你是否曾經思考過如何設計大型的企業級系統?在決定啓動軟件開發以前,首要的是選擇恰當的架構來指引系統的功能及質量屬性設計。所以在將軟件架構應用於設計以前,必須要了解經常使用的架構模式。web
什麼是架構模式?
Wikipedia 的解釋:數據庫
在軟件架構中,架構模式是對特定環境下常見問題的通用且可重用的解決方案。架構模式與軟件設計模式很類似,但架構模式的層次更高,且外延更大。設計模式
這篇文章將簡述常見的 10 種架構模式的概念、用法以及其優缺點。服務器
- 分層模式(Layered pattern)
- 客戶端/服務器模式(Client-server pattern)
- 主/從模式(Master-slave pattern)
- 管道/過濾器模式(Pipe-filter pattern)
- 代理模式(Broker pattern)
- 對等模式(Peer-to-peer pattern)
- 事件總線模式(Event-bus pattern)
- 模型/視圖/控制器(MVC)模式(Model-view-controller pattern)
- 黑板模式(Blackboard pattern)
- 解析器模式(Interpreter pattern)
1. 分層模式(Layered pattern)
分層模式用於對結構化設計的軟件進行層次拆解,每一個層次爲獨立的抽象,爲其上層抽象提供服務。網絡
系統一般被拆分爲如下四個層次:架構
- 表示層(也稱爲 UI 層)
- 應用層(也稱爲服務層)
- 業務邏輯層(也稱爲領域層)
- 數據訪問層(也稱爲持久化層)
使用場景
- 通用桌面應用程序
- 電子商務 Web 應用
2. 客戶端/服務器模式(Client-server pattern)
客戶端/服務器模式由兩個部分構成:一個服務器與多個客戶端。服務器組件同時爲多個客戶端組件提供服務。客戶端向服務器發啓服務請求,服務器將相應服務信息迴應給客戶端。此外,服務器持續監聽來自客戶端的請求。框架
使用場景
- 電子郵件、文件共享及銀行業務等在線應用
3. 主/從模式(Master-slave pattern)
主/從模式由兩個部分構成:主設備與從設備。主服務組件將做業分發給多個從設備組件,並根據這些從設備反饋的結果,計算生成最終結果。url
使用場景
- 數據庫複製,主數據庫被認定爲權威數據源,各從數據庫與主數據保持同步
- 在計算機系統中經過總線互連的各設備(包括主設備與從設備)
4. 管道/過濾器模式(Pipe-filter pattern)
管道/過濾器模式用於構造用於生成及處理數據流的系統。每一個處理過程都封裝在過濾器(filter)
組件之中,要處理的數據經過 管道(pips)
進行投遞。管道同時用於做爲 過濾器(filter)
間的緩衝及同步。spa
使用場景
- 編譯器,一系列的過濾器用於詞法分析、語法分析、語義分析及代碼生成
- 生物信息學的工做流
5. 代理模式(Broker pattern)
代理模式用於在結構化系統中對組件解耦。系統內各組件間採用遠過程調用(remote service invocations)的方式交互。代理(Broker)組件充當組件間通信的協調角色。.net
提供服務的組件將其能力(服務以及特性)發佈給代理,客戶端均向代理請求服務,由代理將請求重定向到先前已發佈過對應服務的組件進行處理。
使用場景
- 消息中間件軟件:Apache ActiveMQ,Apache Kafka,RabbitMQ 與 JBoss 等等
6. 對等模式(Peer-to-peer pattern)
對等模式中的組件稱之爲對等體(peer),對等體既做爲向其餘對等體請求服務的客戶端,同時也作爲響應其餘對等體請求的服務端。對等體能夠在運行過程當中動態地改變其角色,即,既能夠單獨作爲客戶端或服務端運行,又可同時做爲客戶端與服務端運行。
使用場景
7. 事件總線模式(Event-bus pattern)
事件總線模式應用於事件處理,主要由四個組件構成:事件源(event source),事件偵聽者(event listener),通道(Channel)以及總線(event bus)。 事件源將消息發佈到總線的特定通道,偵聽者訂閱相應的通道,事件源所發佈的消息經通道通告給訂閱通道的偵聽者。
使用場景
- Android 開發
- 通告(Notification)服務
8. 模型/視圖/控制器(MVC)模式(Model-view-controller pattern)
模型/視圖/控制器模式(簡稱 MVC 模式)將交互式應用程序拆分爲三個部分:
- 模型(model) – 包含核心功能及數據
- 視圖(view) – 呈現信息給用戶(經過有多個視圖)
- 控制器(controller) – 處理用戶的輸入操做
MVC 模式經過將內部信息表示、用戶信息呈現以及用戶操做接收分開的方式解耦組件,實現高效代碼重用。
使用場景
9. 黑板模式(Blackboard pattern)
黑板模式適用於 無預知肯定解決策略
的問題,主要由三個組件構成:
- 黑板(blackboard) – 用於存儲解空間對象的結構化全局內存
- 知識(knowledge)源 – 能自表意的專用模塊
- 控制(control)組件 – 選擇、配置與執行的模塊
全部的組件均能訪問黑板,組件可將新生成的數據對象寫入黑板,也能夠經過模式匹配從黑板中獲取知識源所生成的特定數據。
使用場景
- 語音識別
- 車輛識別和追蹤
- 蛋白質的結構鑑定
- 聲納信號解析
10. 解析器模式(Interpreter pattern)
解析器模式用於設計語言的解析程序,主要用於指定評估程序代碼行,即解析出特定語言的語句與表達式,其核心思想是爲語言的每一個符號定義相應的類。
使用場景
- SQL 等數據庫查詢語言
- 通信協議描述語言
上述架構模式的對比
下表格總結了各架構模式的優缺點
但願這篇文章對你所幫助,同時我也想聽聽你的想法。😇
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