软件架构风格汇总

1.开头

         软件体系结构设计的一个核心问题是能否使用重复的体系结构模式，即能否达到体系结构级的软件重用。也就是说，能否在不同的软件系统中，使用同一体系结构。

          体系结构风格定义了一个系统家族，即一个体系结构定义一个词汇表和一组约束：词汇表中包含一些构件和连接器类型，而这组约束指出系统是如何将这些构件和连接器组合起来的。

        M.Shaw等人根据此框架给出了管道与过滤器、数据抽象和面向对象组织、基于事件的隐式调用、分层系统、仓库系统及知识库和表格驱动的解释器等一些常见的软件体系结构风格。

管道/过滤器风格的体系结构

　　管道/过滤器风格的软件体系结构具有许多很好的特点：

　　(1)使得软构件具有良好的隐蔽性和高内聚、低耦合的特点；

　　(2)允许设计者将整个系统的输入/输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成；

　　(3)支持软件重用。重要提供适合在两个过滤器之间传送的数据，任何两个过滤器都可被连接起来；

　　(4)系统维护和增强系统性能简单。新的过滤器可以添加到现有系统中来；旧的可以被改进的过滤器替换掉；

　　(5)允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析；

　　(6)支持并行执行。每个过滤器是作为一个单独的任务完成，因此可与其它任务并行执行。

　　但是，这样的系统也存在着若干不利因素。

　　(1)通常导致进程成为批处理的结构。这是因为虽然过滤器可增量式地处理数据，但它们是独立的，所以设计者必须将每个过滤器看成一个完整的从输入到输出的转换。

　　(2)不适合处理交互的应用。当需要增量地显示改变时，这个问题尤为严重。

　　(3)因为在数据传输上没有通用的标准，每个过滤器都增加了解析和合成数据的工作，这样就导致了系统性能下降，并增加了编写过滤器的复杂性。

2.2    数据抽象与面向对象风格

抽象数据类型概念对软件系统有着重要作用，目前软件界已普遍转向使用面向对象系统。这种风格建立在数据抽象和面向对象的基础上，数据的表示方法和它们的相应操作封装在一个抽象数据类型或对象中。这种风格的构件是对象，或者说是抽象数据类型的实例。对象是一种被称作管理者的构件，因为它负责保持资源的完整性。对象是通过函数和过程的调用来交互的。

　　图2-2是数据抽象和面向对象风格的示意图。

层次系统风格的体系结构

　　层次系统有许多可取的属性：

　　(1)支持基于抽象程度递增的系统设计，使设计者可以把一个复杂系统按递增的步骤进行分解；

　　(2)支持功能增强，因为每一层至多和相邻的上下层交互，因此功能的改变最多影响相邻的上下层；

　　(3)支持重用。只要提供的服务接口定义不变，同一层的不同实现可以交换使用。这样，就可以定义一组标准的接口，而允许各种不同的实现方法。

　　但是，层次系统也有其不足之处：

　　(1)并不是每个系统都可以很容易地划分为分层的模式，甚至即使一个系统的逻辑结构是层次化的，出于对系统性能的考虑，系统设计师不得不把一些低级或高级的功能综合起来；

　　(2)很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。

2.5    仓库风格

　　在仓库风格中，有两种不同的构件：中央数据结构说明当前状态，独立构件在中央数据存贮上执行，仓库与外构件间的相互作用在系统中会有大的变化。

　　控制原则的选取产生两个主要的子类。若输入流中某类时间触发进程执行的选择，则仓库是一传统型数据库；另一方面，若中央数据结构的当前状态触发进程执行的选择，则仓库是一黑板系统。

　　图2-4是黑板系统的组成。黑板系统的传统应用是信 处理领域，如语音和模式识别。另一应用是松耦合代理数据共享存取。

C2风格的体系结构

　　C2风格是最常用的一种软件体系结构风格。从C2风格的组织规则和结构图中，我们可以得出，C2风格具有以下特点：

　　(1)系统中的构件可实现应用需求，并能将任意复杂度的功能封装在一起；

　　(2)所有构件之间的通讯是通过以连接件为中介的异步消息交换机制来实现的；

　　(3)构件相对独立，构件之间依赖性较少。系统中不存在某些构件将在同一地址空间内执行，或某些构件共享特定控制线程之类的相关性假设。

3.总结：

      对于软件项目的开发来说，一个清晰的软件架构是首要的。解决好软件的复用，质量和维护问题，是研究软件架构的根本目的。