常见的软件架构模式

常见的软件架构模式

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开发工具与关键技术：  VS  架构模式

撰写时间：2022年2月28日  

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想知道如何设计大型企业级的系统吗开始主要的代码开发之前，我们必须选择一种合适的体系架构，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，应该先了解不同的体系结构。

架构模式是在给定上下文中解决软件架构中常见问题的通用、可重用的解决方案。架构模式类似于软件设计模式，但范围更广。

(分层模式)用于构建或可分解为子任务组的程序，其中每个独处于特定的抽象级别。每一次都向更高层提供服务      

Presentation layer 表示层 (或叫做UI层，指的是页面显示那一层)

Application layer 应用层 (或叫做服务层)

Business logiclayer 业务逻辑层(或叫做领域层，用于处理业务逻辑)

Data access layer 数据访问层(或叫做数据持久层)访问数据库

应用于 (一般的桌面应用程序 或 电子商务Web应用程序)

(客户端+服务器模式)由两部分组成：一个服务端和多个客户端，服务器向多个客户端提供服务。客户端向服务器发起请求，服务器向这些客户端提供相关服务，之后，服务器继续侦听客户端的请求。

Client(客户端) Server(服务器)

主要应用于电子邮件，文件共享和银行业务

（主从模式）分为两块：主模块和从模块。主模块在相同的从模块之间分配工作，并根据从模块返回的结构来计算最终的结果。

Master(主模块) Slave(从模块) 主要应用于数据库的复制或传输数据到其他外围设备

(管道过滤模式)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一个过滤器组件中，要处理的数据通过管道传递。这些管道可用于缓冲或者同步。

Source–Pipe 1–>Filter1–Pipe 2–>Filter 2–>Pipe 3–>Sink

主要应用于编译器：依次使用不同的过滤器执行词法分析，解析，语法分析和代码生成 或用于生物信息学中的工作流程

(Broker模式)使用解耦的组件构建分布式系统，组件们可以通过远程服务调用实现交互。代理组件负责协调组件之间的通信。  服务器将它们的功能（服务和特征等）发布到代理，客户端向代理请求服务，然后代理根据其注册表将客户端请求转发给合适的服务。

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

在(P2P模式)中，每个独立的组件被称为对等点（或对等端，peer）。对等端既可以充当客

户端（向其它对等端请求服务），又可以充当服务器（向其它对等方提供服务）。同一

个对等端可能既是客户端，又是服务器，并且可以动态改变其角色。

应用于文件共享 络，如Gnutella 和 G2  多媒体协议，如P2PTV 和 PDTP  基于加密货币的产品，如比特币和区块链

(事物总线模式)的4个重要的主要处理组件：事件源，事件侦听器，通道和事件总线。事件

源将消息发送到事件总线上的特定通道，侦听器会订阅特定的频道。当消息发送到频道

中后，订阅该频道的侦听器会收到该消息的通知。

应用于 安卓开发 和 通知服务

(MVC模式)将交互式应用分为三个部分，模型–>包含核心功能和数据 视图–>向用户显示信息(可以定义多个视图) 控制器–>处理用户的输入  为了将数据的内部表示与用户输入和向用户展示的形式分离开来，这样可以解耦组件，同时也可以进行高效的代码重用。

应用于 主流编程语言的互联 应用架构 或 络架构 如Django 和 Rails

(黑板模式)的作用：尚无确定性解决方案的问题，组成部分：黑板—— 一个结构化的全局内存，包含解决方案领域的对象 知识源——具有自身含义的专业模块  控制组件——选择、配置和执行模块  

所有组件都可以访问黑板，组件可能会产生要添加到黑板中的新数据对象，组件在黑板上寻找特定类型的数据，并且可以通过与现有知识源进行模式匹配来找到这些数据。

应用于语音识别，车辆识别与跟踪，蛋白质结构鉴定和声呐信 解释。

(解释器模式)通常用于设计组件来解释使用专用语言写出的程序，它主要指定如何估算程序

行，即以特定语言编写的语句或表达式。基本思想是为每种语言符 都设计一个类。

应用于 数据库查询语言，如SQL 和 用于描述通信协议的语言

架构模式对比

分层模式的优点:一个底层服务可以被不同的高层服务使

用；分层结果更容易进行标准化，因为可以清晰地定义每个层级，层级内的修改不会影响其它层

分层模式的缺点:不是普适性的架构；某些场景下，需要跳过其中一些分层

(客户端+服务器)CS模式的优点:容易对系列服务进行建模，供客户端请

求

(客户端+服务器)CS模式的缺点:请求通常是在服务器的不同线程中进行

响应的；因为不同客户端有不同形式，进程间通信会造成很大负载

主从模式的优点:准确性——服务的执行委托给了不同的从模块

主从模式的缺点: 从模块是独立的：没有共享状态；主从模块间的通信延迟可能是一个问题，尤其在实时系统中。

管道过滤器模式的优点:支持并发处理，其中输入、输出由数据

流组成时，过滤器在接收到数据时即开始计算；容易添加过滤器，系统很容易扩展；过滤器可重用，可以通过重新组合已有的过滤器来创建不同的管道流。

管道过滤器模式的缺点:整体效率受最慢的过滤程序限制；从一个过滤器传递到另一个时，存在数据转换的负载

(Broker)代理模式的优点:允许对象进行动态的修改、增、删、重定位，对开发者来说内容分发是透明的

(Broker)代理模式的缺点:需要对服务描述进行标准化

P2P模式的优点:支持去中心化运算；对任意节点的失败都有高度稳定性；在资源和计算能力方面具有高度可伸缩性

P2P模式的缺点:无法保证服务质量，因为节点之间是自愿合作的；很难保证安全；性能取决于节点的数量

事件总线模式的优点:很容易向系统好加入新的发布者、订阅者和连接；对于高度分布式应用很有效

事件总线模式的缺点:伸缩性可能是个难题，因为所有的信息传输都要通过相同的时间总线

MVC模式的优点:对同一模型很容易构建多个视图，在运行时可以任意连接或断开

MVC模式的缺点:增加了复杂性，用户操作可能导致很多不必要的更新

黑板模式的优点:容易添加新应用；很容易扩展数据空间中的结构

黑板模式的缺点:修改数据空间的结构很难，因为所有的应用都会被影响；可能需要同步机制和访问控制

解释器模式的优点:可能支持高度动态化行为；有利于终端用户的可编程性；增强了灵活性，因为替换一个解释程序很容易

解释器模式的缺点: 因为解释型语言通常比编译型语言要慢，因此性能可能是一个问题