Архитектура приложения: Как объяснить маме, что такое архитектура приложения?

Разное / 29.11.2018 / alexxlab / 0

Как объяснить маме, что такое архитектура приложения?

Мама не понимает, чем вы занимаетесь? Попробуйте объяснить. Начать лучше с основ, например, с разбора того, что такое архитектура приложения.

Это тема сложна для понимания, даже если вы немного разбираетесь в технологиях. Но если коротко, архитектура приложения − это набор методов и шаблонов, которые помогают разработчикам создавать структурированные приложения. В этом материале специалисты из команды Crypterium разбирают тему архитектуры и рассказывают о подходе компании к её разработке.

Давайте в объяснении того, что есть архитектура приложения, отойдем от технических терминов и проведем аналогию с повседневной жизнью. Посмотрите на свое тело. Все, что находится снаружи, − голова и тело, − это front, а всё, что внутри, − сердце, мозг и внутренние органы, − back.

Crypterium занимается разработкой платёжного сервиса. Back-end команда разрабатывает технологии, отвечающие за обмен, передачу, хранение и прочее, а Front-end следят за тем, чтобы пользователю было удобно взаимодействовать с функциями приложения.

Теперь, когда мы разобрались с различием front и back частей, давайте рассмотрим два ключевых подхода, которые используют современные разработчики: API First и Loose Coupling. Они позволяют программистам легко менять структуру приложения. Более того, они делают так, что каждая отдельная часть приложения может быть изменена без затрагивания остальных частей.

Метод API First отвечает за высокую скорость работы и нововведения. Идея в том, чтобы ввести данные и получить в ответ API, необходимый для Front-end и Back-end команд разработки: это позволяет им одновременно писать код и параллельно тестировать его. Преимущества метода заключаются в снижении издержек на разработку, увеличении скорости и снижении рисков.

Пример из жизни: когда вы готовите пасту Болоньезе, вам не нужна сначала паста, потом соус: вы можете готовить их параллельно. В таком случае, еда приготовится быстрее, ничего не успеет остыть, а друзья смогут оценить блюдо в том состоянии, в котором оно и должно быть (а не как обычно).

Одна из функций, за которую команда приложения любит подход API First, называется Swagger − это open-source фреймворк, который помогает разработчикам строить архитектуру, проектировать и создавать документацию для своих приложений. Swagger автоматически генерирует описание API для большинства языков и фреймворков, для обеих − Front-end и Back-end − команд.

Следующий подход называется Loose Coupling, в дословном переводе − слабая связь. И если в жизни примером Loose Coupling может быть отмена свидания в День святого Валентина, то в программировании это наоборот помогает. Если быть точнее, то эта функция упрощает соединение компонентов в сети.

Система Loose Coupling уменьшает риск случайного изменения отдельных объектов, без изменения других − так как в приложении всё взаимосвязано, это может привести к поломкам и уязвимостям. Так вот, благодаря возможности ограничения работы отдельных соединений, система помогает найти и решить проблему быстрее, прямо во время тестирования.

Благодаря принципам API First и Loose Coupling, приложение может выступать микросервисом − приложением, состоящем из независимых служб, способных работать самостоятельно, свободно масштабироваться на разных устройствах.

Микросервисные архитектуры лучше организованы, так как у каждого микросервиса есть определенная задача. Их преимущество ещё и в легкой реконфигурации и перестройке для различных целей. Кроме того, они характеризуются быстрым развертыванием, отказоустойчивостью, горизонтальным масштабированием, низким порогом входа и простотой управления.

Представьте себе умный дом, где все можно контролировать и управлять с помощью одного устройства. Допустим, это устройство − * core *, а управляемыми элементами являются * services *. С помощью основного устройства вы можете открывать окна, включать телевизор или даже закрывать шторы. Так работает архитектура микросервисов.

Но всегда есть альтернативный вариант, верно? Второй тип архитектуры − монолитная архитектура. Это означает, что приложение написано как одна единица кода, чьи компоненты предназначены для совместной работы, используют одни и те же ресурсы и место на диске. Службы в таких приложениях тесно связаны, и при изменении одной из них проблемы могут возникнуть у остальных.

Представьте себе многослойный шоколадный торт. Каждый новый слой делает торт ещё вкуснее, но вы не можете добавить слой с клубникой в середину, не изменив вкус и структуру торта. Можно считать, что у торта − монолитная архитектура.

Мультифункциональные приложения, например, мобильные кошельки, обычно связаны ещё с сотнями различных служб. Чтобы структурировать работу приложения, в Crypterium разделили команду Back-end разработчиков на две. Одна работает только над ядром продукта, вторая − над всем остальным, то есть авторизацией, коммуникацией и так далее.

Каждая команда использует собственные фреймворки. Основная выбрала .NET Core − платформу, которая характеризуется быстрой разработкой, отладкой и тестированием. Вдобавок, она высокопроизводительна, подходит для работы с кросс-платформенными приложениями и ориентирована на микросервисы. В то же время, остальные сервисы разрабатываются с помощью JVM-фреймворка, который, кстати, является прямым конкурентом продукту от Oracle.

Использование сразу двух популярных фреймворков позволяет выбирать из большего количества специалистов на рынке. Для .NET мы используем языки C, а для JVM − Kotlin и Java. Кроме того, эти же языки используются Android-разработчиками.

Команда Front-end специалистов следит за тем, чтобы приложение было удобным, а интерфейс − интуитивно-понятным и быстрым.

Android-версия приложения Crypterium основана на языках Java и Kotlin (как и среда JVM), а приложение iOS − на новом, простом в использовании языке программирования Swift. Функции языка включают в себя контроль доступа, управление памятью, отладку, цепочку вызовов и протокол-ориентированное программирование.

Команда разработчиков Crypterium для iOS, выбрала стиль архитектуры MVVM и роутинг. Благодаря структуре, архитектуры удобны и для разработчиков, и для пользователей.

MVVM − это Model-View-ViewModel, где Model означает информацию о продукте, а View показывает, как клиенты видят продукт. В MVVM есть структура слоев: первый уровень − UI (пользовательский интерфейс). Другие уровни содержат сетевые и логические сервисы. Роутинг отвечает за технические процессы − действия пользователей, перемещения внутри приложения, регулируются именно им.

Давайте разберем пример, когда пользователь хочет отправить криптовалюту на другой адрес. Слой сетевых сервисов содержит информацию о количестве отправленных монет данных и адресе. Когда пользователь подтверждает транзакцию, следующий слой проверяет, достаточно ли монет для отправки на счету, и предоставляет положительный или отрицательный ответ.

Чтобы повысить простоту обслуживания и гибкость приложений, команда Android решила использовать метод под названием «Чистая архитектура». Он гарантирует отсутствие ненужных связей и делает приложение более тестируемым.

Результатом является чистое, новое, свежее, простое в использовании приложение для Android с четырьмя уровнями:

• веб, базы данных, пользовательский интерфейс;
• шлюзы, презентаторы;
• варианты использования;
• юридическая информация.

Архитектура приложений − очень сложная тема, и все, что написано выше, является лишь верхушкой айсберга.

Если вам понравился материал о том, что такое архитектура приложения, посмотрите следующее:

Источник: Объясни это маме − что такое архитектура приложения on Hackernoon

Создание архитектуры программы или как проектировать табуретку / Хабр

Взявшись за написание небольшого, но реального и растущего проекта, мы «на собственной шкуре» убедились, насколько важно то, чтобы программа не только хорошо работала, но и была хорошо организована. Не верьте, что продуманная архитектура нужна только большим проектам (просто для больших проектов «смертельность» отсутствия архитектуры очевидна). Сложность, как правило, растет гораздо быстрее размеров программы. И если не позаботиться об этом заранее, то довольно быстро наступает момент, когда ты перестаешь ее контролировать. Правильная архитектура экономит очень много сил, времени и денег. А нередко вообще определяет то, выживет ваш проект или нет. И даже если речь идет всего лишь о «построении табуретки» все равно вначале очень полезно ее спроектировать.

К моему удивлению оказалось, что на вроде бы актуальный вопрос: «Как построить хорошую/красивую архитектуру ПО?» — не так легко найти ответ. Не смотря на то, что есть много книг и статей, посвященных и шаблонам проектирования и принципам проектирования, например, принципам SOLID (кратко описаны тут, подробно и с примерами можно посмотреть тут, тут и тут) и тому, как правильно оформлять код, все равно оставалось чувство, что чего-то важного не хватает. Это было похоже на то, как если бы вам дали множество замечательных и полезных инструментов, но забыли главное — объяснить, а как же «проектировать табуретку».

Хотелось разобраться, что вообще в себя включает процесс создания архитектуры программы, какие задачи при этом решаются, какие критерии используются (чтобы правила и принципы перестали быть всего лишь догмами, а стали бы понятны их логика и назначение). Тогда будет понятнее и какие инструменты лучше использовать в том или ином случае.

Данная статья является попыткой ответить на эти вопросы хотя бы в первом приближении. Материал собирался для себя, но, может, он окажется полезен кому-то еще. Мне данная работа позволила не только узнать много нового, но и в ином контексте взглянуть на кажущиеся уже почти банальными основные принципы ООП и по настоящему оценить их важность.

Информации оказалось довольно много, поэтому приведены лишь общая идея и краткие описания, дающие начальное представление о теме и понимание, где искать дальше.

Вообще говоря, не существует общепринятого термина «архитектура программного обеспечения». Тем не менее, когда дело касается практики, то для большинства разработчиков и так понятно какой код является хорошим, а какой плохим. Хорошая архитектура это прежде всего выгодная архитектура, делающая процесс разработки и сопровождения программы более простым и эффективным. Программу с хорошей архитектурой легче расширять и изменять, а также тестировать, отлаживать и понимать. То есть, на самом деле можно сформулировать список вполне разумных и универсальных критериев:

Эффективность системы. В первую очередь программа, конечно же, должна решать поставленные задачи и хорошо выполнять свои функции, причем в различных условиях. Сюда можно отнести такие характеристики, как надежность, безопасность, производительность, способность справляться с увеличением нагрузки (масштабируемость) и т.п.

Гибкость системы. Любое приложение приходится менять со временем — изменяются требования, добавляются новые. Чем быстрее и удобнее можно внести изменения в существующий функционал, чем меньше проблем и ошибок это вызовет — тем гибче и конкурентоспособнее система. Поэтому в процессе разработки старайтесь оценивать то, что получается, на предмет того, как вам это потом, возможно, придется менять. Спросите у себя: «А что будет, если текущее архитектурное решение окажется неверным?», «Какое количество кода подвергнется при этом изменениям?». Изменение одного фрагмента системы не должно влиять на ее другие фрагменты. По возможности, архитектурные решения не должны «вырубаться в камне», и последствия архитектурных ошибок должны быть в разумной степени ограничены. «Хорошая архитектура позволяет ОТКЛАДЫВАТЬ принятие ключевых решений» (Боб Мартин) и минимизирует «цену» ошибок.

Расширяемость системы. Возможность добавлять в систему новые сущности и функции, не нарушая ее основной структуры. На начальном этапе в систему имеет смысл закладывать лишь основной и самый необходимый функционал (принцип YAGNI — you ain’t gonna need it, «Вам это не понадобится») Но при этом архитектура должна позволять легко наращивать дополнительный функционал по мере необходимости. Причем так, чтобы внесение наиболее вероятных изменений требовало наименьших усилии.

Требование, чтобы архитектура системы обладала гибкостью и расширяемостью (то есть была способна к изменениям и эволюции) является настолько важным, что оно даже сформулировано в виде отдельного принципа — «Принципа открытости/закрытости» (Open-Closed Principle — второй из пяти принципов SOLID): Программные сущности (классы, модули, функции и т.п.) должны быть открытыми для расширения, но закрытыми для модификации.

Иными словами: Должна быть возможность расширить/изменить поведение системы без изменения/переписывания уже существующих частей системы.

Это означает, что приложение следует проектировать так, чтобы изменение его поведения и добавление новой функциональности достигалось бы за счет написания нового кода (расширения), и при этом не приходилось бы менять уже существующий код. В таком случае появление новых требований не повлечет за собой модификацию существующей логики, а сможет быть реализовано прежде всего за счет ее расширения. Именно этот принцип является основой «плагинной архитектуры» (Plugin Architecture). О том, за счет каких техник это может быть достигнуто, будет рассказано дальше.

Масштабируемость процесса разработки. Возможность сократить срок разработки за счёт добавления к проекту новых людей. Архитектура должна позволять распараллелить процесс разработки, так чтобы множество людей могли работать над программой одновременно.

Тестируемость. Код, который легче тестировать, будет содержать меньше ошибок и надежнее работать. Но тесты не только улучшают качество кода. Многие разработчики приходят к выводу, что требование «хорошей тестируемости» является также направляющей силой, автоматически ведущей к хорошему дизайну, и одновременно одним из важнейших критериев, позволяющих оценить его качество: «Используйте принцип «тестируемости» класса в качестве «лакмусовой бумажки» хорошего дизайна класса. Даже если вы не напишите ни строчки тестового кода, ответ на этот вопрос в 90% случаев поможет понять, насколько все «хорошо» или «плохо» с его дизайном» (Идеальная архитектура).

Существует целая методология разработки программ на основе тестов, которая так и называется — Разработка через тестирование (Test-Driven Development, TDD).

Возможность повторного использования. Систему желательно проектировать так, чтобы ее фрагменты можно было повторно использовать в других системах.

Хорошо структурированный, читаемый и понятный код. Сопровождаемость. Над программой, как правило, работает множество людей — одни уходят, приходят новые. После написания сопровождать программу тоже, как правило, приходится людям, не участвовавшем в ее разработке. Поэтому хорошая архитектура должна давать возможность относительно легко и быстро разобраться в системе новым людям. Проект должен быть хорошо структурирован, не содержать дублирования, иметь хорошо оформленный код и желательно документацию. И по возможности в системе лучше применять стандартные, общепринятые решения привычные для программистов. Чем экзотичнее система, тем сложнее ее понять другим (Принцип наименьшего удивления — Principle of least astonishment. Обычно, он используется в отношении пользовательского интерфейса, но применим и к написанию кода).

Ну и для полноты критерии плохого дизайна:

1. Его тяжело изменить, поскольку любое изменение влияет на слишком большое количество других частей системы. (Жесткость, Rigidity).
2. При внесении изменений неожиданно ломаются другие части системы. (Хрупкость, Fragility).
3. Код тяжело использовать повторно в другом приложении, поскольку его слишком тяжело «выпутать» из текущего приложения. (Неподвижность, Immobility).

Не смотря на разнообразие критериев, все же главной при разработке больших систем считается задача снижения сложности. А для снижения сложности ничего, кроме деления на части, пока не придумано. Иногда это называют принципом «разделяй и властвуй» (divide et impera), но по сути речь идет об иерархической декомпозиции. Сложная система должна строится из небольшого количества более простых подсистем, каждая из которых, в свою очередь, строится из частей меньшего размера, и т. д., до тех пор, пока самые небольшие части не будут достаточно просты для непосредственного понимания и создания.

Удача заключается в том, что данное решение является не только единственно известным, но и универсальным. Помимо снижения сложности, оно одновременно обеспечивает гибкость системы, дает хорошие возможности для масштабирования, а также позволяет повышать устойчивость за счет дублирования критически важных частей.

Соответственно, когда речь идет о построении архитектуры программы, создании ее структуры, под этим, главным образом, подразумевается декомпозиция программы на подсистемы (функциональные модули, сервисы, слои, подпрограммы) и организация их взаимодействия друг с другом и внешним миром. Причем, чем более независимы подсистемы, тем безопаснее сосредоточиться на разработке каждой из них в отдельности в конкретный момент времени и при этом не заботиться обо всех остальных частях.

В этом случае программа из «спагетти-кода» превращается в конструктор, состоящий из набора модулей/подпрограмм, взаимодействующих друг с другом по хорошо определенным и простым правилам, что собственно и позволяет контролировать ее сложность, а также дает возможность получить все те преимущества, которые обычно соотносятся с понятием хорошая архитектура:

• Масштабируемость (Scalability)
  
  возможность расширять систему и увеличивать ее производительность, за счет добавления новых модулей.
• Ремонтопригодность (Maintainability)
  
  изменение одного модуля не требует изменения других модулей
• Заменимость модулей (Swappability)
  
  модуль легко заменить на другой
• Возможность тестирования (Unit Testing)
  
  модуль можно отсоединить от всех остальных и протестировать / починить
• Переиспользование (Reusability)
  
  модуль может быть переиспользован в других программах и другом окружении
• Сопровождаемость (Maintenance)
  
  разбитую на модули программу легче понимать и сопровождать

Можно сказать, что в разбиении сложной проблемы на простые фрагменты и заключается цель всех методик проектирования. А термином «архитектура», в большинстве случаев, просто обозначают результат такого деления, плюс «некие конструктивные решения, которые после их принятия с трудом поддаются изменению» (Мартин Фаулер «Архитектура корпоративных программных приложений»). Поэтому большинство определений в той или иной форме сводятся к следующему:

«Архитектура идентифицирует главные компоненты системы и способы их взаимодействия. Также это выбор таких решений, которые интерпретируются как основополагающие и не подлежащие изменению в будущем.«

«Архитектура — это организация системы, воплощенная в ее компонентах, их отношениях между собой и с окружением.
Система — это набор компонентов, объединенных для выполнения определенной функции.«

Таким образом, хорошая архитектура это, прежде всего, модульная/блочная архитектура. Чтобы получить хорошую архитектуру надо знать, как правильно делать декомпозицию системы. А значит, необходимо понимать — какая декомпозиция считается «правильной» и каким образом ее лучше проводить?

1. Иерархическая

Не стоит сходу рубить приложение на сотни классов. Как уже говорилось, декомпозицию надо проводить иерархически — сначала систему разбивают на крупные функциональные модули/подсистемы, описывающие ее работу в самом общем виде. Затем, полученные модули, анализируются более детально и, в свою очередь, делятся на под-модули либо на объекты.

Перед тем как выделять объекты разделите систему на основные смысловые блоки хотя бы мысленно. Для небольших приложений двух уровней иерархии часто оказывается вполне достаточно — система вначале делится на подсистемы/пакеты, а пакеты делятся на классы.

Эта мысль, при всей своей очевидности, не так банальна как кажется. Например, в чем заключается суть такого распространенного «архитектурного шаблона» как Модель-Вид-Контроллер (MVC)? Всего навсего в отделении представления от бизнес-логики, то есть в том, что любое пользовательское приложение вначале делится на два модуля — один из которых отвечает за реализацию собственно самой бизнес логики (Модель), а второй — за взаимодействие с пользователем (Пользовательский Интерфейс или Представление). Затем, для того чтобы эти модули могли разрабатываться независимо, связь между ними ослабляется с помощью паттерна «Наблюдатель» (подробно о способах ослабления связей будет рассказано дальше) и мы фактически получаем один из самых мощных и востребованных «шаблонов», которые используются в настоящее время.

