兼而有之, 并且可以随着时间的推移动态地更改其角色。
使用
文件共享网络, 如 gnutella 和 g2 )
多媒体协议, 如 P2PTV 和 pdtp .
7. 事件总线模式
这种模式主要处理事件, 有4个主要组成部分;事件源、事件侦听器、通道和事件总线。源将消息发布到事件总线上的特定通道。听众订阅特定的频道。侦听器会收到消息的通知, 这些消息已发布到他们以前订阅过的通道。
使用
安卓开发
通知服务
8. 模型-视图-控制器模式
此模式, 也称为 mvc 模式, 将交互式应用程序分为3个部分, 如:
模型-包含核心功能和数据
视图-向用户显示信息 (可能定义了多个视图)
控制器-处理来自用户的输入
这样做是为了将信息的内部表示形式与向用户显示和接受信息的方式分开。它将组件分离, 并允许高效的代码重用。
使用
主要编程语言中的万维网应用程序的体系结构。
web 框架, 如 django 和 rails .
9. 黑板图案
此模式对于不知道确定性解决方案策略的问题非常有用。黑板图案由3个主要部分组成。
黑板-一个结构化的全局内存, 包含来自解决方案空间的对象
知识来源–具有自己的代表性的专用模块
控制组件-选择、配置和执行模块。
所有的部件都可以进入黑板。组件可能会生成添加到黑板上的新数据对象。组件在黑板上查找特定类型的数据, 并可能通过与现有知识源的模式匹配来查找这些数据。
使用
语音识别
车辆识别和跟踪
蛋白质结构鉴定
声纳信号解释。
10. 解释器模式
此模式用于设计解释用专用语言编写的程序的组件。它主要指定如何计算程序行, 称为句子或以特定语言编写的表达式。基本的想法是为语言的每个符号有一个类。
使用
数据库查询语言, 如 sql。
用于描述通信协议的语言。
下表总结了每种体系结构模式的优缺点。
| 名称 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 分层模式 | 一个较低的层可以被不同的层所使用。层使标准化更容易，因为我们可以清楚地定义级别。可以在层内进行更改，而不会影响其他层。 | 不是普遍适用的。在某些情况下，某些层可能会被跳过。 |
| 客户端-服务器模式 | 很好地建立一组服务，用户可以请求他们的服务。 | 请求通常在服务器上的单独线程中处理。由于不同的客户端具有不同的表示，进程间通信会导致额外开销。 |
| 主从设备模式 | 准确性——将服务的执行委托给不同的从设备，具有不同的实现。 | 从设备是孤立的：没有共享的状态。主-从通信中的延迟可能是一个问题，例如在实时系统中。这种模式只能应用于可以分解的问题。 |
| 管道-过滤器模式 | 展示并发处理。当输入和输出由流组成时，过滤器在接收数据时开始计算。轻松添加过滤器，系统可以轻松扩展。过滤器可重复使用。 可以通过重新组合一组给定的过滤器来构建不同的管道。 | 效率受到最慢的过滤过程的限制。从一个过滤器移动到另一个过滤器时的数据转换开销。 |
| 代理模式 | 允许动态更改、添加、删除和重新定位对象，这使开发人员的发布变得透明。 | 要求对服务描述进行标准化。 |
| 点对点模式 | 支持分散式计算。对任何给定节点的故障处理具有强大的健壮性。在资源和计算能力方面具有很高的可扩展性。 | 服务质量没有保证，因为节点是自愿合作的。安全是很难得到保证的。性能取决于节点的数量。 |
| 事件总线模式 | 新的发布者、订阅者和连接可以很容易地添加。对高度分布式的应用程序有效。 | 可伸缩性可能是一个问题，因为所有消息都是通过同一事件总线进行的。 |
| 模型-视图-控制器模式 | 可以轻松地拥有同一个模型的多个视图，这些视图可以在运行时连接和断开。 | 增加复杂性。可能导致许多不必要的用户操作更新。 |
| 黑板模式 | 很容易添加新的应用程序。扩展数据空间的结构很简单。 | 修改数据空间的结构非常困难，因为所有应用程序都受到了影响。可能需要同步和访问控制。 |
| 解释器模式 | 高度动态的行为是可行的。对终端用户编程性提供好处。提高灵活性，因为替换一个解释程序很容易。 | 由于解释语言通常比编译后的语言慢，因此性能可能是一个问题。 |
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