软件架构设计——软件架构风格

软件架构是具有一定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件，连接构件和数据构件。处理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息，连接构件把架构的不同部分组合连接起来。
特点：
1、软件架构风格是描述某一特定领域中系统组织方式的惯用模式；
2、软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象；
3、软件架构是项目干系人进行交流的手段；
4、软件架构是早期决策的体现；
5、软件架构是可传递和可复用的模型；
6、架构制约这系统的质量属性，通过研究软件架构可能预测软件的质量。

一、软件架构建模

软件架构建模也就是如何表示软件架构，可以分为五种：结构模型、框架模型、动态模型、过程模型和功能模型。
这里我们重点总结下“4+1”视图模型。“4+1”视图模型从5个不同的视角（逻辑、进程、物理、开发、场景）来描述软件架构。

2．调用/返回风格

调用/返回风格包括主程序/子程序架构风格、数据抽象和面向对象架构风格以及层次结构架构风格

（1）主程序/子程序架构风格。单线程控制，把问题划分为若干处理步骤，构件即为主程序和子程序。子程序通常可合成为模块。过程调用作为交互机制，即充当连接件。调用关系具有层次性，其语义逻辑表现为子程序的正确性取决于它调用的子程序的正确性。

（2）数据抽象和面向对象架构风格。这种风格的构件是对象。对象是抽象数据类型的实例。在抽象数据类型中，数据的表示和它们的相应操作被封装起来。对象的行为体现在其接受和请求的动作。连接件即是对象间交互的方式，对象是通过函数和过程的调用来交互的。对象具有封装性，一个对象的改变不会影响其他对象。对象拥有状态和操作，也有责任维护状态。这种结构风格中包含有封装、交互、多态、集成、重用等特征。

3．独立构件风格

独立构件风格包括进程通信架构风格和事件驱动的架构风格

（1）进程通信架构风格。构件是独立的过程，连接件是消息传递。这种风格的特点是构件通常是命名过程，消息传递的方式可以是点对点、异步和同步方式、以及远过程调用等

（2）事件驱动的架构风格。构件不直接调用一个过程，而是触发或广播一个或多个事件。系统中的其他构件中的过程在一个或多个事件中注册，当一个事件被触发，系统自动调用在这个事件中注册的所有过程。一个事件的触发就导致了另一个模块中的过程的调用。这种风格中的构件是非命名的过程，它们之间交互的连接件往往是以过程之间的隐式调用（Implicit Invocation）来实现的。基于事件的隐式调用风格的主要优点是为软件重用提供了强大的支持，为构件的维护和演化带来了方便，其缺点是构件放弃了对系统计算的控制。

4．虚拟机风格

虚拟机风格包括解释器架构风格和基于规则的系统

（1）解释器架构风格。一个解释器通常包括完成解释工作的解释引擎，一个包含将被解释的代码的存储区，一个记录解释引擎当前工作状态的数据结构，以及一个记录源代码被解释执行的进度的数据结构。具有解释器风格的软件中含有一个虚拟机，可以仿真硬件的执行过程和一些关键应用。其缺点是执行效率较低。

（2）基于规则的系统。基于规则的系统包括规则集、规则解释器、规则/数据选择器以及工作内
存。

5．仓库风格

仓库风格包括数据库架构风格和黑板架构风格

（1）数据库架构风格。数据库架构是库风格最常见的形式。构件主要有两大类，一个是中央共享数据源，保存当前系统的数据状态，另一个是多个独立处理元素，处理元素对数据元素进行操作。
（2）黑板架构风格。黑板架构包括知识源、黑板、控制三部分。知识源包括若干独立计算的不同单元，提供解决问题的知识，知识源响应黑板上的变化，也只修改黑板。黑板是一个全局数据库，包含解域的全部状态，是知识源互相作用的唯一媒介。知识源响应是通过黑板状态的变化来控制。黑板通常应用在对于解决问题没有确定性算法的系统中，例如信 处理、问题规划、编译器优化等软件系统的设计中。