Типичными модулями первого уровня (полученными в результате первого деления системы на наиболее крупные составные части) как раз и являются — «бизнес-логика», «пользовательский интерфейс», «доступ к БД», «связь с конкретным оборудованием или ОС».

Для обозримости на каждом иерархическом уровне рекомендуют выделять от 2 до 7 модулей.

2. Функциональная

Деление на модули/подсистемы лучше всего производить исходя из тех задач, которые решает система. Основная задача разбивается на составляющие ее подзадачи, которые могут решаться/выполняться независимо друг от друга. Каждый модуль должен отвечать за решение какой-то подзадачи и выполнять соответствующую ей функцию. Помимо функционального назначения модуль характеризуется также набором данных, необходимых ему для выполнения его функции, то есть:

Модуль = Функция + Данные, необходимые для ее выполнения.

Причем желательно, чтобы свою функцию модуль мог выполнить самостоятельно, без помощи остальных модулей, лишь на основе своих входящих данных.

Модуль — это не произвольный кусок кода, а отдельная функционально осмысленная и законченная программная единица (подпрограмма), которая обеспечивает решение некоторой задачи и в идеале может работать самостоятельно или в другом окружении и быть переиспользуемой. Модуль должен быть некой «целостностью, способной к относительной самостоятельности в поведении и развитии» (Кристофер Александер).

Таким образом, грамотная декомпозиция основывается, прежде всего, на анализе функций системы и необходимых для выполнения этих функций данных.

3. High Cohesion + Low Coupling

Самым же главным критерием качества декомпозиции является то, насколько модули сфокусированы на решение своих задач и независимы. Обычно это формулируют следующим образом: «Модули, полученные в результате декомпозиции, должны быть максимально сопряженны внутри (high internal cohesion) и минимально связанны друг с другом (low external coupling).«

• High Cohesion, высокая сопряженность или «сплоченность» внутри модуля, говорит о том, модуль сфокусирован на решении одной узкой проблемы, а не занимается выполнением разнородных функций или несвязанных между собой обязанностей. (Сопряженность — cohesion, характеризует степень, в которой задачи, выполняемые модулем, связаны друг с другом )

  Следствием High Cohesion является принцип единственной ответственности (Single Responsibility Principle — первый из пяти принципов SOLID), согласно которому любой объект/модуль должен иметь лишь одну обязанность и соответственно не должно быть больше одной причины для его изменения.

• Low Coupling, слабая связанность, означает что модули, на которые разбивается система, должны быть, по возможности, независимы или слабо связанны друг с другом. Они должны иметь возможность взаимодействовать, но при этом как можно меньше знать друг о друге (принцип минимального знания).

  Это значит, что при правильном проектировании, при изменении одного модуля, не придется править другие или эти изменения будут минимальными. Чем слабее связанность, тем легче писать/понимать/расширять/чинить программу.

Считается, что хорошо спроектированные модули должны обладать следующими свойствами:

• функциональная целостность и завершенность — каждый модуль реализует одну функцию, но реализует хорошо и полностью; модуль самостоятельно (без помощи дополнительных средств) выполняет полный набор операций для реализации своей функции.
• один вход и один выход — на входе программный модуль получает определенный набор исходных данных, выполняет содержательную обработку и возвращает один набор результатных данных, т.е. реализуется стандартный принцип IPO — вход–процесс–выход;
• логическая независимость — результат работы программного модуля зависит только от исходных данных, но не зависит от работы других модулей;
• слабые информационные связи с другими модулями — обмен информацией между модулями должен быть по возможности минимизирован.

Грамотная декомпозиция — это своего рода искусство и гигантская проблема для многих программистов. Простота тут очень обманчива, а ошибки обходятся очень дорого. Если выделенные модули оказываются сильно сцеплены друг с другом, если их не удается разрабатывать независимо или не ясно за какую конкретно функцию каждый из них отвечает, то стоит задуматься а правильно ли вообще производится деление. Должно быть понятно, какую роль выполняет каждый модуль. Самый же надежный критерий того, что декомпозиция делается правильно, это если модули получаются самостоятельными и ценными сами по себе подпрограммами, которые могут быть использованы в отрыве от всего остального приложения (а значит, могут быть переиспользуемы).

Делая декомпозицию системы желательно проверять ее качество задавая себе вопросы: «Какую функцию выполняет каждый модуль?«, “Насколько модули легко тестировать?”, “Возможно ли использовать модули самостоятельно или в другом окружении?”, “Как сильно изменения в одном модуле отразятся на остальных?”

В первую очередь следует, конечно же, стремиться к тому, чтобы модули были предельно автономны. Как и было сказано, это является ключевым параметром правильной декомпозиции. Поэтому проводить ее нужно таким образом, чтобы модули изначально слабо зависели друг от друга. Но кроме того, имеется ряд специальных техник и шаблонов, позволяющих затем дополнительно минимизировать и ослабить связи между подсистемами. Например, в случае MVC для этой цели использовался шаблон «Наблюдатель», но возможны и другие решения. Можно сказать, что техники для уменьшения связанности, как раз и составляют основной «инструментарий архитектора». Только необходимо понимать, что речь идет о всех подсистемах и ослаблять связанность нужно на всех уровнях иерархии, то есть не только между классам, но также и между модулями на каждом иерархическом уровне.

Для наглядности, картинка из неплохой статьи «Decoupling of Object-Oriented Systems», иллюстрирующая основные моменты, о которых будет идти речь.

1. Интерфейсы. Фасад

Главным, что позволяет уменьшать связанность системы, являются конечно же Интерфейсы (и стоящий за ними принцип Инкапсуляция + Абстракция + Полиморфизм):

• Модули должны быть друг для друга «черными ящиками» (инкапсуляция). Это означает, что один модуль не должен «лезть» внутрь другого модуля и что либо знать о его внутренней структуре. Объекты одной подсистемы не должны обращаться напрямую к объектам другой подсистемы
• Модули/подсистемы должны взаимодействовать друг с другом лишь посредством интерфейсов (то есть, абстракций, не зависящих от деталей реализации) Соответственно каждый модуль должен иметь четко определенный интерфейс или интерфейсы для взаимодействия с другими модулями.

Принцип «черного ящика» (инкапсуляция) позволяет рассматривать структуру каждой подсистемы независимо от других подсистем. Модуль, представляющий собой черный ящик, можно относительно свободно менять. Проблемы могут возникнуть лишь на стыке разных модулей (или модуля и окружения). И вот это взаимодействие нужно описывать в максимально общей (абстрактной) форме — в форме интерфейса. В этом случае код будет работать одинаково с любой реализацией, соответствующей контракту интерфейса. Собственно именно эта возможность работать с различными реализациями (модулями или объектами) через унифицированный интерфейс и называется полиморфизмом. Полиморфизм это вовсе не переопределение методов, как иногда ошибочно полагают, а прежде всего — взаимозаменяемость модулей/объектов с одинаковым интерфейсом, или «один интерфейс, множество реализаций» (подробнее тут). Для реализации полиморфизма механизм наследования совсем не нужен. Это важно понимать, поскольку наследования вообще, по возможности, следует избегать.

Благодаря интерфейсам и полиморфизму, как раз и достигается возможность модифицировать и расширять код, без изменения того, что уже написано (Open-Closed Principle). До тех пор, пока взаимодействие модулей описано исключительно в виде интерфейсов, и не завязано на конкретные реализации, мы имеем возможность абсолютно «безболезненно» для системы заменить один модуль на любой другой, реализующий тот же самый интерфейс, а также добавить новый и тем самым расширить функциональность. Это как в конструкторе или «плагинной архитектуре» (plugin architecture) — интерфейс служит своего рода коннектором, куда может быть подключен любой модуль с подходящим разъемом. Гибкость конструктора обеспечивается тем, что мы можем просто заменить одни модули/«детали» на другие, с такими же разъемами (с тем же интерфейсом), а также добавить сколько угодно новых деталей (при этом уже существующие детали никак не изменяются и не переделываются). Подробнее про Open-Closed Principle и про то, как он может быть реализован можно почитать тут + хорошая статья на английском.

Интерфейсы позволяют строить систему более высокого уровня, рассматривая каждую подсистему как единое целое и игнорируя ее внутреннее устройство. Они дают возможность модулям взаимодействовать и при этом ничего не знать о внутренней структуре друг друга, тем самым в полной мере реализуя принцип минимального знания, являющейся основой слабой связанности. Причем, чем в более общей/абстрактной форме определены интерфейсы и чем меньше ограничений они накладывают на взаимодействие, тем гибче система. Отсюда фактически следует еще один из принципов SOLID — Принцип разделения интерфейса (Interface Segregation Principle), который выступает против «толстых интерфейсов» и говорит, что большие, объемные интерфейсы надо разбивать на более маленькие и специфические, чтобы клиенты маленьких интерфейсов (зависящие модули) знали только о методах, которые необходимы им в работе. Формулируется он следующим образом: «Клиенты не должны зависеть от методов (знать о методах), которые они не используют» или “Много специализированных интерфейсов лучше, чем один универсальный”.

Итак, когда взаимодействие и зависимости модулей описываются лишь с помощью интерфейсов, те есть абстракций, без использования знаний об их внутреннем устройстве и структуре, то фактически тем самым реализуется инкапсуляция, плюс мы имеем возможность расширять/изменять поведения системы за счет добавления и использования различных реализаций, то есть за счет полиморфизма. Из этого следует, что концепция интерфейсов включает в себя и в некотором смысле обобщает почти все основные принципы ООП — Инкапсуляцию, Абстракцию, Полиморфизм. Но тут возникает один вопрос. Когда проектирование идет не на уровне объектов, которые сами же и реализуют соответствующие интерфейсы, а на уровне модулей, то что является реализацией интерфейса модуля? Ответ: если говорить языком шаблонов, то как вариант, за реализацию интерфейса модуля может отвечать специальный объект — Фасад.

Фасад — это объект-интерфейс, аккумулирующий в себе высокоуровневый набор операций для работы с некоторой подсистемой, скрывающий за собой ее внутреннюю структуру и истинную сложность. Обеспечивает защиту от изменений в реализации подсистемы. Служит единой точкой входа — «вы пинаете фасад, а он знает, кого там надо пнуть в этой подсистеме, чтобы получить нужное».

Таким образом, мы получаем первый, самый важный паттерн, позволяющий использовать концепцию интерфейсов при проектировании модулей и тем самым ослаблять их связанность — «Фасад». Помимо этого «Фасад» вообще дает возможность работать с модулями точно также как с обычными объектами и применять при проектировании модулей все те полезные принципы и техники, которые используются при проектирования классов.

Замечание: Хотя большинство программистов понимают важность интерфейсов при проектировании классов (объектов), складывается впечатление, что идея необходимости использовать интерфейсы также и на уровне модулей только зарождается. Мне встретилось очень мало статей и проектов, где интерфейсы бы применялись для ослабления связанности между модулями/слоями и соответственно использовался бы паттерн «Фасад». Кто, например, видел «Фасад» на схемах уже упоминавшегося «архитектурного шаблона» Модель-Вид-Контроллер, или хотя бы слышал его упоминание среди паттернов, входящих в состав MVC (наряду с Observer и Composite)? А ведь он там должен быть, поскольку Модель это не класс, это модуль, причем центральный. И у создателя MVC Трюгве Реенскауга он, конечно же, был (смотрим «The Model-View-Controller (MVC ). Its Past and Present», только учитываем, что это писалось в 1973 году и то, что мы сейчас называем Представлением — Presentaition/UI тогда называлось Editior). Странным образом «Фасад» потерялся на многие годы и вновь обнаружить его мне удалось лишь недавно, в основном, в обобщенном варианте MVC от Microsoft («Microsoft Application Architecture Guide»). Вот соответствующие слайды:

А разработчикам, к сожалению, приходится заново «переоткрывать» идею, что к объектам Модели, отвечающей за бизнес-логику приложения, нужно обращаться не напрямую а через интерфейс, то есть «Фасад», как например, в этой статье, откуда для полноты картины взят еще один слайд:

2. Dependency Inversion. Корректное создание и получение зависимостей

Формально, требование, чтобы модули не содержали ссылок на конкретные реализации, а все зависимости и взаимодействие между ними строились исключительно на основе абстракций, то есть интерфейсов, выражается принципом Инвертирования зависимостей (Dependency Inversion — последний из пяти принципов SOLID):

• Модули верхнего уровня не должны зависеть от модулей нижнего уровня. И те, и другие должны зависеть от абстракций.
• Абстракции не должны зависеть от деталей. Реализация должна зависеть от абстракции.

У этого принципа не самая очевидная формулировка, но суть его, как и было сказано, выражается правилом: «Все зависимости должны быть в виде интерфейсов». Подробно и очень хорошо принцип инвертирования зависимостей разбирается в статье Модульный дизайн или «что такое DIP, SRP, IoC, DI и т.п.». Статья из разряда must-read, лучшее, что доводилось читать по архитектуре ПО.

Не смотря на свою фундаментальность и кажущуюся простоту это правило нарушается, пожалуй, чаще всего. А именно, каждый раз, когда в коде программы/модуля мы используем оператор new и создаем новый объект конкретного типа, то тем самым вместо зависимости от интерфейса образуется зависимость от реализации.

Понятно, что этого нельзя избежать и объекты где-то должны создаваться. Но, по крайней мере, нужно свести к минимуму количество мест, где это делается и в которых явно указываются классы, а также локализовать и изолировать такие места, чтобы они не были разбросаны по всему коду программы. Решение заключается в том, чтобы сконцентрировать создание новых объектов в рамках специализированных объектов и модулей — фабрик, сервис локаторов, IoC-контейнеров.

В каком-то смысле такое решение следует Принципу единственного выбора (Single Choice Principle), который говорит: «всякий раз, когда система программного обеспечения должна поддерживать множество альтернатив, их полный список должен быть известен только одному модулю системы«. В этом случае, если в будущем придется добавить новые варианты (или новые реализации, как в рассматриваемом нами случае создания новых объектов), то достаточно будет произвести обновление только того модуля, в котором содержится эта информация, а все остальные модули останутся незатронутыми и смогут продолжать свою работу как обычно.

Ну а теперь разберем подробнее, как это делается на практике и каким образом модули могут корректно создавать и получать свои «зависимости», не нарушая принципа Dependency Inversion.

Итак, при проектировании модуля должны быть определены следующие ключевые вещи:

• что модуль делает, какую функцию выполняет
• что модулю нужно от его окружения, то есть с какими объектами/модулями ему придется иметь дело и
• как он это будет получать

Крайне важно то, как модуль получает ссылки на объекты, которые он использует в своей работе. И тут возможны следующие варианты:

1. Модуль сам создает объекты необходимые ему для работы.

   Но, как и было сказано, модуль не может это сделать напрямую — для создания необходимо вызвать конструктор конкретного типа, и в результате модуль будет зависеть не от интерфейса, а от конкретной реализации. Решить проблему в данном случае позволяет шаблон Фабричный Метод (Factory Method).

   «Суть заключается в том, что вместо непосредственного инстанцирования объекта через new, мы предоставляем классу-клиенту некоторый интерфейс для создания объектов. Поскольку такой интерфейс при правильном дизайне всегда может быть переопределён, мы получаем определённую гибкость при использовании низкоуровневых модулей в модулях высокого уровня».

   В случаях, когда нужно создавать группы или семейства взаимосвязанных объектов, вместо Фабричного Метода используется Абстрактная Фабрика (Abstract factory).

2. Модуль берет необходимые объекты у того, у кого они уже есть (обычно это некоторый, известный всем репозиторий, в котором уже лежит все, что только может понадобиться для работы программы).

   Этот подход реализуется шаблоном Локатор Сервисов (Service Locator), основная идея которого заключается в том, что в программе имеется объект, знающий, как получить все зависимости (сервисы), которые могут потребоваться.

   Главное отличие от фабрик в том, что Service Locator не создаёт объекты, а фактически уже содержит в себе инстанцированные объекты (или знает где/как их получить, а если и создает, то только один раз при первом обращении). Фабрика при каждом обращении создает новый объект, который вы получаете в полную собственность и можете делать с ним что хотите. Локатор же сервисов выдает ссылки на одни и те же, уже существующие объекты. Поэтому с объектами, выданными Service Locator, нужно быть очень осторожным, так как одновременно с вами ими может пользоваться кто-то еще.

   Объекты в Service Locator могут быть добавлены напрямую, через конфигурационный файл, да и вообще любым удобным программисту способом. Сам Service Locator может быть статическим классом с набором статических методов, синглетоном или интерфейсом и передаваться требуемым классам через конструктор или метод.

   Вообще говоря, Service Locator иногда называют антипаттерном и не рекомендуют использовать (главным образом потому, что он создает неявные связности и дает лишь видимость хорошего дизайна). Подробно можно почитать у Марка Симана:
   Service Locator is an Anti-Pattern
   Abstract Factory or Service Locator?

3. Модуль вообще не заботиться о «добывании» зависимостей. Он лишь определяет, что ему нужно для работы, а все необходимые зависимости ему поставляются («впрыскиваются») из вне кем-то другим.

   Это так и называется — Внедрение Зависимостей (Dependency Injection). Обычно требуемые зависимости передаются либо в качестве параметров конструктора (Constructor Injection), либо через методы класса (Setter injection).

   Такой подход инвертирует процесс создания зависимости — вместо самого модуля создание зависимостей контролирует кто-то извне. Модуль из активного элемента, становится пассивным — не он делает, а для него делают. Такое изменение направления действия называется Инверсия Контроля (Inversion of Control), или Принцип Голливуда — «Не звоните нам, мы сами вам позвоним».

   Это самое гибкое решение, дающее модулям наибольшую автономность. Можно сказать, что только оно в полной мере реализует «Принцип единственной ответственности» — модуль должен быть полностью сфокусирован на том, чтобы хорошо выполнять свою функцию и не заботиться ни о чем другом. Обеспечение его всем необходимым для работы это отдельная задача, которой должен заниматься соответствующий «специалист» (обычно управлением зависимостями и их внедрениями занимается некий контейнер — IoC-контейнер).

   По сути, здесь все как в жизни: в хорошо организованной компании программисты программируют, а столы, компьютеры и все необходимое им для работы покупает и обеспечивает кладовщик. Или, если использовать метафору программы как конструктора — модуль не должен думать о проводах, сборкой конструктора занимается кто-то другой, а не сами детали.

Более подробно и с примерами о способах создания и получения зависимостей можно почитать, например, в этой статье (только надо иметь ввиду, что хотя автор пишет о Dependency Inversion, он использует термин Inversion of Control; возможно потому, что в русской википедии содержится ошибка и этим терминам даны одинаковые определения). А принцип Inversion of Control (вместе с Dependency Injection и Service Locator) детально разбирается Мартином Фаулером и есть переводы обеих его статей: «Inversion of Control Containers and the Dependency Injection pattern» и “Inversion of Control”.

