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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。
分层模式客户端-服务器模式主从设备模式管道-过滤器模式代理模式点对点模式事件总线模式模型-视图-控制器模式黑板模式解释器模式
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机请求。
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 ActiveMQApache KafkaRabbitMQ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。
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。
