博文精选 | 聊聊十种常见的软件架构模式

2021-10-20 10:37:58

F5小安

PHPWord

文章速览:

 

行业:互联网

 

关键字:架构、软件、架构模式、程序

 

 

摘要:在主要的软件开发开始之前,我们必须选择一个合适的体系结构,它将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。

 

 

阅读时长:10分钟

 

 

以下文章来源于InfoQ!作者:架构精进之路

 

 

有没有想过要设计多大的企业规模系统?

在主要的软件开发开始之前,我们必须选择一个合适的体系结构,它将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?

根据维基百科中的定义:

架构模式是一个通用的、可重用的解决方案,用于在给定上下文中的软件体系结构中经常出现的问题。架构模式与软件设计模式类似,但具有更广泛的范围。

在本文中,将简要地解释以下 10 种常见的体系架构模式,以及它们的用法、优缺点。

  1. 分层模式

  2. 客户端-服务器模式

  3. 主从设备模式

  4. 管道-过滤器模式

  5. 代理模式

  6. 点对点模式

  7. 事件总线模式

  8. 模型-视图-控制器模式

  9. 黑板模式

  10. 解释器模式


一. 分层模式

这种模式也称为多层体系架构模式。它可以用来构造可以分解为子任务组的程序,每个子任务都处于一个特定的抽象级别。每个层都为下一个提供更高层次服务。

一般信息系统中最常见的是如下所列的 4 层。

  • 表示层(也称为 UI 层)

  • 应用层(也称为服务层)

  • 业务逻辑层(也称为领域层)

  • 数据访问层(也称为持久化层)

使用场景:

  • 一般的桌面应用程序

  • 电子商务 Web 应用程序


二. 客户端-服务器模式

这种模式由两部分组成:一个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,服务器为这些客户端提供相关服务。此外,服务器持续侦听客户的请求。

使用场景:

  • 电子邮件,文件共享和银行等在线应用程序


三. 主从设备模式

这种模式由两方组成;主设备和从设备。主设备组件在相同的从设备组件中分配工作,并计算最终结果,这些结果是由从设备返回的结果。

使用场景:

  • 在数据库复制中,主数据库被认为是权威的来源,并且要与之同步

  • 在计算机系统中与总线连接的外围设备(主和从驱动器)


四. 管道-过滤器模式

此模式可用于构造生成和处理数据流的系统。每个处理步骤都封装在一个过滤器组件内。要处理的数据是通过管道传递的。这些管道可以用于缓冲或用于同步。

使用场景:

  • 编译器。连续的过滤器执行词法分析、解析、语义分析和代码生成

  • 生物信息学的工作流


五. 代理模式

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彼此交互。代理组件负责组件之间的通信协调。

服务器将其功能(服务和特征)发布给代理。客户端从代理请求服务,然后代理将客户端重定向到其注册中心的适当服务。

使用场景:

  • 消息代理软件,如 Apache ActiveMQ,Apache Kafka,RabbitMQ 和 JBoss Messaging


六. 点对点模式

在这种模式中,单个组件被称为对等点。对等点可以作为客户端,从其他对等点请求服务,作为服务器,为其他对等点提供服务。对等点可以充当客户端或服务器或两者的角色,并且可以随时间动态地更改其角色。

使用场景:

  • 像 Gnutella 和 G2 这样的文件共享网络

  • 多媒体协议,如 P2PTV 和 PDTP

  • 像 Spotify 这样的专有多媒体应用程序


七. 事件总线模式

这种模式主要是处理事件,包括 4 个主要组件:事件源、事件监听器、通道和事件总线。消息源将消息发布到事件总线上的特定通道上。侦听器订阅特定的通道。侦听器会被通知消息,这些消息被发布到它们之前订阅的一个通道上。

使用场景:

  • 安卓开发

  • 通知服务


八. 模型-视图-控制器模式

这种模式,也称为 MVC 模式,把一个交互式应用程序划分为 3 个部分,

  • 模型:包含核心功能和数据

  • 视图:将信息显示给用户(可以定义多个视图)

  • 控制器:处理用户输入的信息

这样做是为了将信息的内部表示与信息的呈现方式分离开来,并接受用户的请求。它分离了组件,并允许有效的代码重用。

使用场景:

  • 在主要编程语言中互联网应用程序的体系架构

  • 像 Django 和 Rails 这样的 Web 框架


九. 黑板模式

这种模式对于没有确定解决方案策略的问题是有用的。黑板模式由 3 个主要组成部分组成。

  • 黑板——包含来自解决方案空间的对象的结构化全局内存

  • 知识源——专门的模块和它们自己的表示

  • 控制组件——选择、配置和执行模块

所有的组件都可以访问黑板。组件可以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,并通过与现有知识源的模式匹配来查找这些数据。

使用场景:

  • 语音识别

  • 车辆识别和跟踪

  • 蛋白质结构识别

  • 声纳信号的解释


十. 解释器模式

这个模式用于设计一个解释用专用语言编写的程序的组件。它主要指定如何评估程序的行数,即以特定的语言编写的句子或表达式。其基本思想是为每种语言的符号都有一个分类。

使用场景:

  • 数据库查询语言,比如 SQL

  • 用于描述通信协议的语言



体系架构模式的比较

下面给出的表格总结了每种体系架构模式的优缺点。

1、分层模式

优势: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。

劣势:不是普遍适用的。在某些情况下,某些层可能会被跳过。

2、客户端-服务器模式

优势:很好地建立一组服务,用户可以请求他们的服务。

劣势: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。

3、主从设备模式

优势: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。

劣势: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。

4、管道-过滤器模式

优势: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。

劣势: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。

5、代理模式

优势: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。

劣势:要求对服务描述进行标准化。

6、点对点模式

优势: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。

劣势: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。

7、事件总线模式

优势: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。

劣势: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。

8、模型-视图-控制器模式

优势:很好地建立一组服务,用户可以请求他们的服务。

劣势: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。

9、客户端-服务器模式

优势:很好地建立一组服务,用户可以请求他们的服务。

劣势: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。

10、解释器模式

优势: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。

劣势: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。


原文作者:Vijini Mallawaarachchi

原文地址:10 Common Software Architectural Patterns in a nutshell



- END -

 

 

以上是针对软件架构模式的分享,希望对大家有帮助!

 

 

 

阅读原文

 

声明:本文章版权归原作者及原出处所有 。凡本社区注明“来源:XXX或转自:XXX”的作品均转载自其它媒体,转载目的在于传递分享更多知识,内容为作者个人观点,仅供参考,并不代表本社区赞同其观点和对其真实性负责。本社区转载的文章,我们已经尽可能的对作者和来源进行了注明,若因故疏忽,造成漏注,请及时联系我们,我们将根据著作权人的要求,立即更正或者删除有关内容。本社区拥有对此声明的最终解释权。

 

 

 

你还不能错过:

 

打造容器云新技术架构,加速数字化转型

 

开启5G之旅 | 在 5G 领域中,云原生架构至关重要

 

F5社区好文推荐:软件定义一切的当下看可编程架构

 

加速架构转型,应对互联网运维挑战 —— F5助力民生银行网络智能流量编排探索

发布评论 加入社群

发布评论

相关文章

博文精选 | 支付宝的架构到底有多牛逼?

F5小安

2022-02-28 18:15:54 51

博文精选 | 食堂就餐卡系统 UML 设计

F5小安

2022-01-17 10:14:05 51

博文精选 | 食堂就餐卡系统设计

F5小安

2022-01-17 10:07:27 54

Login

手机号
验证码
© 2019 F5 Networks, Inc. 版权所有。京ICP备16013763号-1