Не будет преувеличением сказать, что использование интерфейсов для описания зависимостей между модулями (Dependency Inversion) + корректное создание и внедрение этих зависимостей (прежде всего Dependency Injection) являются центральными/базовыми техниками для снижения связанности. Они служат тем фундаментом, на котором вообще держится слабая связанность кода, его гибкость, устойчивость к изменениям, переиспользование, и без которого все остальные техники имеют мало смысла. Но, если с фундаментом все в порядке, то знание дополнительных приемов может быть очень даже полезным. Поэтому продолжим.

3. Замена прямых зависимостей на обмен сообщениями

Иногда модулю нужно всего лишь известить других о том, что в нем произошли какие-то события/изменения и ему не важно, что с этой информацией будет происходить потом. В этом случае модулям вовсе нет необходимости «знать друг о друге», то есть содержать прямые ссылки и взаимодействовать непосредственно, а достаточно всего лишь обмениваться сообщениями (messages) или событиями (events).

Связь модулей через обмен сообщениями является гораздо более слабой, чем прямая зависимость и реализуется она чаще всего с помощью следующих шаблонов:

• Наблюдатель (Observer). Применяется в случае зависимости «один-ко-многим», когда множество модулей зависят от состояния одного — основного. Использует механизм рассылки, который заключается в том, что основной модуль просто осуществляет рассылку одинаковых сообщений всем своим подписчикам, а модули, заинтересованные в этой информации, реализуют интерфейс «подписчика» и подписываются на рассылку. Находит широкое применение в системах с пользовательским интерфейсом, позволяя ядру приложения (модели) оставаться независимым и при этом информировать связанные с ним интерфейсы о том что произошли какие-то изменения и нужно обновиться.

  Организация взаимодействия посредством рассылки сообщений имеет дополнительный «бонус» — необязательность существования «подписчиков» на «опубликованные» (т.е. рассылаемые) сообщения. Качественно спроектированная подобная система допускает добавление/удаление модулей в любое время.

• Посредник (Mediator). Применяется, когда между модулями имеется зависимость «многие ко многим. Медиатор выступает в качестве посредника в общении между модулями, действуя как центр связи и избавляет модули от необходимости явно ссылаться друг на друга. В результате взаимодействие модулей друг с другом («все со всеми») заменяется взаимодействием модулей лишь с посредником («один со всеми»). Говорят, что посредник инкапсулирует взаимодействие между множеством модулей.

  Типичный пример — контроль трафика в аэропорту. Все сообщения, исходящие от самолетов, поступают в башню управления диспетчеру, вместо того, чтобы пересылаться между самолетами напрямую. А диспетчер уже принимает решения о том, какие самолеты могут взлетать или садиться, и в свою очередь отправляет самолетам соответствующие сообщения. Подробнее, например, тут.

Дополнение: Модули могут пересылать друг другу не только «простые сообщения, но и объекты-команды. Такое взаимодействие описывается шаблоном Команда (Command). Суть заключается в инкапсулировании запроса на выполнение определенного действия в виде отдельного объекта (фактически этот объект содержит один единственный метод execute()), что позволяет затем передавать это действие другим модулям на выполнение в качестве параметра, и вообще производить с объектом-командой любые операции, какие могут быть произведены над обычными объектами. Кратко рассмотрен тут, соответствующая глава из книги банды четырех тут, есть также статья на хабре.

4. Замена прямых зависимостей на синхронизацию через общее ядро

Данный подход обобщает и развивает идею заложенную в шаблоне «Посредник». Когда в системе присутствует большое количество модулей, их прямое взаимодействие друг с другом становится слишком сложным. Поэтому имеет смысл взаимодействие «все со всеми» заменить на взаимодействие «один со всеми». Для этого вводится некий обобщенный посредник, это может быть общее ядро приложения, хранилище или шина данных, а все остальные модули становятся независимыми друг от друга клиентами, использующими сервисы этого ядра или выполняющими обработку содержащейся там информации. Реализация этой идеи позволяет модулям-клиентам общаться друг с другом через посредника и при этом ничего друг о друге не знать.

Ядро-посредник может как знать о модулях-клиентах и управлять ими (пример — архитектура apache ), так и может быть полностью, или почти полностью, независимым и ничего о клиентах не знать. В сущности именно этот подход реализован в «шаблоне» Модель-Вид-Контроллер (MVC), где с одной Моделью (являющейся ядром приложение и общим хранилищем данных) могут взаимодействовать множество Пользовательских Интерфейсов, которые работают синхронно и при этом не знают друг о друге, а Модель не знает о них. Ничто не мешает подключить к общей модели и синхронизировать таким образом не только интерфейсы, но и другие вспомогательные модули.

Очень активно эта идея также используется при разработке игр, где независимые модули, отвечающие за графику, звук, физику, управление программой синхронизируются друг с другом через игровое ядро (модель), где хранятся все данные о состоянии игры и ее персонажах. В отличие от MVC, в играх согласование модулей с ядром (моделью) происходит не за счет шаблона «Наблюдатель», а по таймеру, что само по себе является интересным архитектурным решением весьма полезным для программ с анимацией и «бегущей» графикой.

5. Закон Деметры (law of Demeter)

Закон Деметры запрещает использование неявных зависимостей: «Объект A не должен иметь возможность получить непосредственный доступ к объекту C, если у объекта A есть доступ к объекту B и у объекта B есть доступ к объекту C«. Java-пример.

Это означает, что все зависимости в коде должны быть «явными» — классы/модули могут использовать в работе только «свои зависимости» и не должны лезть через них к другим. Кратко этот принцип формулируют еще таким образом: «Взаимодействуй только с непосредственными друзьями, а не с друзьями друзей«. Тем самым достигается меньшая связанность кода, а также большая наглядность и прозрачность его дизайна.

Закон Деметры реализует уже упоминавшийся «принцип минимального знания», являющейся основой слабой связанности и заключающийся в том, что объект/модуль должен знать как можно меньше деталей о структуре и свойствах других объектов/модулей и вообще чего угодно, включая собственные подкомпоненты. Аналогия из жизни: Если Вы хотите, чтобы собака побежала, глупо командовать ее лапами, лучше отдать команду собаке, а она уже разберётся со своими лапами сама.

6. Композиция вместо наследования

Одну из самых сильных связей между объектами дает наследование, поэтому, по возможности, его следует избегать и заменять композицией. Эта тема хорошо раскрыта в статье Герба Саттера — «Предпочитайте композицию наследованию».

Могу только посоветовать в данном контексте обратить внимание на шаблон Делегат (Delegation/Delegate) и пришедший из игр шаблон Компонет (Component), который подробно описан в книге «Game Programming Patterns» (соответствующая глава из этой книги на английском и ее перевод).

Статьи в интернете:

Замечательный ресурс — Архитектура приложений с открытым исходным кодом, где «авторы четырех дюжин приложений с открытым исходным кодом рассказывают о структуре созданных ими программ и о том, как эти программы создавались. Каковы их основные компоненты? Как они взаимодействуют? И что открыли для себя их создатели в процессе разработки? В ответах на эти вопросы авторы статей, собранных в данных книгах, дают вам уникальную возможность проникнуть в то, как они творят«. Одна из статей полностью была опубликована на хабре — «Масштабируемая веб-архитектура и распределенные системы».

Интересные решения и идеи можно найти в материалах, посвященных разработке игр. Game Programming Patterns — большой сайт с подробным описанием многих шаблонов и примерами их применения к задаче создания игр (оказывается, есть уже его перевод — «Шаблоны игрового программирования», спасибо strannik_k за ссылку). Возможно будет полезна также статья «Гибкая и масштабируемая архитектура для компьютерных игр» (и ее оригинал. Нужно только иметь ввиду что автор почему-то композицию называет шаблоном «Наблюдатель»).

По поводу паттернов проектирования:

Есть еще принципы/паттерны GRASP, описанные Крэгом Лэрманом в книге «Применение UML 2.0 и шаблонов проектирования», но они больше запутывают чем проясняют. Краткий обзор и обсуждение на хабре (самое ценное в комментариях).

Ну и конечно же книги:

Общие архитектуры веб-приложений | Microsoft Docs

• 
  12/01/2020
• Чтение занимает 8 мин

В этой статье

«Если вы считаете хорошую архитектуру слишком дорогой, попробуйте использовать плохую».
— Брайан Фут (Brian Foote) и Джозеф Йодер (Joseph Yoder)

Большинство традиционных приложений .NET развертывается в виде одного элемента, соответствующего исполняемому файлу, или одного веб-приложения, выполняющегося в домене приложений служб IIS. Это простейшая модель развертывания, которая оптимально подходит для множества внутренних и небольших общедоступных приложений. Тем не менее даже в такой простой модели развертывания большинство бизнес-приложений использует преимущества логического разделения на слои.

Что собой представляет монолитное приложение?

Монолитное приложение полностью замкнуто в контексте поведения. Во время работы оно может взаимодействовать с другими службами или хранилищами данных, однако основа его поведения реализуется в собственном процессе, а все приложение обычно развертывается как один элемент. Для горизонтального масштабирования такое приложение обычно целиком дублируется на нескольких серверах или виртуальных машинах.

Комплексные приложения

Архитектура приложения содержит как минимум один проект. В таком случае вся логика приложения заключена в одном проекте, компилируется в одну сборку и развертывается как один элемент.

Любой создаваемый в Visual Studio или из командной строки проект ASP.NET Core изначально будет представлять собой комплексный монолитный проект. В нем будет заключено все поведение приложения, включая презентацию данных, бизнес-логику и логику доступа к данным. На рис. 5-1 показана файловая структура приложения, состоящего из одного проекта.

Рис. 5-1. Приложение ASP.NET Core, состоящее из одного проекта.

В сценарии с одним проектом разделение задач реализуется с помощью папок. Используемый по умолчанию шаблон включает отдельные папки для обязанностей шаблона MVC (модели, представления и контроллеры), а также дополнительные папки для данных и служб. При такой организации детали презентации данных в максимально возможной степени размещаются в папке представлений (Views), а детали реализации доступа к данным должны быть ограничены классами, содержащимися в папке данных (Data). Бизнес-логика при этом размещается в службах и классах, находящихся в папке моделей (Models).

Несмотря на свою простоту, монолитное решение с одним проектом имеет определенные недостатки. По мере увеличения размера и сложности проекта будет расти число файлов и папок. Задачи, связанные с пользовательским интерфейсом (модели, представления, контроллеры), размещаются в разных папках, которые не упорядочены по алфавиту. С добавлением в отдельные папки конструкций уровня пользовательского интерфейса, например фильтров или связывателей модели, ситуация только ухудшается. Бизнес-логика теряется в папках моделей (Models) и служб (Services), в результате чего невозможно четко определить, какие классы в каких папках должны зависеть от других классов. Подобная неэффективная организация на уровне проекта часто приводит к получению плохо структурированного кода.

Для решения подобных проблем приложения часто организуются в виде решений, состоящих из множества проектов, где каждый проект размещается в отдельном слое приложения.

Что представляют собой слои?

По мере увеличения сложности приложения для эффективного управления им может применяться разбиение по обязанностям и задачам. Такой подход соответствует принципу разделения задач и помогает сохранить организацию расширяющейся базы кода, благодаря чему разработчики могут быстро определять, где именно реализованы определенные функции. Многослойная архитектура имеет также целый ряд других преимуществ.

Благодаря упорядочению кода с помощью слоев общие низкоуровневые функции могут многократно использоваться по всему приложению. Это крайне важно, поскольку такой подход требует меньшего объема кода и, за счет стандартизации приложения на уровне одной реализации, соответствует принципу «Не повторяйся».

В приложениях с многослойной архитектурой могут устанавливаться ограничения на взаимодействие между слоями. Такая архитектура помогает реализовать инкапсуляцию. При изменении или замене слоя будут затронуты только те слои, которые работают непосредственно с ним. Ограничивая зависимости слоев друг от друга, можно уменьшить последствия внесения изменений, в результате чего единичное изменение не будет влиять на все приложение.

Применение слоев (и инкапсуляция) позволяет заметно упростить замену функциональных возможностей в рамках приложения. Например, приложение может изначально использовать собственную базу данных SQL Server для сохраняемости, а впоследствии перейти на стратегию сохранения состояния на основе облака или веб-API. Если в приложении надлежащим образом инкапсулирована реализация сохраняемости на логическом слое, этот слой SQL Server может быть заменен новым, где будет реализовываться тот же открытый интерфейс.

Помимо возможности замены реализаций в связи с последующими изменениями, применение слоев в приложении также позволяет менять реализации в целях тестирования. Вместо написания тестов, которые применяются к слоям реальных данных или пользовательского интерфейса приложения, во время тестирования они заменяются фиктивными реализациями, которые демонстрируют известную реакцию на запросы. Как правило, это значительно упрощает написание тестов и ускоряет их выполнение по сравнению с тестированием в реальной инфраструктуре приложения.

Разделение на логические слои широко распространено и помогает упорядочить код приложений предприятия. Сделать это можно несколькими способами.

Примечание

Слои обеспечивают логический уровень разделения в приложении. Если логика приложения физически распределена между несколькими серверами или процессами, такие раздельные физические целевые объекты развертывания называются уровнями. Таким образом, не только возможно, но и широко распространено развертывание N-слойных приложений на одном уровне.

Традиционные приложения с N-слойной архитектурой

Общепринятая организация логики приложения по слоям показана на рис. 5-2.

Рис. 5-2. Слои типового приложения.

Как правило, в приложении определяются слои пользовательского интерфейса, бизнес-логики и доступа к данным. В рамках такой архитектуры пользователи выполняют запросы через слой пользовательского интерфейса, который взаимодействует только со слоем бизнес-логики. Слой бизнес-логики, в свою очередь, может вызывать слой доступа к данным для обработки запросов. Слой пользовательского интерфейса не должен выполнять запросы напрямую к слою доступа к данным и какими-либо другими способами напрямую взаимодействовать с функциями сохраняемости. Аналогичным образом, слой бизнес-логики должен взаимодействовать с функциями сохраняемости только через слой доступа к данным. Таким образом, для каждого слоя четко определена своя обязанность.

Одним из недостатков традиционного многослойного подхода является то, что обработка зависимостей во время компиляции осуществляется сверху вниз. Это значит, что слой пользовательского интерфейса зависит от слоя бизнес-логики, который, в свою очередь, зависит от слоя доступа к данным. Это значит, что слой бизнес-логики, который обычно содержит ключевые функции приложения, зависит от деталей реализации доступа к данным (и зачастую от наличия самой базы данных). Тестирование бизнес-логики в такой архитектуре зачастую затруднено и требует наличия тестовой базы данных. Для решения этой проблемы может применяться принцип инверсии зависимостей, как описывается в следующем разделе.

На рис. 5-3 показан пример решения, в котором приложение разделено на три проекта (или слоя) в соответствии с определенными обязанностями.

Рис. 5-3. Простое монолитное приложение, состоящее из трех проектов.

Несмотря на то, что в целях упорядочения в этом приложении используется несколько проектов, оно по-прежнему развертывается как единый элемент, и его клиенты взаимодействуют с ним как с одним веб-приложением. Это позволяет реализовать крайне простой процесс развертывания. На рис. 5-4 показано, как такое приложение можно разместить с использованием Azure.

Рис. 5-4. Простое развертывание веб-приложения Azure

По мере развития приложения могут потребоваться более сложные и надежные решения для развертывания. На рис. 5-5 показан пример более сложного плана развертывания, который поддерживает дополнительные возможности.

Рис. 5-5. Развертывание веб-приложения в службе приложений Azure

Разбиение этого проекта на несколько проектов на основе обязанностей позволяет повысить удобство поддержки приложения.

Такой элемент поддерживает вертикальное и горизонтальное масштабирование, что позволяет использовать преимущества облачного масштабирования по запросу. Под вертикальным масштабированием понимается увеличение числа ЦП, объема памяти, места на диске и других ресурсов на серверах, где размещается приложение. Горизонтальное масштабирование заключается в добавлении дополнительных экземпляров таких физических серверов, виртуальных машин или контейнеров. Если приложение размещается на нескольких экземплярах, для распределения запросов между экземплярами приложения используется система балансировки нагрузки.

Самый простой подход к масштабированию веб-приложения в Azure заключается в ручной настройке масштабирования в плане службы приложений для приложения. На рис. 5-6 показан экран панели мониторинга Azure, предназначенный для настройки числа экземпляров, обслуживающих приложение.

Рис. 5-6. Масштабирование плана службы приложений в Azure.

Чистая архитектура

Приложения, использующие принципы инверсии зависимостей и проблемно-ориентированного проектирования, имеют схожую архитектуру. На протяжении многих лет она носила самые разные названия. Сначала это была шестигранная архитектура, на смену которой пришла архитектура портов и адаптеров. На современном этапе она называется многослойной или чистой архитектурой. В этой электронной книге используется термин «чистая архитектура».

Эталонное приложение eShopOnWeb использует подход на основе чистой архитектуры для организации кода в проекты. Вы можете найти шаблон решения, который можно использовать в качестве отправной точки для собственных решений ASP.NET Core в репозитории ardalis/cleanarchitecture на GitHub.

В рамках чистой архитектуры центральным элементом приложения являются его бизнес-логика и модель. В этом случае бизнес-логика не зависит от доступа к данным или другим инфраструктурам, то есть стандартная зависимость инвертируется: инфраструктура и детали реализации зависят от ядра приложения. Эта функциональность достигается путем определения абстракций или интерфейсов в ядре приложения, которые реализуются типами, определенными в слое инфраструктуры. Такую архитектуру обычно рисуют в виде серии окружностей с общим центром, которая внешне напоминает срез луковицы. На рис. 5-7 показан пример такого стиля представления архитектуры.

Рис. 5-7. Чистая архитектура (многослойное представление)

На этой схеме зависимости направлены из самой внутренней окружности. Ядро приложения называется так потому, что находится в самом центре этой схемы. Как видно на схеме, ядро приложения не имеет зависимостей от других слоев приложения. Сущности и интерфейсы приложения находятся в самом центре. Сразу после них, но все еще в пределах ядра приложения, расположены доменные службы, которые обычно реализуют интерфейсы, определенные во внутренней окружности. За пределами ядра приложения располагаются слои пользовательского интерфейса и инфраструктуры, которые зависят от ядра приложения, но не друг от друга (обязательно).

На рис. 5-8 показана более привычная горизонтальная схема слоев, которая лучше отражает зависимости между слоем пользовательского интерфейса и другими слоями.

Рис. 5-8. Чистая архитектура (горизонтальное представление слоев)

Обратите внимание, что сплошные стрелки соответствуют зависимостям времени компиляции, а пунктирные — зависимостям, которые существуют только во время выполнения. В рамках чистой архитектуры слой пользовательского интерфейса работает с интерфейсами, которые определены в ядре приложения во время компиляции, и в идеальном случае не должен знать ничего о типах реализации, определенных в слое инфраструктуры. Тем не менее во время выполнения эти типы реализации необходимы для выполнения приложения, поэтому они должны существовать и быть привязаны к интерфейсам ядра приложения посредством внедрения зависимостей.

На рис. 5-9 показано более подробное представление архитектуры приложения ASP.NET Core, построенного с соблюдением этих рекомендаций.

Рис. 5-9. Схема чистой архитектуры ASP.NET Core.

Поскольку ядро приложения не зависит от инфраструктуры, для этого слоя легко писать автоматические модульные тесты. На рис. 5-10 и 5-11 показано, как эти тесты вписываются в такую архитектуру.

Рис. 5-10. Изолированное модульное тестирование ядра приложения.

Рис. 5-11. Интеграционное тестирование реализаций инфраструктуры с внешними зависимостями.

Поскольку слой пользовательского интерфейса не имеет прямых зависимостей от типов, определенных в проекте инфраструктуры, будет так же просто менять реализации в целях тестирования или в случае изменения требований к приложению. ASP.NET Core предлагает встроенную поддержку внедрения зависимостей, в связи с чем такая архитектура представляет собой оптимальный подход к структурированию нетривиальных монолитных приложений.

Для монолитных приложений проекты ядра приложения, инфраструктуры и пользовательского интерфейса выполняются как единое приложение. Во время выполнения архитектура приложения будет выглядеть так, как показано на рис. 5-12.

Рис. 5-12. Пример архитектуры приложения ASP.NET Core во время выполнения.

Упорядочение кода в рамках чистой архитектуры

В решении с чистой архитектурой для каждого проекта четко определены обязанности. Фактически, каждому проекту будут принадлежать определенные типы, а в проектах будут представлены соответствующие этим типам папки.

Ядро приложения

Ядро приложения содержит бизнес-модель, которая включает в себя сущности, службы и интерфейсы. Такие интерфейсы включают абстракции для операций, которые будут выполняться с использованием архитектуры, включая операции доступа к данным или файловой системе, сетевые вызовы и т. д. В некоторых случаях службы или интерфейсы, определенные в этом слое, должны работать с типами, не являющимися типами сущностей, которые не имеют зависимостей от пользовательского интерфейса или инфраструктуры. Они могут определяться как простые объекты передачи данных.

Типы ядра приложения

• Сущности (сохраняемые классы бизнес-модели)
• интерфейсов,
• Службы
• Объекты передачи данных

Инфраструктура

Как правило, проект инфраструктуры включает реализацию доступа к данным. В типовом веб-приложении ASP.NET Core эта реализация включает Entity Framework (EF) DbContext, любые определенные объекты Migration EF Core, а также классы реализации доступа к данным. Наиболее распространенный подход к абстрагированию кода реализации доступа к данным заключается в использовании конструктивного шаблона репозитория.

Помимо реализации доступа к данным, проект инфраструктуры должен также включать реализации служб, которые должны взаимодействовать с инфраструктурными задачами. Эти службы должны реализовывать интерфейсы, определенные в ядре приложения. Таким образом, инфраструктура должна содержать ссылку на проект ядра приложения.

Типы инфраструктуры

• Типы EF Core (DbContext, Migration)
• Типы реализации доступа к данным (репозитории)
• Службы, связанные с инфраструктурой (например, FileLogger или SmtpNotifier)

Уровень пользовательского интерфейса

Слой пользовательского интерфейса в приложении MVC ASP.NET Core выступает в качестве точки входа для приложения. Этот проект должен ссылаться на слой ядра приложения, а его типы должны взаимодействовать с инфраструктурой строго через интерфейсы, определенные в ядре приложения. В слое пользовательского интерфейса не должны разрешаться прямое создание экземпляров для типов слоя инфраструктуры, а также их статические вызовы.

Типы слоев пользовательского интерфейса

• Контроллеры
• Фильтры
• Представления
• Модели представлений
• Запуск

Класс Startup отвечает за настройку приложений и запись типов реализации в интерфейсы, обеспечивая корректную работу внедрения зависимостей во время выполнения.

Примечание

Чтобы привязать внедрение зависимостей в ConfigureServices в файле Startup.cs проекта пользовательского интерфейса, в этом проекте может потребоваться ссылка на проект инфраструктуры. Эту зависимость можно исключить. Проще всего это сделать с помощью настраиваемого контейнера внедрения зависимостей. В рамках этого примера применяется простейший подход, при котором разрешаются ссылки из проекта пользовательского интерфейса на проект инфраструктуры.

Монолитные приложения и контейнеры

Вы можете создать одно монолитное веб-приложение или службу и развернуть их как контейнер. В рамках приложения монолитность может не соблюдаться, однако будет реализована организация на основе нескольких библиотек, компонентов или слоев. Внешне оно будет представлять собой единый контейнер — единый процесс, единое веб-приложение или единую службу.

Для управления этой моделью вы развертываете один контейнер, представляющий собой приложение. Для увеличения масштаба просто добавьте дополнительные копии с подсистемой балансировки нагрузки спереди. Управлять одним развертыванием в одном контейнере или виртуальной машине гораздо проще.

Вы можете включить в один контейнер несколько компонентов, библиотек или внутренних слоев, как показано на рис. 5-13. Такой монолитный шаблон может конфликтовать с принципом контейнера: «контейнер выполняет одно дело и в одном процессе«.

Недостаток этого подхода становится очевидным, когда приложение разрастается и его необходимо масштабировать. Если масштабируется приложение целиком, все получится. Но в большинстве случаев необходимо масштабировать всего несколько частей приложения, пока другие компоненты работают нормально.

В примере приложения для электронной торговли, вероятнее всего, потребуется масштабирование компонента со сведениями о товарах. Клиенты чаще просматривают товары, чем приобретают их. Клиенты чаще складывают товары в корзину, чем оплачивают их. Не так много клиентов пишут комментарии или просматривают историю покупок. И у вас скорее всего может быть лишь несколько сотрудников в одном регионе, которые управляют содержимым и маркетинговыми кампаниями. При масштабировании монолитных решений весь код развертывается многократно.

Помимо того, что необходимо масштабировать все компоненты, изменения в одном компоненте требуют полного повторного тестирования всего приложения и полного повторного развертывания всех его экземпляров.

Монолитный подход нашел широкое распространение и используется многими организациями при разработке архитектуры. Во многих случаях это позволяет добиться желаемых результатов, однако иногда организация сталкивается с достигнутыми ограничениями. Во многих организациях приложения строились по такой модели, поскольку несколько лет назад с помощью существующих инструментов и инфраструктуры слишком сложно было создавать архитектуры, ориентированные на службы (SOA), и проблем не возникало, пока приложение не начинало разрастаться. Если ваша организация столкнулась с ограничениями монолитного подхода, следующим логичным шагом может стать разбиение приложения для более эффективного использования контейнеров и микрослужб.

Монолитные приложения в Microsoft Azure можно развертывать с использованием выделенных виртуальных машин для каждого экземпляра. С помощью масштабируемых наборов виртуальных машин Azure можно легко масштабировать виртуальные машины. Службы приложений Azure также могут выполнять монолитные приложения и легко масштабировать экземпляры, и вам не придется управлять виртуальными машинами. Службы приложений Azure также могут выполнять отдельные экземпляры контейнеров Docker, упрощая развертывание. С помощью Docker вы можете развернуть одну виртуальную машину на узле Docker и выполнять на ней несколько экземпляров. Для управления масштабированием можно использовать систему балансировки Azure, как показано на рис. 5-14.

Развертыванием на различных узлах можно управлять с помощью традиционных методов развертывания. Узлами Docker можно управлять с помощью вводимых вручную команд вида docker run или автоматизированно, например с помощью конвейеров непрерывной поставки (CD).

Развертывание монолитного приложения в контейнере

Использование контейнеров для управления развертываниями монолитных приложений имеет свои преимущества. Масштабировать экземпляры контейнера гораздо быстрее и проще, чем развертывать дополнительные виртуальные машины. Даже при использовании масштабируемых наборов виртуальных машин применяется основанный на экземплярах подход. При развертывании в виде экземпляров приложения управление конфигурацией приложения осуществляется в составе виртуальной машины.

Развертывание обновлений в виде образов Docker выполняется гораздо быстрее и эффективнее с точки зрения использования сети. Образы Docker обычно запускаются за считанные секунды, что позволяет ускорить выпуск. Остановить образ Docker можно с помощью команды docker stop, и обычно это происходит моментально.

Так как контейнеры по своей природе являются неизменяемыми, вам не придется беспокоиться о возможности повреждения виртуальной машины, когда скрипты обновления не учитывают некоторые оставшиеся на диске конфигурации или файлы.

Контейнеры Docker можно использовать для монолитного развертывания простых веб-приложений. Это позволяет оптимизировать конвейеры непрерывной интеграции и непрерывного развертывания, а также добиться успешного развертывания в рабочей среде. Вам больше не придется гадать, почему решение, выполняющееся на вашем компьютере, не выполняется в рабочей среде.

Архитектура на основе микрослужб имеет много преимуществ, но обратной стороной является повышение сложности. В некоторых случаях затраты перевешивают преимущества, и лучше прибегнуть к монолитному развертыванию приложения в одном контейнере или буквально нескольких.

Монолитное приложение может быть непросто разделить на отдельные микрослужбы. Микрослужбы должны работать независимо друг от друга для повышения отказоустойчивости приложения. Если приложение невозможно разложить на независимые функциональные составляющие, то его разделение лишь увеличит сложность.

Приложению пока может не требоваться независимое масштабирование компонентов. Многие приложения, когда им требуется использовать более одного экземпляра, относительно легко клонируют весь экземпляр. Дополнительный труд по разделению приложений на отдельные службы предоставляет минимум преимуществ, тогда как масштабирование полноценных экземпляров приложения — это простое и экономичное решение.

На ранних этапах развертывания приложения может отсутствовать ясное представление о том, где пролегают границы между функциональными областями. В процессе разработки продукта, обладающего минимальным необходимым набором возможностей, его естественное разделение на части может быть не очевидным. Некоторые из этих условий могут быть временными. Вы можете сначала создать монолитное приложение, а в дальнейшем отделить некоторые компоненты для разработки и развертывания в качестве микрослужб. Другие условия могут быть неотъемлемыми особенностями приложения. Это означает, что приложение в принципе невозможно разделить на несколько микрослужб.

Разделение приложения на множество отдельных процессов также приводит к накладным расходам. При разделении компонента на несколько процессов повышается сложность. Усложняются протоколы обмена данными. Вместо вызовов методов необходимо использовать асинхронное взаимодействие между службами. При переходе на архитектуру микрослужб необходимо добавить множество стандартных блоков, реализованных в версии приложения eShopOnContainers на основе микрослужб: обработку шины событий, отказоустойчивость и повторную отправку сообщений, итоговую согласованность и многое другое.

Гораздо более простой пример приложения eShopOnWeb поддерживает использование одного монолитного контейнера. Приложение включает одно веб-приложение с традиционными представлениями MVC, веб-API и Razor Pages. Это приложение может запускаться из корня решения с помощью команд docker-compose build и docker-compose up. Эта команда настраивает контейнер для веб-экземпляра с помощью Dockerfile из корневого каталога веб-проекта и выполняет контейнер в указанном порте. Вы можете скачать исходный код этого приложения из GitHub и запустить его в локальной системе. Даже такое монолитное приложение выигрывает от развертывания в контейнерной среде.

Во-первых, контейнерное развертывание означает, что каждый экземпляр приложения выполняется в одной и той же среде. Это относится и к среде разработки, в которой проводятся начальные этапы тестирования и разработки. Команда разработчиков может запускать приложение в контейнерной среде, которая аналогична рабочей.

Кроме того, контейнерные приложения обеспечивают более экономичное горизонтальное масштабирование. Контейнерная среда позволяет эффективнее организовывать совместное использование ресурсов, чем традиционные среды виртуальных машин.

Наконец, помещая приложение в контейнеры, вы разделяете бизнес-логику и сервер хранилища. По мере масштабирования приложения все контейнеры будут использовать один физический носитель данных. В качестве хранилища, как правило, используется сервер высокой доступности с базой данных SQL Server.

Поддержка Docker

Проект eShopOnWeb работает в .NET. Поэтому его можно запускать как в контейнерах Linux, так и в контейнерах Windows. Обратите внимание на то, что для развертывания Docker необходимо использовать тот же тип узла для SQL Server. Контейнеры на основе Linux требуют меньше ресурсов и более предпочтительны.

Вы можете использовать Visual Studio 2017, чтобы добавить поддержку Docker в существующее приложение, щелкнув проект в обозревателе решений правой кнопкой мыши и выбрав Добавить > Поддержка Docker. Таким образом вы добавите необходимые файлы и внесете изменения в проект для их использования. В текущем примере eShopOnWeb эти файлы уже есть.

Файл docker-compose.yml на уровне решения содержит сведения о том, какие образы необходимо создать и какие контейнеры запустить. Этот файл позволяет использовать команду docker-compose для запуска нескольких приложений одновременно. В этом случае он запускает только веб-проект. Вы также можете с его помощью настроить зависимости, например отдельный контейнер базы данных.

version: '3'

services:
  eshopwebmvc:
    image: eshopwebmvc
    build:
      context: .
      dockerfile: src/Web/Dockerfile
    environment:
      - ASPNETCORE_ENVIRONMENT=Development
    ports:
      - "5106:5106"

networks:
  default:
    external:
      name: nat

Файл docker-compose.yml ссылается на Dockerfile в проекте Web. С помощью Dockerfile можно указать, какой базовый контейнер будет использоваться и как приложение будет настроено на нем. Dockerfile``Web:

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:5.0 AS build
WORKDIR /app

COPY *.sln .
COPY . .
WORKDIR /app/src/Web
RUN dotnet restore

RUN dotnet publish -c Release -o out

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:5.0 AS runtime
WORKDIR /app
COPY --from=build /app/src/Web/out ./

ENTRYPOINT ["dotnet", "Web.dll"]

Устранение неполадок с Docker

После запуска контейнерное приложение продолжает работать, пока его не остановят. Используйте команду docker ps, чтобы посмотреть, какие контейнеры выполняются. Вы можете остановить выполняющийся контейнер с помощью команды docker stop и идентификатора контейнера.

Обратите внимание, что запущенные контейнеры Docker могут быть привязаны к портам, которые в противном случае вы могли бы использовать в среде разработки. При попытке запустить или выполнить отладку приложения через порт, связанный с контейнером Docker, возникнет ошибка с сообщением о том, что сервер не может выполнить привязку к этому порту. Проблемы будет решена, если вы остановите контейнер.

Если вы хотите добавить поддержку Docker в приложение с помощью Visual Studio, убедитесь, что Docker Desktop при этом запущен. Если при запуске мастера средство Docker Desktop не выполняется, мастер будет работать неправильно. Кроме того, мастер проверяет выбранные контейнеры, чтобы правильно реализовать поддержку Docker. Чтобы добавить поддержку контейнеров Windows, необходимо запускать мастер при запущенном инструменте Docker Desktop с настроенными контейнерами Windows. Чтобы добавить поддержку контейнеров Linux, запускайте мастер при запущенном инструменте Docker с настроенными контейнерами Linux.

Ссылки — общие архитектуры веб-приложений

Руководство по архитектуре приложений Azure — Azure Architecture Center

• 
  01/08/2020
• Чтение занимает 3 мин

В этой статье

В этом руководстве описан структурированный подход к разработке безопасных масштабируемых отказоустойчивых и высокодоступных приложений в Azure. Он основан на проверенных методах, о которых мы узнали благодаря клиентам.

Введение

Облако меняет способ разработки и защиты приложений. Вместо монолитных структур приложения разбиваются на меньшие децентрализованные службы. Эти службы взаимодействуют через API-интерфейсы либо с помощью асинхронного обмена сообщениями или событиями. Приложения выполняют горизонтальное масштабирование, добавляя новые экземпляры в соответствии с требованиями.

Эти тенденции могут перевести к новым сложностям. Состояние приложения является распределенным. Операции выполняются параллельно и в асинхронном режиме. При возникновении сбоев приложения должны быть устойчивыми. Приложения — это целевые объекты для вредоносных субъектов. Развертывания должны выполняться автоматически и предсказуемо. Мониторинг и данные телеметрии важны для получения аналитических сведений о системе. Это руководство поможет вам реализовать необходимые изменения.

Структура руководства

Руководство по архитектуре приложений Azure упорядочено в виде ряда шагов — от создания архитектуры и проектирования до реализации. Каждый шаг содержит вспомогательные рекомендации, которые помогут вам разработать архитектуру приложения.

Стили архитектуры

Первый этап принятия решений самый важный. Какой вид архитектуры вы создаете? Это может быть архитектура микрослужб, более традиционного n-уровневого приложения или решения для больших данных. Мы определили несколько различных стилей архитектуры. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Дополнительные сведения: Стили архитектуры

Выбор технологий

Зная тип создаваемой архитектуры, вы можете выбирать основные технологические компоненты. Важно выбрать следующие технологии:

• Служба вычислений — это модель размещения для вычислительных ресурсов, на которых выполняется приложение. См. сведения о выборе службы вычислений.

• К хранилищам данных относятся базы данных, а также очереди сообщений, кэши, журналы и любые другие хранилища, которые может использовать приложение. См. сведения о выборе хранилища данных.

• Технологии обмена сообщениями обеспечивают асинхронную передачу сообщений между компонентами системы. См. сведения о выборе службы обмена сообщениями.

Вам, возможно, потребуется использовать дополнительные технологии. Но эти три элемента (вычисления, данные и обмен сообщениями) являются для большинства облачных приложений ключевыми и определяют множество аспектов разработки.

Разработка архитектуры

Выбрав стиль архитектуры и основные технологические компоненты, вы можете приступать к работе со структурой приложения. Ниже указаны универсальные ресурсы, которые помогут при разработке архитектуры для самых разных приложений.

Эталонные архитектуры

В зависимости от сценария вы можете использовать в качестве отправной точки одну из наших эталонных архитектур. Каждая эталонная архитектура включает предлагаемые методики, а также рекомендации по обеспечению масштабируемости, доступности, безопасности и надежности, а также по работе с другими аспектами разработки. В большинство из них также включены развертываемое решение или эталонная реализация.

Принципы проектирования

Мы определили десять общих принципов проектирования, чтобы вы могли сделать приложение более масштабируемым, отказоустойчивым и управляемым. Эти принципы проектирования применяются ко всем стилям архитектуры. Придерживайтесь этих десяти базовых принципов на всех этапах проектирования. См. сведения о принципах проектирования.

Шаблоны проектирования

Повторяемые конструктивные шаблоны разработки программного обеспечения позволяют выполнять необходимые действия при возникновении определенных проблем. Наш каталог конструктивных шаблонов облачных решений предназначен для решения конкретных задач в распределенных системах. Они касаются таких аспектов, как доступность, высокий уровень доступности, эффективность операционных процессов, устойчивость, производительность и безопасность. Каталог конструктивных шаблонов можно найти здесь.

Рекомендации

Наши статьи с рекомендациями охватывают разные вопросы, связанные с проектированием, включая проектирование API, автоматическое масштабирование, секционирование данных, кэширование и т. д. Ознакомьтесь с этими рекомендациями и примените те, которые подходят для вашего приложения.

Рекомендации по безопасности

Рекомендации по обеспечению безопасности помогают защитить приложения от действий злоумышленников, направленных на компрометацию конфиденциальности, целостности и доступности.

Основные аспекты качества

В основе успешного облачного приложения лежат пять ключевых компонентов качества программного обеспечения: оптимизация затрат, эффективность операционных процессов, уровень производительности, надежность и безопасность.

Воспользуйтесь сведениями, приведенными в статье Платформа Microsoft Azure с продуманной архитектурой, чтобы оценить свою архитектуру по пяти базовым аспектам.

Дальнейшие действия

Выбираем архитектуру для Flutter-приложения | OTUS

Что лучше всего выбрать при разработке первого проекта на Flutter? Можно ли просто писать код либо использовать MVC/MVVM/MVP как в том же Swift? Давайте попробуем разобраться.

Раз уж вспомнили Swift, то там с выбором было проще:

Что касается Flutter, то здесь мы подбираем не архитектурный паттерн, как таковой, с последующим построением приложения по правилам выбранного решения, а подбираем State Management System — так называемую архитектуру управления состоянием. Пришло это из области web-разработки. И вот здесь перед нами возникает следующий выбор:
• Vanilla/Native state;
• Provider/Scoped Model;
• BLoC;
• Redux.

Vanilla/Native state

Иногда говорят, что лучшая архитектура — это отсутствие архитектуры.

Тут все просто, то есть пишем, как есть, но в соответствии с мануалом Google. Особенности такого подхода — высокая скорость разработки, а также отсутствие разделения между бизнес-логикой и UI. Но на практике вы вряд ли сможете применить такой подход при разработке большого приложения, иначе получите проблемы с отладкой и последующим переиспользованием кода.

Provider/Scoped Model

Здесь уже бизнес-логика вынесена из представления. В целом все предельно просто, плюс есть возможность переиспользования кода. Однако проблемы все же возможны, и начинаются они при работе с крупными и даже со средними проектами.

BLoC

Архитектура управления состоянием BLoC (Business Logic Component) создана для управления сложными состояниями Flutter-приложений и основывается она на реактивной парадигме. Здесь тоже бизнес-логика выносится отдельно, однако тут она разбивается на разные модули. Архитектура довольно сложна для входа, зато позволяет ускорить время разработки на поздних стадиях проекта, а также уменьшить время отладки.

Redux

Популярное архитектурное решение, пришедшее из веба. Особенности — более жесткие ограничения и меньше свободы выбора. Но в том числе и за счет этого удается достичь свойственной для Redux гибкости и простоты отладки.

Что же выбрать?
Обычно для первого проекта рекомендуют BLoC, однако на деле далеко не всегда стоит сразу так сильно углубляться в технологии, поэтому, возможно, вполне сгодится тот же Provider. Выбор, как обычно, следует делать с учетом специфики предстоящего проекта.

По материалам «Дневника Flutter-разработчика».

c# — Научиться проектировать архитектуру приложения

Хотите улучшить этот вопрос? Переформулируйте вопрос так, чтобы на него можно было дать ответ, основанный на фактах и цитатах.

Закрыт 5 лет назад.

Стал замечать, что по мере освоения C#, я все больше думаю о том, как архитектурно реализовать ту или иную часть приложения.

Например, разрабатывая приложение для взаимодействия с USB-устройством, задумался над тем, а как именно будут взаимодействовать его компоненты.

Например, можно реализовать единственный класс, который будет заниматься всем: работать на уровне WinAPI с USB, ожидать прихода пакетов, понимать протокол общения, реализовывать последовательности команд и обработку ответов на них и т.д.

Но это неудобное решение. Лучше разделить по слоям и, например, вынести общение по USB в отдельный модуль и тогда, если USB поменяется на Ethernet, то можно будет просто написать новый модуль, не трогая остальное.

Окей, пишем модуль общения по USB. Для этого пишем сначала интерфейс взаимодействия с верхним уровнем. Написали. Так, что-то тут все заточено под синхронный обмен, а вдруг понадобится асинхронный. Дополняем. И еще несколько параметров.

Начинаем писать сам модуль. Оказывается, заложенная функциональность избыточна. А еще вот тут что-то не так и там и т.д. Опять начинаем думать, исправлять/дополнять.

В итоге я зарываюсь в вопросы из серии «а как лучше сделать сейчас, чтобы в будущем было удобно поддерживать?», производительность падает, а сложность придуманных конструкций резко растет и в итоге получается какая-то каша, а не идеальный код, который я и хотел получить.

Что я делаю не так? Как поступают опытные программисты? Как они избегают этих бесконечных вопросов и при этом пишут вполне поддерживаемый и понятный код?

Какую литературу можно почитать, чтобы прокачаться в этих вопросах? Шаблоны проектирования? А не слишком ли они заточены под крупные проекты и сложны для небольших проектов?

И есть ли у кого ссылки на проекты на C#, где можно посмотреть архитектурные решения?

Как реализовать чистую архитектуру на Android? – Devcolibri

Что вы найдёте в этой статье?

В 2016 году я начал изучать Java, а в начале 2017 года — Android. С самого начала я уже знал, что существует понятие архитектуры приложений, но не знал, как это применить в своём коде. Я находил много разных гайдов, но понятнее от этого мне не становилось.

Эта статья — именно та, которую мне хотелось бы прочитать в начале своего пути.

Важность архитектуры приложений

Многие компании проводят технические тесты для кандидатов, которые проходят отбор. Тесты могут отличаться, но есть то, что их объединяет. Все они требуют понимания и умения применения хорошей программной архитектуры.

Хорошая программная архитектура позволяет легко понимать, разрабатывать, поддерживать и внедрять систему [Книга «Чистая архитектура», глава 15]

Цель этой статьи — научить того, кто никогда не использовал архитектуру для разработки приложений на Android, делать это. Для этого мы рассмотрим практический пример приложения, при создании которого реализуем наименее гибкое решение и более оптимальное решение с использованием архитектуры.

Пример

Элементы в RecyclerView:

1. Мы будем получать данные из API и показывать результаты пользователю.
2. Результатом будет список пива с названием, описанием, изображением и содержанием алкоголя для каждого.
3. Пиво должно быть упорядочено по градусу крепости.

Для решения этой задачи:

1. Мы должны получить данные из API.
2. Упорядочить элементы от самого низкого до самого высокого градуса крепости.
3. Если содержание алкоголя меньше 5%, будет нарисован зелёный кружок, если оно находится между 5% и 8% — кружок будет оранжевым, а выше 8% — красный кружок.
4. Наконец, мы должны показать список элементов.

Какое наименее гибкое решение?

Наименее гибким решением является создание одного класса, который будет выполнять четыре предыдущих пункта. Это то решение, которое любой из нас делал бы, если бы не знал, что такое архитектура приложений.

Результат для пользователя будет приемлемым: он увидит упорядоченный список на экране. Но если нам понадобится масштабировать эту систему, мы поймём, что структуру нелегко понять, разрабатывать дальше, поддерживать и внедрять.

Как понять архитектуру приложений в Android?

Я приведу очень простой пример. Представьте себе автомобильный завод с пятью зонами:

1. Первая зона создает шасси.
2. Вторая зона соединяет механические части.
3. Третья зона собирает электронную схему.
4. Четвертая область — покрасочная.
5. И последняя область добавляет эстетические детали.

Это означает, что у каждой зоны есть своя ответственность, и они работают в цепочке с первой зоны по пятую для достижения результата.

У такой системы есть определённое преимущество. Если автомобиль выдаст ошибку после того, как он будет закончен, то в зависимости от его поведения мы будем знать, какой отдел должен её исправить, не беспокоя других.

Если мы захотим добавить больше эстетических деталей, мы обратимся непосредственно к пятому отделу. А если мы захотим изменить цвет, мы обратимся к четвёртому. И если мы изменим шасси, это никак не изменит способ работы покрасочной области. То есть мы можем точечно модифицировать нашу машину, не беспокоя при этом всю фабрику.

Кроме того, если со временем мы захотим открыть вторую фабрику для создания новой модели автомобиля, будет легче разделить рабочие зоны.

Применение архитектуры в Android

Мы собираемся добиться того, чтобы не было класса, который выполнял бы всю работу в одиночку: запрос данных от API, их сортировка и отображение. Всё это будет распределено по нескольким областям, которые называются слоями.

Что это за слои?

Для этого примера мы собираемся создать чистую архитектуру, которая состоит из трёх уровней, которые в свою очередь будут подразделяться на пять:

1. Уровень представления.
2. Уровень бизнес-логики.
3. И уровень данных.

1. Уровень представления

Уровень представления — это пользовательский уровень, графический интерфейс, который фиксирует события пользователя и показывает ему результаты. Он также выполняет проверку того, что во введённых пользователем данных нет ошибок форматирования, а отображаемые данные отображаются корректно.

В нашем примере эти операции разделены между уровнем пользовательского интерфейса и уровнем ViewModel:

• Уровень пользовательского интерфейса содержит Activity и фрагменты, фиксирующие пользовательские события и отображающие данные.
• Уровень ViewModel форматирует данные так, что пользовательский интерфейс показывает их определённым образом.

Вместо использования ViewModel мы можем использовать другой слой, который выполняет эту функцию, просто важно понять обязанности каждого слоя.

В нашем примере слой пользовательского интерфейса отображает список пива, а слой ViewModel сообщает цвет, который вы должны использовать в зависимости от алкогольного диапазона.

2. Уровень бизнес-логики

На этом уровне находятся все бизнес-требования, которым должно соответствовать приложение. Для этого здесь выполняются необходимые операции. В нашем примере это сортировка сортов пива от самой низкой до самой высокой крепости.

3. Уровень данных

На этом уровне находятся данные и способ доступа к ним.

Эти операции разделены между уровнем репозитория и уровнем источника данных:

• Уровень репозитория реализует логику доступа к данным. Его ответственность заключается в том, чтобы получить данные. Необходимо проверить, где искать их в определённый момент. Например, вы можете сначала проверить локальную базу данных и, если там данных нет, сделать запрос к API и сохранить данные в базу данных. То есть он определяет способ доступа к данным. В нашем примере он запрашивает данные о пиве непосредственно у уровня, который взаимодействует с API.
• Уровень источника данных отвечает непосредственно за получение данных. В нашем примере он реализует логику доступа к API для получения данных о пиве.

Как слои взаимодействуют?

Давайте посмотрим на теоретический и практический подходы взаимодействия.

В теории:

Каждый слой должен общаться только со своими непосредственными соседями. В этом случае, если мы посмотрим на схему архитектуры программного обеспечения:

• Пользовательский интерфейс может общаться только с ViewModel.
• ViewModel может общаться только с уровнем бизнес-логики.
• Уровень бизнес-логики может общаться только с уровнем репозитория.
• И репозиторий может общаться только с источником данных.

На практике:

Структура пакетов в IDE Android Studio при чистой архитектуре:

У нас есть структура пакетов, в которой создаются классы, каждый из которых имеет свою зону ответственности.

Заключительные замечания по архитектуре приложений

Мы увидели, что каждый уровень архитектуры программного обеспечения имеет свою зону ответственности и все они связаны между собой.

Важно подчеркнуть, что ни разу не говорилось об используемых библиотеках или языках программирования, поскольку архитектура ориентирована на правильное структурирование кода, чтобы он был масштабируемым. Со временем библиотеки меняются, но принципы архитектуры сохраняются.

Дальше рекомендуется почитать о внедрении зависимостей, чтобы избежать создания экземпляров объектов непосредственно в классах архитектуры и, таким образом, иметь возможность выполнить модульное тестирование с помощью Mockito и JUnit.

Я делюсь репозиторием, где вы можете увидеть:

• Пример чистой архитектуры на Android с Kotlin.
• Использование LiveData для связи пользовательского интерфейса с ViewModel.
• Использование корутин.
• Kodein для внедрения зависимостей.
• JUnit и Mockito для тестирования бизнес-логики.

Перевод статьи «How to implement a Clean Architecture on Android»

Что такое архитектура приложения?

Архитектура приложения описывает шаблоны и методы, используемые для разработки и создания приложения. Архитектура дает вам план действий и передовые практики, которым следует следовать при создании приложения, так что вы получите хорошо структурированное приложение.

Шаблоны проектирования программного обеспечения могут помочь вам создать приложение. Шаблон описывает повторяемое решение проблемы.

Шаблоны можно связывать вместе для создания более общих архитектур приложений.Вместо того, чтобы полностью создавать архитектуру самостоятельно, вы можете использовать существующие шаблоны проектирования, которые также гарантируют, что все будет работать так, как должно.

В рамках архитектуры приложения будут существовать как внешние, так и внутренние службы. Внешняя разработка связана с пользовательским интерфейсом приложения, в то время как внутренняя разработка фокусируется на предоставлении доступа к данным, службам и другим существующим системам, которые обеспечивают работу приложения.

Архитектура — это отправная точка или дорожная карта для создания приложения, но вам нужно будет сделать выбор реализации, не отраженный в архитектуре.Например, первым шагом является выбор языка программирования, на котором будет написано приложение.

Для разработки программного обеспечения используется множество языков программирования. Определенные языки могут использоваться для создания определенных типов приложений, таких как Swift для мобильных приложений или JavaScript для интерфейсной разработки.

JavaScript, используемый с HTML и CSS, в настоящее время является одним из наиболее популярных языков программирования для разработки веб-приложений.

Среди других популярных языков программирования — Ruby, Python, Swift, TypeScript, Java, PHP и SQL.Язык, используемый при создании приложения, будет зависеть от типа приложения, доступных ресурсов разработки и требований.

Исторически приложения писались как единый блок кода, в котором все компоненты совместно используют одни и те же ресурсы и пространство памяти. Этот стиль архитектуры называют монолитом.

Современные архитектуры приложений чаще всего слабо связаны, используя микросервисы и интерфейсы прикладного программирования (API) для подключения сервисов, которые обеспечивают основу для облачных приложений.

Разработка с использованием собственных облачных сред — это способ ускорить создание новых приложений, оптимизировать существующие и обеспечить согласованную разработку и автоматизированное управление в частных, общедоступных и гибридных облаках.

Выбор архитектуры приложения

При принятии решения, какую архитектуру приложения использовать для нового приложения, или при оценке вашей текущей архитектуры, начните с определения ваших стратегических целей.

Затем вы можете спроектировать архитектуру, которая поддерживает ваши цели, вместо того, чтобы сначала выбирать архитектуру и пытаться подогнать приложение под эту структуру.

Подумайте, как часто вы хотите выпускать обновления для удовлетворения потребностей клиентов или эксплуатации, а также какие функции требуются для достижения бизнес-целей или потребностей разработки.

Способность быстро предоставлять клиентам новые услуги и новые функции — одно из ключевых конкурентных преимуществ, которые может предложить компания. А более быстрая разработка позволяет предприятиям чаще выпускать новые функции и выпускать обновления, как только обнаруживается уязвимость.

Существует много различных типов архитектур приложений, но наиболее заметными сегодня, основанными на взаимосвязях между службами, являются: монолиты и многоуровневая архитектура (тесно связанные), микросервисы (разделенные), а также архитектура, управляемая событиями, и службы. ориентированная архитектура (слабосвязанная).

Многоуровневая или многоуровневая архитектура

Многоуровневая или многоуровневая архитектура — это традиционная архитектура, которая часто используется для создания локальных и корпоративных приложений и часто ассоциируется с устаревшими приложениями.

В многоуровневой архитектуре существует несколько уровней или уровней, часто 3, но может быть и больше, составляющих приложение, каждый со своей ответственностью.

Уровни помогают управлять зависимостями и выполнять логические функции. В многоуровневой архитектуре слои расположены горизонтально, поэтому они могут вызывать только слой ниже.

Слой может либо вызывать только слой, находящийся непосредственно под ним, либо он может вызывать любой из нижележащих слоев.

Монолитная архитектура

Монолит, другой тип архитектуры, связанный с унаследованными системами, представляет собой единый стек приложений, который содержит все функции в рамках этого 1 приложения. Это тесно связано как во взаимодействии между сервисами, так и в том, как они разрабатываются и доставляются.

Обновление или масштабирование одного аспекта монолитного приложения имеет последствия для всего приложения и его базовой инфраструктуры.

Одно изменение кода приложения требует повторного выпуска всего приложения. Из-за этого обновления и новые выпуски обычно могут происходить только один или два раза в год и могут включать только общее обслуживание вместо новых функций.

Напротив, более современные архитектуры пытаются разбить услуги по функциональности или бизнес-возможностям, чтобы обеспечить большую гибкость.

Архитектура микросервисов

Микросервисы — это одновременно архитектура и подход к написанию программного обеспечения.С помощью микросервисов приложения разбиваются на мельчайшие компоненты, независимые друг от друга. Каждый из этих компонентов или процессов представляет собой микросервис.

Микросервисы распределены и слабо связаны, поэтому они не влияют друг на друга. Это дает преимущества как для динамической масштабируемости, так и для отказоустойчивости: отдельные сервисы можно масштабировать по мере необходимости, не требуя тяжелой инфраструктуры, или можно переключаться при отказе, не влияя на другие сервисы.

Целью использования микросервисной архитектуры является более быстрое предоставление качественного программного обеспечения.Вы можете одновременно разрабатывать несколько микросервисов. А поскольку службы развертываются независимо, вам не нужно перестраивать или повторно развертывать все приложение после внесения изменений.

Это приводит к тому, что больше разработчиков работают над своими отдельными службами одновременно, вместо того, чтобы обновлять все приложение, что приводит к меньшему времени, затрачиваемому на разработку, и возможности чаще выпускать новые функции.

Вместе с API и командами DevOps контейнерные микросервисы являются основой для облачных приложений.

Архитектура, управляемая событиями

В системе, управляемой событиями, захват, передача, обработка и сохранение событий являются основной структурой решения. Это отличается от традиционной модели, основанной на запросах.

Событие — это любое существенное событие или изменение состояния аппаратного или программного обеспечения системы. Источником события может быть внутренний или внешний вход.

Архитектура, управляемая событиями, обеспечивает минимальную взаимосвязь, что делает ее хорошим вариантом для современных распределенных архитектур приложений.

Архитектура, управляемая событиями, состоит из производителей и потребителей событий. Производитель событий обнаруживает или воспринимает событие и представляет событие как сообщение. Он не знает потребителя события или результата события.

После обнаружения события оно передается от производителя событий потребителям событий по каналам событий, где платформа обработки событий обрабатывает событие асинхронно.

Архитектура, управляемая событиями, может быть основана либо на модели публикации / подмодели, либо на модели потока событий.

Модель публикации / подписки основана на подписках на поток событий. В этой модели после того, как событие происходит или публикуется, оно отправляется подписчикам, которых необходимо проинформировать.

Это отличается от модели потоковой передачи событий, в которой потребители событий не подписываются на поток событий. Вместо этого они могут читать из любой части потока и могут присоединиться к потоку в любое время.

События фиксируются по мере их возникновения из источников событий, таких как устройства Интернета вещей (IoT), приложения и сети, что позволяет производителям событий и потребителям событий обмениваться информацией о состоянии и ответах в режиме реального времени.

Сервис-ориентированная архитектура

Сервисно-ориентированная архитектура (SOA) — это устоявшийся стиль разработки программного обеспечения, который похож на стиль архитектуры микросервисов.

SOA структурирует приложения в отдельные многократно используемые сервисы, которые обмениваются данными через служебную шину предприятия (ESB).

В этой архитектуре отдельные службы, каждая из которых организована вокруг определенного бизнес-процесса, придерживаются протокола связи (например, SOAP, ActiveMQ или Apache Thrift) и проявляют себя через платформу ESB.В совокупности этот набор услуг, интегрированный через ESB, используется интерфейсным приложением для обеспечения ценности для бизнеса или клиента.

Как Red Hat может помочь в разработке приложений

Решения Red Hat помогут вам повысить гибкость бизнеса за счет разделения ваших монолитных приложений на микросервисы, управления ими, их оркестровки и обработки данных, которые они создают, чтобы помочь вашим командам предоставлять качественные решения для вашего бизнеса. клиенты быстрее.

Создавая новые бизнес-приложения, вы можете делать это, думая о будущем, с самого начала создавая гибкие и легко масштабируемые облачные приложения и интегрируя их с остальной частью вашего бизнеса.

Посмотрите эту серию веб-семинаров, чтобы узнать мнение экспертов о том, как создавать, запускать, развертывать и модернизировать приложения с помощью платформы данных корпоративного уровня на Red Hat® OpenShift®.

Нет необходимости полностью перестраивать существующие системы, чтобы получить значимые преимущества. Благодаря открытому исходному коду, открытым стандартам и нашему многолетнему опыту мы можем помочь вам найти решение на основе микросервисов, подходящее для вашей организации.

Благодаря нашему портфолио с открытым исходным кодом, включая Red Hat® Enterprise Linux®, Red Hat OpenShift и Red Hat Application Services, мы считаем, что Red Hat имеет уникальные возможности для партнерства с компаниями, которым необходимо измениться, чтобы конкурировать в быстро меняющихся программных продуктах. рынки.

Лучшие практики для будущего ваших приложений

Вы когда-нибудь слышали поговорку «Архитекторы ненавидят спагетти?» Как архитекторы программного обеспечения, мы обязаны предвидеть и проектировать системы, способные поддерживать беспощадные бизнес-модели этой эпохи. В этом смысле очень важно разработать способы развития архитектуры нашего приложения для правильного соответствия бизнес-концепциям и процессам. В противном случае архитектура не будет структурно прочной, и нам придется иметь дело с ужасной «спагетти-архитектурой».

В этой записи блога я поделюсь некоторыми лучшими практиками, которым вы должны следовать, чтобы построить структурированную и масштабируемую архитектуру приложения, избегая превращения ваших систем в миску для спагетти. Эта статья основана на недавнем TechTalk по той же теме: «Веб-архитектура и мобильная архитектура с архитектурной панелью мониторинга». Для более подробного обсуждения приглашаю взглянуть.

Приступим!

Почему так важна архитектура приложения?

Архитектура приложения включает в себя все программные модули и компоненты, внутренние и внешние системы, а также взаимодействия между ними, составляющие приложение.Хорошо структурированная архитектура приложений гарантирует, что ваши приложения могут масштабироваться в соответствии с бизнес-требованиями, удовлетворяя намеченные бизнес-требования и требования пользователей, гарантируя, что все концепции правильно изолированы и имеют надежные зависимости друг от друга.

Предположим, вы игнорируете архитектурную сторону приложений, когда меняете и добавляете новые требования к своему программному проекту. В конечном итоге вы получите спагетти-архитектуру, лабиринт неуправляемой синхронизации и зависимостей между различными частями вашего приложения.

Пример архитектуры спагетти.

Проблема спагетти-архитектуры в том, что она приводит к нескольким проблемам, которые являются основными:

• Плохая абстракция сервисов: Неправильная изоляция и абстрагирование сервисов вокруг основных бизнес-концепций распределяет бизнес-правила по разным системам, делая повторное использование кода очень мало структурированным и даже невозможным;
• Неуправляемые зависимости: Когда компоненты неправильно изолированы друг от друга, обновление или замена системы имеет эффект снежного кома, что означает, что изменения в одной части влияют на все ее зависимости;
• Негибкие, медленно меняющиеся унаследованные системы: Быстрая адаптация унаследованной системы к изменениям бизнеса становится сложной задачей.Если система сложная и негибкая, изменения могут занять много времени. А если технология устарела, накопление основной информации и зависимости систем с течением времени могут препятствовать любой замене.

И поэтому архитекторы ненавидят спагетти. Итак, как этого избежать?

Рекомендации по созданию масштабируемой архитектуры приложения

Ключом к созданию масштабируемой и надежной архитектуры приложения является построение вашей архитектуры на четко определенных принципах и прочных основах.Таким образом, вы можете поддерживать быстрый рост и масштабируемость, избегая при этом кошмаров развертывания, более высоких затрат на обслуживание кода и идти в ногу с бизнес-потребностями.

Для этого вам нужно начать с архитектурного проекта, который вам поможет:

• Добиться консенсуса среди всех игроков
• Планирование поддержки
• Содействовать изменению
• Управление сложностью
• Снижение рисков
• Минимизируйте технический долг — это конечная цель любой хорошо спроектированной архитектуры.

Итак, как создать проект архитектуры, отвечающий требованиям завтрашнего дня? Позвольте мне познакомить вас с холстом архитектуры, фреймворком для поддержки и ускорения проектирования архитектуры, которому мы следуем в OutSystems.

Знакомство с холстом архитектуры

Архитектура Canvas — это многоуровневая структура, которая способствует абстракции повторно используемых сервисов и компонентов, сохраняя при этом независимые жизненные циклы и минимизируя влияние изменений, что упрощает поддержку и развитие вашей архитектуры.

Вот как это выглядит:

Снизу вверх:

• Уровень основания: На этом уровне вы реализуете все нефункциональные требования многократного использования, такие как службы для подключения к внешним системам или для расширения вашей инфраструктуры с помощью, например, библиотек повторно используемых шаблонов пользовательского интерфейса и тем. Всевозможные нефункциональные требования.
• Основной уровень: Поверх основного уровня вы реализуете свои основные бизнес-сервисы, включая сервисы, связанные с бизнес-концепциями, бизнес-правилами, бизнес-объектами, бизнес-транзакциями и бизнес-виджетами.Эти службы должны быть независимыми от системы и основываться на базовых службах, чтобы абстрагироваться от любых деталей интеграции, которые могут вам понадобиться. Именно на этих двух нижних уровнях вы изолируете все повторно используемые службы или компоненты.
• Уровень конечного пользователя: Верхний уровень — это то место, где вы поддерживаете взаимодействие пользователей через пользовательские интерфейсы и процессы, используя базовые и базовые сервисы для поддержки пути пользователя. Обратите внимание, что модуль на этом уровне никогда не должен предоставлять услуги другим модулям, чтобы гарантировать полную независимость жизненного цикла.

Проверка структуры вашей архитектуры

Чтобы ваша архитектура была надежной и не превратилась в монолитную или спагетти-архитектуру, вы должны следовать набору руководящих принципов и рекомендаций. Следующие правила относятся к сильным ссылкам в модулях или приложениях (например, действиям или блокам), поэтому не обращайте внимания на свободные ссылки, такие как действия службы или пункты назначения экрана.

1. Нет восходящих ссылок на трех уровнях:

Учитывая структурированность уровней, очевидно, что мы не хотим, чтобы базовые услуги, не зависящие от бизнеса, зависели от основных бизнес-концепций или какие-либо повторно используемые услуги зависели от интерфейсов конечных пользователей.Более того, восходящие ссылки имеют тенденцию создавать кластер, в котором любые два модуля, прямо или косвенно связанные, имеют циклическую зависимость. Взгляните на пример ниже:

Модуль B может подключаться к модулю A косвенно, а модуль A также может подключаться к модулю B косвенно. Итак, у нас есть кластер взаимозависимых модулей. И если у вас есть другой модуль конечного пользователя (EU2), который законно использует базовую службу B, он становится зависимым от всего этого кластера. Следовательно, его среда выполнения не только занимает ненужную большую площадь, но также подвергается влиянию изменений, внесенных в модули, о которых она даже не должна знать.

2. Конечные пользователи не упоминают о сторонних ресурсах:

Модули конечного пользователя никогда не должны предоставлять услуги многократного использования, чтобы гарантировать, что они правильно изолированы, что позволяет конечным пользователям иметь разные жизненные циклы. См. Пример ниже:

Если конечный пользователь 1 потребляет конечного пользователя 2, он не только не может быть независимым от EU2, но и не может быть независимым от остающейся ниже иерархии.

3. Избегайте циклических ссылок между основными и базовыми модулями:

Если вы будете следовать двум предыдущим правилам, вам не придется беспокоиться о циклах между модулями конечного пользователя.Цикл всегда нежелателен, поскольку он оказывает ожидаемое влияние на то, как управлять кодом. Цикл между модулями указывает на то, что концепции не абстрагируются правильно.

В приведенном ниже примере должно произойти одно из двух: 1) либо A и B настолько сильно связаны, что должны быть частью одного модуля (например, Order и Order Line), либо 2) одна из зависимостей должна быть нарушена помещая логику в нужное место в соответствии с ожидаемым соотношением между концепциями. Например, контракты зависят от клиентов, но клиенты должны иметь возможность существовать без какой-либо ссылки на контракты.

4. Дополнительные рекомендации:

• В основных модулях не должно быть экранов внешнего интерфейса: Если вы внедряете службу, вы можете добавить несколько экранов для выполнения модульных тестов. Но как разработчик, как только вы протестируете свой код, вы должны избавиться от тестовых экранов. Если по какой-то причине эти тестовые экраны полезны для поддержки любого типа регрессионного теста или тестирования BDD, их следует переместить в модуль тестирования конечного пользователя. Одна из основных опасностей сохранения тестовых экранов в ваших основных модулях заключается в том, что они, как правило, являются анонимными экранами для целей тестирования, и, если они попадают в рабочую среду, они открывают брешь в безопасности.
• Все сущности должны быть доступны только для чтения: Эта рекомендация гарантирует, что вы не разрешаете потребителям использовать грубые действия для создания, обновления или удаления записей в базе данных напрямую, потому что основная служба должна абстрагировать бизнес-транзакции, забота о валидациях, нормализации и побочных эффектах, таких как аудит или интеграция с другой системой. Реализуйте все свои бизнес-транзакции как публичные действия, чтобы предоставить потребителям безопасные и правильно абстрагированные сервисы.
• Избегайте бизнес-логики на базовом уровне: Иногда люди склонны внедрять бизнес-правила на этом уровне, но бизнес-агностик должен быть уверен, что ее можно повторно использовать в любой области приложения.
• Не добавляйте основные бизнес-сущности на базовый уровень: Опять же, чтобы не зависеть от бизнеса, базовые модули не должны иметь бизнес-сущностей. Однако они могут иметь некоммерческие организации для поддержки некоторых нефункциональных требований ваших приложений.Например, если вам нужно создать общий сервис для аудита всех ваших транзакций, вы можете создать объект аудита. Сам аудит — это не дело вашей компании; бизнес вашей компании — это продажа Продукта, предоставление нового Клиента или изменение Контракта.

Составление приложения с использованием холста архитектуры

Перед тем, как приступить к составлению приложения, быстрое раскрытие: в этом контексте «приложение» не имеет того значения, которое мы обычно придаем ему в контексте бизнеса.

В OutSystems мы используем термин «приложение» для обозначения набора модулей, определенных в Service Studio — среде разработки OutSystems — которые составляют минимальную единицу развертывания для LifeTime — консоль OutSystems для управления всеми вашими средами, приложениями, ИТ-пользователями, безопасностью. , и жизненный цикл приложения. Тем не менее, то, что вы продвигаете от разработки к качеству и от качества к производству, — это не отдельные модули, а приложения.

Чтобы определить, какому уровню соответствует приложение, вы должны искать самый верхний уровень модулей внутри приложения, то есть, если самый верхний уровень является, например, модулем конечного пользователя, то это приложение конечного пользователя.

Теперь, когда приложения установлены, вы должны следовать набору правил для обеспечения правильной архитектуры.

Правило № 1: Начните с Руководства по архитектуре Canvas для модулей

Правильно расположите модули, следуя указанным выше рекомендациям.

Правило № 2: Изолировать общие службы

Когда модули установлены правильно, пора заняться приложениями. Используйте здесь те же принципы. Итак, если у вас есть модуль в «приложении конечного пользователя 2», использующий модуль в «приложении конечного пользователя 1», вы должны изолировать общее базовое приложение, чтобы избежать зависимостей.Таким образом, вы поддерживаете оба приложения. В тот момент, когда вы хотите чем-то поделиться, вам нужно изолировать общие службы в общих приложениях.

Правило № 3: Не смешивайте владельцев

Наличие более одного владельца в приложении приводит к сложному управлению развертыванием, поскольку ответственность за то, что было изменено, становится неясной. Продвижение собственности является ключевым моментом. Если невозможно сконцентрировать владение приложением, рассмотрите возможность разделения его таким образом, чтобы право собственности было четко определено.

Правило № 4: Не смешивайте спонсоров

У спонсоров, как и у владельцев, разные требования и разные базы. Давайте возьмем пример: представьте себе портал, который позволяет моделировать различные страховые направления бизнеса. Если все направления бизнеса относятся к одному приложению, любые изменения, сделанные в одном (например, в автоматическом режиме), не могут быть независимыми от другого. Итак, самое медленное направление бизнеса будет определять цикл выпуска.

Создавая отдельные приложения для каждого направления бизнеса, каждое из них может определять темп собственной доставки.Как только это станет ясно, вы должны идентифицировать и изолировать то, что разделяется между разными спонсорами, и то, что должно управляться вместе.

Хотите увидеть архитектурное полотно в действии?

Тогда я приглашаю вас присоединиться ко мне в моем недавнем техническом разговоре о веб-архитектуре и мобильной архитектуре с архитектурной панелью мониторинга. На этом занятии я покажу вам, как спроектировать архитектуру, следуя принципу холста, и некоторые из лучших практик, которые вы должны иметь в виду, чтобы избежать спагетти-архитектуры, на примере из реальной жизни.Я также рассмотрю панель управления архитектурой — инструмент, который поможет вам оценить то, что вы сделали. Надеюсь увидеть тебя там!

Что такое архитектура приложения? — Определение с сайта WhatIs.com

Архитектура приложения — это карта того, как программные приложения организации собираются как часть всеобъемлющей корпоративной архитектуры и как эти приложения взаимодействуют друг с другом для удовлетворения требований бизнеса или пользователей. Архитектура приложения помогает обеспечить масштабируемость и надежность приложений, а также помогает предприятиям выявлять пробелы в функциональности.

В общем, архитектура приложения определяет, как приложения взаимодействуют с промежуточным программным обеспечением, базами данных и другими приложениями. Архитектуры приложений обычно следуют принципам проектирования программного обеспечения, которые общеприняты среди их приверженцев, но могут не иметь формальных отраслевых стандартов.

Одной из наиболее заметных архитектур приложений является сервис-ориентированная архитектура (SOA), которая возникла в 1990-х годах, когда операции интеграции приложений и совместного использования компонентов стали связаны с пулами ресурсов хостинга и распределенными базами данных.За последние 20 лет SOA превратилась в несколько других архитектур, в первую очередь в микросервисные архитектуры.

Технологии и отраслевые стандарты

Крупные издатели программного обеспечения, в том числе Microsoft, обычно издают рекомендации по архитектуре приложений, чтобы помочь сторонним разработчикам создавать приложения для своей платформы. В этом случае Microsoft предлагает Руководство по архитектуре приложений Azure, чтобы помочь разработчикам создавать облачные приложения для платформы общедоступных облачных вычислений Microsoft Azure.Он предоставляет ряд облачных сервисов, в том числе для вычислений, аналитики, хранения и работы в сети. Пользователи могут выбирать из этих сервисов для разработки и масштабирования новых приложений или запуска существующих приложений в общедоступном облаке.

Кроме того, были созданы консорциумы для определения архитектурных стандартов для конкретных отраслей и технологий. Например, TM Forum, торговая группа для поставщиков услуг связи, создала платформу приложений (TAM) для предоставления архитектуры приложений для использования поставщиками услуг и другими лицами в сфере связи и развлечений.Аналогичным образом, Object Management Group (OMG), консорциум стандартов, состоящий из поставщиков, конечных пользователей, академических институтов и государственных учреждений, управляет несколькими рабочими группами по разработке стандартов интеграции предприятия. Стандарты моделирования OMG включают унифицированный язык моделирования (UML) и архитектуру, управляемую моделями.

Преимущества архитектуры приложения

В целом, архитектура приложения помогает ИТ-специалистам и специалистам по бизнес-планированию работать вместе, обеспечивая наличие правильных технических решений для достижения бизнес-целей.В частности, архитектура приложения:

• Снижает затраты за счет выявления избыточностей, например использования двух разрозненных баз данных, которые можно заменить одной;
• Повышает эффективность за счет выявления пробелов, например, когда одно приложение не может работать с другим или когда мобильные пользователи не могут получить доступ к необходимым услугам;
• Делает корпоративную платформу доступной и привлекательной для сторонних разработчиков;
• Производит интероперабельные модульные системы, которые проще использовать и поддерживать;
• Помогает архитектору увидеть общую картину и сопоставить ее с целями организации.

Как выбрать правильную архитектуру программного обеспечения: 5 основных шаблонов

Сколько сюжетов в голливудских фильмах? Некоторые критики говорят, что их всего пять. Сколько способов вы можете структурировать программу? Сейчас большинство программ используют одну из пяти архитектур.

Марк Ричардс — архитектор программного обеспечения из Бостона, который более 30 лет размышлял о том, как данные должны проходить через программное обеспечение.Его новая (бесплатная) книга Software Architecture Patterns, фокусируется на пяти архитектурах, которые обычно используются для организации программных систем. Лучший способ спланировать новые программы — изучить их и понять их сильные и слабые стороны.

В этой статье я выделил пять архитектур, сделав краткий справочник сильных и слабых сторон, а также оптимальных вариантов использования. Помните, что вы можете использовать несколько шаблонов в одной системе, чтобы оптимизировать каждый раздел кода с лучшей архитектурой.Хотя они и называют это информатикой, зачастую это искусство.

Многоуровневая (n-уровневая) архитектура

Этот подход, вероятно, является наиболее распространенным, поскольку он обычно построен на базе данных, и многие бизнес-приложения, естественно, позволяют хранить информацию в таблицах.

Это что-то вроде самоисполняющегося пророчества. Многие из крупнейших и лучших программных фреймворков, таких как Java EE, Drupal и Express, были созданы с учетом этой структуры, поэтому многие приложения, созданные с их помощью, естественно, имеют многоуровневую архитектуру.

Код устроен так, что данные поступают на верхний уровень и проходят вниз по каждому слою, пока не достигнут нижнего, которым обычно является база данных. Попутно каждый уровень выполняет определенную задачу, например, проверяет данные на согласованность или переформатирует значения, чтобы они оставались согласованными. Разным программистам свойственно работать независимо на разных уровнях.

Изображение предоставлено: Izhaki

Структура модель-представление-контроллер (MVC), которая представляет собой стандартный подход к разработке программного обеспечения, предлагаемый большинством популярных веб-фреймворков, явно представляет собой многоуровневую архитектуру.Чуть выше базы данных находится уровень модели, который часто содержит бизнес-логику и информацию о типах данных в базе данных. Вверху находится уровень представления, который часто представляет собой CSS, JavaScript и HTML с динамическим встроенным кодом. В середине у вас есть контроллер, который имеет различные правила и методы для преобразования данных, перемещающихся между представлением и моделью.

Преимуществом многоуровневой архитектуры является разделение проблем , что означает, что каждый уровень может сосредоточиться исключительно на своей роли.Это делает его:

Правильная многоуровневая архитектура будет иметь изолированные слои, на которые не влияют определенные изменения в других уровнях, что упрощает рефакторинг. Эта архитектура также может содержать дополнительные открытые уровни, такие как уровень служб, которые можно использовать для доступа к общим службам только на бизнес-уровне, но их также можно обойти из-за скорости.

Разделение задач и определение отдельных слоев — самая большая проблема для архитектора. Когда требования соответствуют шаблону, слои можно будет легко разделить и назначить разным программистам.

Предостережения:

• Исходный код может превратиться в «большой комок грязи», если он неорганизован и у модулей нет четких ролей или взаимосвязей.

• Код может работать медленно из-за того, что некоторые разработчики называют «антипаттерном воронки». Большая часть кода может быть посвящена передаче данных через слои без использования какой-либо логики.

• Изоляция уровней, которая является важной целью для архитектуры, также может затруднить понимание архитектуры без понимания каждого модуля.

• Кодеры могут пропускать прошлые уровни, чтобы создать тесную связь и создать логический беспорядок, полный сложных взаимозависимостей.

• Монолитное развертывание часто неизбежно, что означает, что небольшие изменения могут потребовать полного повторного развертывания приложения.

Подходит для:

• Новые приложения, которые нужно создавать быстро

• Корпоративные или бизнес-приложения, которые должны отражать традиционные ИТ-отделы и процессы

• Команды с неопытными разработчиками, которые этого не делают еще разбираются в других архитектурах

• Приложения, требующие строгих стандартов ремонтопригодности и тестируемости

Архитектура, управляемая событиями

Многие программы проводят большую часть своего времени в ожидании чего-либо.Это особенно верно для компьютеров, которые работают напрямую с людьми, но также распространено в таких областях, как сети. Иногда данные требуют обработки, а иногда нет.

Управляемая событиями архитектура помогает управлять этим, создавая центральный блок, который принимает все данные и затем делегирует их отдельным модулям, которые обрабатывают конкретный тип. Говорят, что эта передача обслуживания генерирует «событие», и она делегируется коду, присвоенному этому типу.

Программирование веб-страницы с помощью JavaScript включает в себя написание небольших модулей, которые реагируют на такие события, как щелчки мыши или нажатия клавиш.Сам браузер организует весь ввод и следит за тем, чтобы только правильный код видел нужные события. В браузере часто встречаются различные типы событий, но модули взаимодействуют только с событиями, которые их касаются. Это сильно отличается от многоуровневой архитектуры, где все данные обычно проходят через все уровни. В целом, управляемые событиями архитектуры:

• Легко адаптируются к сложной, часто хаотической среде

• Легко масштабируются

• Легко расширяются при появлении новых типов событий

Предостережения:

Тестирование может быть сложным, если модули могут влиять друг на друга.Хотя отдельные модули можно тестировать независимо, взаимодействие между ними можно тестировать только в полностью функционирующей системе.

• Обработку ошибок может быть сложно структурировать, особенно когда несколько модулей должны обрабатывать одни и те же события.

• Когда модули выходят из строя, центральный блок должен иметь план резервного копирования.

• Накладные расходы на обмен сообщениями могут снизить скорость обработки, особенно когда центральный блок должен буферизовать сообщения, поступающие пачками.

• Разработка общесистемной структуры данных для событий может быть сложной, если события имеют совершенно разные потребности.

• Поддержание механизма согласованности на основе транзакций затруднено из-за того, что модули настолько разделены и независимы.

Подходит для:

Архитектура микроядра

Многие приложения имеют базовый набор операций, которые снова и снова используются в различных шаблонах, которые зависят от данных и поставленной задачи.Популярный инструмент разработки Eclipse, например, открывает файлы, аннотирует их, редактирует их и запускает фоновые процессоры. Инструмент известен тем, что выполняет все эти задания с кодом Java, а затем, когда нажимается кнопка, компилирует код и запускает его.

В этом случае основные процедуры для отображения файла и его редактирования являются частью микроядра. Компилятор Java — это просто дополнительная часть, которая прикреплена для поддержки основных функций микроядра. Другие программисты расширили Eclipse для разработки кода для других языков с помощью других компиляторов.Многие даже не используют компилятор Java, но все они используют одни и те же базовые процедуры для редактирования и аннотирования файлов.

Дополнительные функции, которые накладываются друг на друга, часто называют плагинами. Многие называют этот расширяемый подход архитектурой подключаемых модулей.

Ричардс любит объяснять это на примере из страхового бизнеса: «Обработка требований обязательно сложна, но реальные шаги — нет. Все правила усложняют его ».

Решение состоит в том, чтобы перенести некоторые базовые задачи, такие как запрос имени или проверка оплаты, в микроядро.Затем различные бизнес-подразделения могут писать плагины для различных типов заявок, связывая правила вместе с вызовами основных функций в ядре.

Предостережения:

• Определение того, что принадлежит микроядру, часто является искусством. Он должен содержать часто используемый код.

• Плагины должны включать достаточное количество кода подтверждения связи, чтобы микроядро знало, что плагин установлен и готов к работе.

• Изменение микроядра может быть очень трудным или даже невозможным, если от него зависит несколько подключаемых модулей. Единственное решение — также модифицировать плагины.

• Выбрать правильную степень детализации для функций ядра сложно заранее, но почти невозможно изменить позже в игре.

Подходит для:

• Инструменты, используемые широким кругом людей

• Приложения с четким разделением между базовыми процедурами и правилами более высокого порядка

• Приложения с фиксированным набором основных процедур и динамический набор правил, который необходимо часто обновлять

Архитектура микросервисов

Программное обеспечение может быть похоже на слоненка: когда он маленький, это мило и весело, но когда оно становится большим, им трудно управлять, и его трудно изменить .Архитектура микросервисов предназначена для того, чтобы помочь разработчикам не допустить, чтобы их дети вырастали громоздкими, монолитными и негибкими. Вместо создания одной большой программы цель состоит в том, чтобы создать несколько разных крошечных программ, а затем создавать новую маленькую программу каждый раз, когда кто-то хочет добавить новую функцию. Представьте стадо морских свинок.

через GIPHY

«Если вы войдете в свой iPad и посмотрите пользовательский интерфейс Netflix, все элементы этого интерфейса поступят из отдельной службы», — отмечает Ричардс.Список избранных, рейтинги, которые вы даете отдельным фильмам, и бухгалтерская информация предоставляются отдельными службами отдельными пакетами. Это как если бы Netflix — это созвездие из десятков небольших веб-сайтов, которые просто представляют собой одну услугу.

Этот подход аналогичен подходу, управляемому событиями, и подходу с использованием микроядра, но он используется в основном, когда различные задачи легко разделяются. Во многих случаях разные задачи могут требовать разного объема обработки и могут различаться в использовании.Серверы, доставляющие контент Netflix, получают гораздо больше усилий по вечерам в пятницу и субботу, поэтому они должны быть готовы к расширению. С другой стороны, серверы, отслеживающие возврат DVD, выполняют основную часть своей работы в течение недели, сразу после того, как почтовое отделение доставит дневную почту. Реализуя их как отдельные сервисы, облако Netflix может масштабировать их вверх и вниз независимо по мере изменения спроса.

Предостережения:

• Сервисы должны быть в значительной степени независимыми, иначе взаимодействие может привести к дисбалансу облака.

• Не во всех приложениях есть задачи, которые нельзя легко разделить на независимые блоки.

• Производительность может снизиться, если задачи распределены между разными микросервисами. Затраты на связь могут быть значительными.

• Слишком большое количество микросервисов может сбить с толку пользователей, поскольку части веб-страницы появляются намного позже других.

Подходит для:

• Веб-сайты с небольшими компонентами

• Корпоративные центры обработки данных с четко определенными границами

• Быстро развивающиеся новые предприятия и веб-приложения

• Разрозненные группы разработчиков , часто по всему миру

Космическая архитектура

Многие веб-сайты построены на базе данных, и они функционируют хорошо, пока база данных способна не отставать от нагрузки.Но когда использование достигает пика, и база данных не справляется с постоянной проблемой записи журнала транзакций, весь веб-сайт выходит из строя.

Архитектура, основанная на пространстве, предназначена для предотвращения функционального коллапса при высокой нагрузке за счет разделения обработки и хранения между несколькими серверами. Данные распределяются по узлам точно так же, как и ответственность за обслуживание вызовов. Некоторые архитекторы используют более аморфный термин «облачная архитектура». Имя «на основе пространства» относится к «пространству кортежей» пользователей, которое разделено для разделения работы между узлами.«Это все объекты в памяти», — говорит Ричардс. «Космическая архитектура поддерживает вещи, которые имеют непредсказуемые всплески, за счет исключения базы данных».

Хранение информации в ОЗУ значительно ускоряет выполнение многих заданий, а распределение хранилища вместе с обработкой может упростить многие основные задачи. Но распределенная архитектура может усложнить некоторые виды анализа. Вычисления, которые должны быть распределены по всему набору данных — например, определение среднего значения или выполнение статистического анализа — должны быть разделены на подзадачи, распределены по всем узлам, а затем агрегированы, когда это будет выполнено.

Предостережения:

• С базами данных RAM сложнее поддерживать транзакции.

• Создание достаточной нагрузки для тестирования системы может быть сложной задачей, но отдельные узлы можно тестировать независимо.

• Трудно развить навыки кэширования данных для повышения скорости без повреждения нескольких копий.

Подходит для:

• Данные большого объема, такие как потоки кликов и журналы пользователей

• Данные небольшого объема, которые могут быть потеряны время от времени без больших последствий — другими словами, не банковские транзакции

• Социальные сети

Это большая пятерка Ричардса.Они могут быть именно тем, что вам нужно. А если это не так, правильным решением может быть сочетание двух. А может, даже три. Обязательно скачайте его книгу бесплатно; он содержит намного больше деталей. Если вы думаете о большем, сообщите нам об этом в комментариях.

Изображение предоставлено: Moose Winans

Продолжайте учиться

3 типа архитектуры веб-приложений

Отказ от ответственности: прошло много времени с момента публикации этого поста.Теперь пришло время поделиться новой технической статьей, раскрывающей принципы разработки веб-приложений — , которая актуальна по состоянию на 2019 год .

В веб-разработке такие термины, как «веб-приложение», «интерфейсная архитектура», «Web 2.0» и «приложения HTML5» часто используются в вводящем в заблуждение контексте, который не учитывает полную специфику реализации и использования веб-архитектуры. Сегодня мы узнаем больше о типах архитектуры веб-приложений в свете последних веб-тенденций и ключевых проблем, имеющих значение для владельцев программных продуктов.

Мы можем выделить 3 основных типа архитектуры веб-приложений и обсудить их преимущества и недостатки. Мы можем оценивать их по трем точкам зрения: владелец программного обеспечения, разработчик программного обеспечения (член специальной команды, выделенной для проекта) и конечный пользователь. Другие возможные примеры в основном сводятся к этим трем подтипам.

Сначала давайте определим веб-приложение: это приложение клиент-сервер, в котором есть браузер (клиент) и веб-сервер. Логика веб-приложения распределяется между сервером и клиентом, есть канал для обмена информацией, и данные хранятся в основном на сервере.Дальнейшие детали зависят от архитектуры: разные размещают и распределяют логику по-разному.

Трудно объективно сравнивать совершенно разные архитектуры. Но мы попробуем, используя несколько критериев оценки.

Пользовательские критерии

Обновление данных на страницах, переключение между страницами (время отклика). Такие качества пользовательского интерфейса, как насыщенность и интуитивность.

Возможность сохранять закладки и ссылки на различные разделы сайта.

Ну, это говорит само за себя.

Критерии разработчика

Внедрение новых функций, рефакторинг, распараллеливание процесса разработки ПО.

Максимальная скорость ответа от сервера при минимальном потреблении вычислительной мощности.

Возможность увеличения вычислительной мощности или дискового пространства при увеличении объема информации и / или количества пользователей. Если используется распределенная масштабируемая система, необходимо обеспечить согласованность данных, доступность и устойчивость к разделению (теорема CAP).Также стоит отметить, что случай, когда количество функций / экранов клиентского приложения увеличивается по запросу владельца программного обеспечения, зависит от структуры и реализации, а не от типа архитектуры веб-приложения.

Возможность и простота автоматизированного модульного тестирования.

Критерии владельца программного продукта

Новая функциональность при минимальных затратах времени и бюджета.

Пользователи должны иметь возможность найти приложение через любую поисковую систему.

Помимо собственно разработки программного обеспечения, есть дополнительные расходы: оборудование, сетевая инфраструктура, обслуживание.

Владелец программного обеспечения должен быть уверен, что бизнес-данные и информация о пользователях хранятся в безопасности. В качестве основного критерия безопасности мы рассмотрим возможность изменения функциональности поведения приложения на стороне клиента и все связанные с этим риски. Стандартные опасности одинаковы для сравниваемых архитектур. Мы не рассматриваем безопасность в канале сервер-клиент, потому что все эти архитектуры в равной степени подвержены взлому. Этот канал может быть таким же.

• Конверсия: сайт — мобильное или десктопное приложение

Преобразование в мобильное или настольное приложение с минимальными дополнительными затратами.

Некоторые из этих критериев могут показаться неточными, но цель статьи не в том, чтобы показать, что хорошо, а что плохо. Это более подробный обзор, в котором показаны возможные варианты.

Давайте выделим три основных типа веб-приложений в соответствии с ролями, выполняемыми сервером и клиентским браузером.

Тип 1: веб-приложение HTML на стороне сервера

Самая распространенная архитектура веб-приложений. Сервер генерирует HTML-контент и отправляет его клиенту как полноценную HTML-страницу.Иногда эту архитектуру называют «Web 1.0», поскольку она появилась первой и в настоящее время доминирует в сфере веб-разработки.

Скорость отклика / удобство использования: 1/5. Наименее оптимальное значение среди этих примеров архитектуры. Между сервером и клиентом передается огромное количество данных. Пользователь должен дождаться перезагрузки всей страницы, реагируя на тривиальные действия, например, когда необходимо перезагрузить только часть страницы. Шаблоны пользовательского интерфейса на клиенте напрямую зависят от фреймворков, применяемых на сервере.Из-за ограничений мобильного интернета и огромных объемов передаваемых данных эта архитектура вряд ли применима в мобильном сегменте. Нет никаких средств отправки мгновенных обновлений данных или изменений в реальном времени. Если мы рассмотрим возможность обновлений в реальном времени посредством генерации готовых фрагментов контента на стороне сервера и обновлений клиента (через AJAX, WebSockets), а также дизайн с частичными изменениями внутри страницы, мы выйдем за рамки этой архитектуры.

Возможность соединения: 5/5. Самый высокий из трех, так как его проще всего реализовать. Это связано с тем, что по умолчанию один URL получает определенный HTML-контент на сервере.

SEO: 5/5. Достаточно легко реализуется, аналогично предыдущему критерию. Содержание известно заранее.

Скорость разработки: 5/5. Это самая старая архитектура в веб-разработке, поэтому можно выбрать любой серверный язык и платформу для конкретных нужд.

Масштабируемость: 4/5. Если мы посмотрим на генерацию HTML, то при возрастающей нагрузке наступит момент, когда потребуется балансировка нагрузки. С масштабированием баз данных гораздо сложнее, но эта задача одинакова для этих трех примеров программной архитектуры.

Производительность: 3/5. Тесно привязан к быстродействию и масштабируемости. Производительность относительно низкая, потому что необходимо передать большой объем данных, включая HTML, дизайн и бизнес-данные. Поэтому необходимо генерировать данные для всей страницы (а не только для измененных бизнес-данных) и всей сопутствующей информации (например, о дизайне).

Тестируемость: 4/5. Хорошо то, что нет необходимости в специальных инструментах, поддерживающих интерпретацию JavaScript, для тестирования интерфейса, а контент статичен.

Безопасность: 4/5. Логика поведения приложения находится на стороне сервера. Однако данные передаются открыто, поэтому может потребоваться защищенный канал (что, по сути, является историей любой архитектуры, имеющей отношение к серверу). Все функции безопасности находятся на стороне сервера.

Конверсия: сайт — мобильное или десктопное приложение: 0/5. В большинстве случаев это просто невозможно. Редко бывает исключение (скорее экзотика): например, если сервер реализован на node.js и нет больших баз данных; или если для сбора данных используются сторонние веб-службы (однако это более сложный вариант архитектуры). Таким образом, можно обернуть приложение в node-webkit или аналогичными средствами.

Автономная работа: 2/5. Реализуется с помощью манифеста на сервере, который вводится в соответствии со спецификациями HTML5.Если браузер поддерживает такую ​​спецификацию, все страницы приложения будут кэшироваться: если соединение отключено, пользователь увидит кешированную страницу.

Тип 2: виджеты генерации JS (AJAX)

Это развитая архитектура первого типа. Разница в том, что страница, отображаемая в браузере, состоит из виджетов (функционально независимых единиц). Данные загружаются в эти виджеты через запрос AJAX с сервера: либо как полноценный фрагмент HTML, либо как JSON, и преобразуются (с помощью шаблонов / привязки JavaScript) в содержимое страницы.Возможность загрузки фрагментов HTML исключает необходимость использования фреймворков JavaScript-MV * на стороне клиента; в этом случае можно использовать что-нибудь попроще (например, jQuery). Снижая интерактивность, мы ускоряем разработку и делаем функциональность дешевле и надежнее.

Основным преимуществом является то, что обновления с сервера приходят только для части страницы, запрошенной клиентом. Также хорошо, что виджеты разделены функционально. Определенный виджет отвечает за часть страницы; частичные изменения не повлияют на всю страницу.

Скорость отклика / удобство использования: 3/5. Объем передаваемых данных для части страницы меньше, чем для всей страницы, поэтому отзывчивость выше. Но поскольку страница представляет собой набор виджетов, применимые шаблоны пользовательского интерфейса в веб-приложении ограничены выбранной структурой пользовательского интерфейса. Холодный старт (первая полная загрузка) такой страницы займет немного больше времени. Контент, который полностью сгенерирован и кэширован на сервере, может быть мгновенно отображен на клиенте; здесь время уходит на получение данных для виджета и, как правило, на создание шаблонов.При первом посещении сайт будет загружаться не так быстро, но в дальнейшем он будет намного приятнее в использовании по сравнению с сайтами, основанными на архитектуре первого типа. Также стоит упомянуть возможность реализации «частичной» загрузки (как это сделано на yahoo.com).

Возможность соединения: 2/5. Здесь нужны специальные инструменты и механизмы. Как правило, применяется механизм Hash-Bang.

SEO: 2/5. Для этих задач есть специальные механизмы.Например, для продвижения сайтов на основе этой архитектуры можно заранее определить список продвигаемых страниц и сделать для них статические URL без параметров и модификаторов.

Скорость разработки: 3/5. В веб-разработке необходимо знать серверные технологии и использовать фреймворки JavaScript на стороне клиента. Также необходимо реализовать веб-сервисы на стороне сервера.

Производительность: 4/5. Время и ресурсы, затрачиваемые на создание содержимого HTML, относительно незначительны по сравнению со временем, затрачиваемым приложением на получение данных из баз данных и их обработку перед созданием шаблонов.Использование расширенного типа этой архитектуры (когда данные передаются как JSON) снижает трафик между клиентом и сервером, но добавляет к приложению уровень абстракции: получение из базы данных -> обработка данных, сериализация в JSON -> API: JSON -> парсинг JSON -> привязка объекта данных на клиенте к HTML.

Масштабируемость: 4/5. То же, что и для первого типа архитектуры.

Тестируемость: 1/5. Требуется протестировать серверную часть, клиентский код и веб-службу, которая возвращает данные для обновления виджетов.

Безопасность: 4/5. Часть логики перенесена на клиентский JavaScript, который может быть изменен злоумышленником.

Конверсия: сайт — мобильное или десктопное приложение: 0/5. То же, что и для первого типа архитектуры.

Автономная работа: 1/5. В этом случае механизм манифеста работает, но есть проблема с обновлением или кэшированием данных, отображаемых в виджете. Этот функционал необходимо реализовать дополнительно: в манифесте можно указать только имена файлов, которые будут кэшироваться с сервера.Корреляция между файлом шаблона виджета, кэшируемым в манифесте, и логикой поведения страницы требует дополнительных усилий.

Тип 3: сервис-ориентированные одностраничные веб-приложения (приложения Web 2.0, HTML5)

Термин «Web 2.0» здесь не совсем правильный. Одна из особенностей Web 2.0 — принцип вовлечения пользователей в наполнение и многократные корректировки контента. В основном термин «Web 2.0» означает проекты и сервисы, которые активно развиваются и улучшаются самими пользователями: блоги, вики, социальные сети.Это означает, что Web 2.0 не привязан к одной технологии или набору технологий.

Давайте разберемся в сути этой архитектуры. HTML-страница загружается с сервера. Эта страница представляет собой контейнер для кода JavaScript, который обращается к определенной веб-службе и извлекает только бизнес-данные. Данные используются приложением JavaScript, которое генерирует HTML-содержимое страницы. Эта архитектура представляет собой самодостаточное и довольно сложное приложение JavaScript, в котором часть функциональности перенесена на клиентскую сторону.Для сравнения: архитектура второго типа не может показать большое количество взаимосвязанных и структурированных функций.

В современной веб-разработке полностью автономные приложения на JavaScript встречаются редко (за некоторыми исключениями, например, rad-js.com). Такой подход позволяет легко произвести обратное преобразование: опубликовать существующее приложение в Интернете.

Адаптивность / удобство использования: 5/5. Объем данных, передаваемых для обновлений, минимален. Поэтому отзывчивость на высшем уровне.UI генерируется с помощью JavaScript, есть возможность реализовать любые необходимые варианты. В JavaScript есть проблема с многопоточностью: в этом случае обработку больших объемов бизнес-данных нужно переложить на веб-сервис.

Возможность соединения: 1/5. Потребуются специальные инструменты и механизмы, а также фреймворки, которые могут использовать, например, механизм Hash-Bang.

SEO: 1/5. Самый сложный в продвижении. Если продвигается все приложение напрямую, проблем нет: можно продвигать контейнер приложения.Если это необходимо для части приложения, для этого потребуется специальный механизм. Каждая более-менее крупная поисковая система предлагает свои методы стандартизации этого процесса.

Скорость развития: 2/5. Требуется разработать веб-службу и применить более специализированные фреймворки JavaScript, которые создают архитектуру приложения. Поскольку архитектура относительно новая, не так много специалистов, способных создать качественный сайт / систему на основе такого подхода.Проверенных временем инструментов, фреймворков и подходов не так много.

Производительность: 5/5. На этот критерий меньше всего влияет серверная часть. Серверу нужно только предоставить браузеру приложение JavaScript. На стороне клиента наибольшее значение имеют производительность и тип браузера.

Масштабируемость: 5/5. Веб-логика находится на стороне клиента. На сервере нет генерации контента. Когда количество пользователей увеличивается, необходимо масштабировать только те веб-службы, которые предоставляют бизнес-данные.

Тестируемость: 3/5. Требуется для тестирования веб-служб и клиентского кода JavaScript.

Безопасность: 0/5. Логика перенесена на клиентский JavaScript, который может быть относительно легко модифицирован злоумышленником. Для защищенных систем требуется разработка превентивной архитектуры, учитывающей особенности приложений с открытым кодом.

Конверсия: сайт — мобильное или десктопное приложение: 5/5. Веб-сайт становится приложением с помощью PhoneGap или аналогичной платформы.

Автономная работа: 5/5. Эта архитектура представляет собой полноценное приложение; можно сохранять как отдельные данные, так и части приложения, используя любое хранилище (например, локальное хранилище). Еще одно преимущество — возможность перевести хранение и управление данными в автономный режим. Для сравнения, две вышеупомянутые архитектуры только частично работают в автономном режиме. Здесь недостающие данные можно заменить на моки, можно показать окна предупреждений или использовать данные из локального хранилища, а синхронизацию оставить на потом.

Таким образом, мы видим, что идеальной архитектуры не существует. Оптимальный выбор зависит от задач и приоритетов. Если здесь не упоминался какой-либо критерий, это не значит, что он был проигнорирован. Дело в том, что для каждого конкретного программного проекта каждый критерий имеет разное значение. Для каждого реального проекта разработки программного обеспечения один из этих примеров может быть определяющим. Также можно оптимизировать архитектуру приложения или реализовать гибридную архитектуру, которая будет отвечать конкретным бизнес-требованиям.

Хороший пример нашей работы можно найти в нашем недавнем тематическом исследовании веб-разработки, посвященном GrowthHackers, платформе, созданной для сообщества маркетологов и профессионалов в области роста.

Руководство по архитектуре приложений Azure — Центр архитектуры Azure

• 08.01.2020
• Читать 3 минуты

В этой статье

В этом руководстве представлен структурированный подход к разработке приложений в Azure, которые являются масштабируемыми, безопасными, отказоустойчивыми и высокодоступными.Он основан на проверенных практиках, которые мы извлекли из взаимодействия с клиентами.

Введение

Облако меняет способ разработки и защиты приложений. Вместо монолитов приложения разбиваются на более мелкие децентрализованные службы. Эти службы обмениваются данными через API-интерфейсы или с помощью асинхронного обмена сообщениями или событий. Приложения масштабируются по горизонтали, добавляя новые экземпляры по мере необходимости.

Эти тенденции порождают новые проблемы. Состояние приложения распределено.Операции выполняются параллельно и асинхронно. Приложения должны быть устойчивыми при возникновении сбоев. Злоумышленники постоянно атакуют приложения. Развертывание должно быть автоматическим и предсказуемым. Мониторинг и телеметрия имеют решающее значение для понимания системы. Это руководство разработано, чтобы помочь вам сориентироваться в этих изменениях.

Структура данного руководства

Руководство по архитектуре приложений Azure организовано в виде серии шагов, от архитектуры и дизайна до реализации.Для каждого шага есть вспомогательные инструкции, которые помогут вам в разработке архитектуры вашего приложения.

Архитектурные стили

Первая точка принятия решения является наиболее фундаментальной. Какую архитектуру вы строите? Это может быть архитектура микросервисов, более традиционное многоуровневое приложение или решение для больших данных. Мы выделили несколько различных архитектурных стилей. У каждого есть свои преимущества и проблемы.

Подробнее: Стили архитектуры

Выбор технологий

Зная тип архитектуры, которую вы строите, теперь вы можете начать выбирать основные технологические элементы для этой архитектуры.Следующие технологические решения имеют решающее значение:

• Вычисление относится к модели размещения вычислительных ресурсов, на которых работают ваши приложения. Дополнительные сведения см. В разделе Выбор вычислительной службы.

• Хранилища данных включают базы данных, но также хранилище для очередей сообщений, кешей, журналов и всего остального, что приложение может сохранять в хранилище. Для получения дополнительной информации см. Выбор хранилища данных.

• Обмен сообщениями Технологии позволяют передавать асинхронные сообщения между компонентами системы.Дополнительные сведения см. В разделе Выбор службы обмена сообщениями.

Возможно, вам придется сделать выбор дополнительных технологий по пути, но эти три элемента (вычисления, данные и обмен сообщениями) являются центральными для большинства облачных приложений и будут определять многие аспекты вашего дизайна.

Дизайн архитектуры

После того, как вы выбрали стиль архитектуры и основные технологические компоненты, вы готовы приступить к конкретному дизайну вашего приложения. Все приложения разные, но следующие ресурсы могут помочь вам в этом:

Эталонные архитектуры

В зависимости от вашего сценария, одна из наших эталонных архитектур может быть хорошей отправной точкой.Каждая эталонная архитектура включает рекомендуемые методы, а также соображения по масштабируемости, доступности, безопасности, устойчивости и другим аспектам дизайна. Большинство из них также включают развертываемое решение или эталонную реализацию.

Принципы проектирования

Мы определили 10 принципов проектирования высокого уровня, которые сделают ваше приложение более масштабируемым, отказоустойчивым и управляемым. Эти принципы дизайна применимы к любому архитектурному стилю. На протяжении всего процесса проектирования помните об этих 10 принципах проектирования высокого уровня.Для получения дополнительной информации см. Принципы проектирования.

Паттерны проектирования

Шаблоны проектирования программного обеспечения — это повторяемые шаблоны, которые, как доказано, решают определенные проблемы. Наш каталог шаблонов облачного проектирования решает конкретные задачи в распределенных системах. Они касаются таких аспектов, как доступность, высокая доступность, операционное превосходство, отказоустойчивость, производительность и безопасность. Вы можете найти наш каталог шаблонов дизайна здесь.

Лучшие практики

Наши статьи о передовых методах работы охватывают различные аспекты проектирования, включая проектирование API, автоматическое масштабирование, разделение данных, кэширование и т. Д.Ознакомьтесь с ними и примените лучшие практики, подходящие для вашего приложения.

Лучшие практики безопасности

Наши передовые методы безопасности описывают, как гарантировать, что конфиденциальность, целостность и доступность вашего приложения не будут нарушены злоумышленниками.

Столпы качества

Успешное облачное приложение будет сосредоточено на пяти столпах качества программного обеспечения: оптимизация затрат, операционное превосходство, эффективность производительности, надежность и безопасность.

Воспользуйтесь хорошо продуманной архитектурой Microsoft Azure Framework для оценки своей архитектуры по этим пяти принципам.

Следующие шаги

Как создать диаграмму архитектуры приложения в Интернете?

Создайте красивую профессиональную схему программного обеспечения или инфраструктуры за считанные минуты…

Одна из основных задач руководителя ИТ-проектов или архитекторов — создать диаграмму приложения. Это может быть поток приложения, схема инфраструктуры или разработка программного обеспечения.

Microsoft Visio — одно из самых популярных программ для создания диаграмм. Однако это стоит денег, которые могут не быть интересными для небольших организаций или стартапов. Следующие онлайн-инструменты позволяют создавать макет без установки какого-либо программного обеспечения.

Готовы исследовать?

Draw.io

Draw.io поможет вам создать блок-схему или любую диаграмму с множеством форм, чтобы правильно визуализировать вашу инфраструктуру.

Существует более 50 предопределенных шаблонов, которые помогут вам начать работу в различных категориях.

• Перейти на draw.io
• Выберите место для сохранения диаграмм

• Щелкните «Создать новую диаграмму».

• Введите имя файла и нажмите «Создать»

Начните проектирование потока, перетащив мышью общий доступ из левой навигации. Если вы не можете найти общий доступ, попробуйте поискать их.

• Когда вы закончите, нажмите File >> Export as

Выберите нужный тип файла, и все готово.Как видите, это просто, а самое лучшее — БЕСПЛАТНО !

Terrastruct

Terrastruct — это инструмент для построения диаграмм, разработанный для архитектуры программного обеспечения.

В отличие от других инструментов построения диаграмм, которые создают статические изображения, Terrastruct позволяет вам выразить сложность вашего программного обеспечения. Вы можете наслоить диаграмму по уровню абстракции, а также определить сценарии для описания каждого граничного случая.

Характеристики

• Многомерные диаграммы
• Автоформат
• Уникальная интеграция с Github, которая превращает README в представление диаграммы
• Совместная работа в реальном времени
• Огромный набор иконок для схем программного обеспечения
• Схемы, защищенные паролем
• Командные функции, такие как общие шаблоны и загрузка изображений.

Глиффи

Gliffy — фантастический инструмент для рисования, который помогает вам создавать несколько типов диаграмм, таких как блок-схема, организационная диаграмма, диаграмма Венна, каркасная диаграмма, ментальная карта, дизайн сети и т. Д. Пользовательский интерфейс похож на Draw.io. Однако я вижу больше форм в цвете, что очень удобно и выглядит привлекательно.

• Перейти на gliffy.com
• Щелкните «НАЧАТЬ РИСУНОК».

Перетащите необходимые формы из левой панели навигации, и как только вы закончите, вы можете экспортировать файл в формате PNG, JPG, SVG или Gliffy на свой рабочий стол.

Edraw Max

Edraw Max, которому доверяют такие компании, как Samsung, Dell и IBM, может помочь вам создать визуальную презентацию буквально за несколько минут. Просто выберите элемент визуализации, а затем добавьте свои данные с помощью электронных таблиц или их простой боковой панели. Когда вы закончите, вы можете поделиться им в социальных сетях или добавить их в свои документы, слайды или на веб-сайт.

У них есть более 1000 шаблонов в разных областях, например:

• Блок-схема
• Хронология
• Инфографика
• Брошюра
• Визуализация сети
• План этажа
• Инженерный план

Он имеет все функции, необходимые для доставки вашего сообщения в виде визуальных эффектов.

Cacoo

Cacoo — это фантастика, если вам нужна совместная работа в реальном времени с перетаскиванием, сетками и историей редакций. Он позволяет создавать 25 листов с бесплатным планом и может экспортировать в формате PNG.

Существует множество форм почти для всех объектов, необходимых для создания диаграммы или каркаса.

Процессор

ProcessOn — еще один гибкий онлайн-инструмент, который поможет вам в создании макетов пользовательского интерфейса, интеллектуальных карт, блок-схем и UML.

Lucidchart

Lucidchart — это условно бесплатная версия, а бесплатный тарифный план включает базовые функции, но для начала хорош. Вы можете выбрать из более чем 100 готовых шаблонов в следующих категориях.

• Сеть
• Сетевая инфраструктура
• Mindmap
• Инженерное дело
• Бизнес-анализ
• Карта сайта
• Организационная структура
• Блок-схема
• Каркас
• и многое другое…

Creately

Вы можете создать один проект и пять диаграмм в бесплатной учетной записи Creately.Creately позволяет рисовать блок-схему, организационную диаграмму, каркас, сетевую диаграмму, инфографику и многое другое.

Это полное перетаскивание, поэтому создать диаграмму инфраструктуры или блок-схему очень просто.

Зубчатый

Работайте вместе со своей командой над созданием блок-схемы и интеллектуальных карт с помощью Coggle. Некоторые из функций заключаются в следующем.

• Добавить несколько начальных точек к диаграмме
• Загрузить собственные изображения
• Добавление аннотации к тексту или изображению
• Многочисленные формы и элементы дизайна

Когда вы будете довольны своей схемой, вы можете скачать их в формате PDF или в виде файлов изображений.А также экспортируйте файлы в формате .mm или Visio.

Mindmeister

Как следует из названия, это в первую очередь инструмент для отображения разума.

Более 10 миллионов пользователей использовали Mindmeister для мозгового штурма, планирования проектов, управления знаниями, управления идеями, создания заметок и многого другого.

yED

Доступны различные примеры для кикстарта, создания диаграммы. Платформа для редактирования живых выступлений yED работает быстро и не отвлекает.

Характеристики

• Добавьте цветовую палитру своего бренда
• Добавить пользовательские данные
• Поделиться с другими
• Редактор диаграмм UML
• Группировка структуры графа

yED также доступен в настольной версии.

SmartDraw

Благодаря тысячам шаблонов, инструментов и символов SmartDraw определенно должен быть в вашем поле зрения. Вы можете создавать огромное количество элементов, например:

• Блок-схемы
• Поэтажный план
• Сетевые схемы
• Графики
• Чертежи CAD
• Каркасы
• И многое другое

Он легко интегрируется со сторонними инструментами, такими как MS Office, GSuite и Trello.Более того, вы даже можете импортировать, экспортировать и изменять файлы и шаблоны Visio. В целом, он мощный и простой в использовании.

Вы можете загрузить SmartDraw на свой компьютер или использовать онлайн с любого устройства.

Визуальная парадигма

Благодаря простому редактору диаграмм и центральному рабочему месту Visual Paradigm значительно упрощает создание и обслуживание ваших диаграмм. Поскольку он отлично подходит для поддержания порядка, вы обязательно повысите уровень своей продуктивности и добьетесь большего за меньшее время.

Вы можете сотрудничать с членами вашей команды и строить проекты на одном рабочем месте. Либо начните с нуля, либо выберите из множества готовых шаблонов. Вы также получаете более 2000 примеров диаграмм, которые могут помочь, когда вы застряли и нуждаетесь в идеях.

Если вы используете этот инструмент в некоммерческих целях, вы можете получить его бесплатно. Или же, чтобы начать работу, стоит всего 4 доллара в месяц на пользователя.

Заключение

Я надеюсь, что вышеуказанные инструменты помогут вам создать и визуализировать ваш поток, процесс в привлекательной форме.Если вы новичок в корпоративной архитектуре, возможно, вам будет интересно изучить TOGAF.

alexxlab