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十个常用的软件架构模式

  • 时间:2018-05-25 14:53
  • 发布:杭州嵌入式培训
  • 来源:疑难解答

什么是架构模式?

Wikipedia 的解释:

在软件架构中,架构模式是对特定环境下常见问题的通用且可重用的解决方案。架构模式与软件设计模式很相似,但架构模式的层次更高,且外延更大。

这篇文章将简述常见的 10 种架构模式的概念、用法以及其优缺点。

分层模式(Layered pattern)

客户端/服务器模式(Client-server pattern)

主/从模式(Master-slave pattern)

管道/过滤器模式(Pipe-filter pattern)

代理模式(Broker pattern)

对等模式(Peer-to-peer pattern)

事件总线模式(Event-bus pattern)

模型/视图/控制器(MVC)模式(Model-view-controller pattern)

黑板模式(Blackboard pattern)

解析器模式(Interpreter pattern)

1. 分层模式(Layered pattern)

分层模式用于对结构化设计的软件进行层次拆解,每个层次为独立的抽象,为其上层抽象提供服务。

系统通常被拆分为以下四个层次:

表示层(也称为 UI 层)

应用层(也称为服务层)

业务逻辑层(也称为领域层)

数据访问层(也称为持久化层)

使用场景

通用桌面应用程序

电子商务 Web 应用

2. 客户端/服务器模式(Client-server pattern)

客户端/服务器模式由两个部分构成:一个服务器与多个客户端。服务器组件同时为多个客户端组件提供服务。客户端向服务器发启服务请求,服务器将相应服务信息回应给客户端。此外,服务器持续监听来自客户端的请求。

使用场景

电子邮件、文件共享及银行业务等在线应用

3. 主/从模式(Master-slave pattern)

主/从模式由两个部分构成:主设备与从设备。主服务组件将作业分发给多个从设备组件,并根据这些从设备反馈的结果,计算生成最终结果。

使用场景

数据库复制,主数据库被认定为权威数据源,各从数据库与主数据保持同步

在计算机系统中通过总线互连的各设备(包括主设备与从设备)

4. 管道/过滤器模式(Pipe-filter pattern)

管道/过滤器模式用于构造用于生成及处理数据流的系统。每个处理过程都封装在过滤器(filter)组件之中,要处理的数据通过 管道(pips) 进行投递。管道同时用于作为 过滤器(filter) 间的缓冲及同步。

使用场景

编译器,一系列的过滤器用于词法分析、语法分析、语义分析及代码生成

生物信息学的工作流

5. 代理模式(Broker pattern)

代理模式用于在结构化系统中对组件解耦。系统内各组件间采用远过程调用(remote service invocations)的方式交互。代理(Broker)组件充当组件间通讯的协调角色。

提供服务的组件将其能力(服务以及特性)发布给代理,客户端均向代理请求服务,由代理将请求重定向到先前已发布过对应服务的组件进行处理。

使用场景

消息中间件软件:Apache ActiveMQ,Apache Kafka,RabbitMQ 与 JBoss 等等

6. 对等模式(Peer-to-peer pattern)

对等模式中的组件称之为对等体(peer),对等体既作为向其他对等体请求服务的客户端,同时也做为响应其他对等体请求的服务端。对等体可以在运行过程中动态地改变其角色,即,既可以单独做为客户端或服务端运行,又可同时作为客户端与服务端运行。

使用场景

网络文件共享:Gnutella 与 G2)

流媒体协议:P2PTV 与 PDTP.

流媒体应用: Spotify.

7. 事件总线模式(Event-bus pattern)

事件总线模式应用于事件处理,主要由四个组件构成:事件源(event source),事件侦听者(event listener),通道(Channel)以及总线(event bus)。 事件源将消息发布到总线的特定通道,侦听者订阅相应的通道,事件源所发布的消息经通道通告给订阅通道的侦听者。

使用场景

Android 开发

通告(Notification)服务

8. 模型/视图/控制器(MVC)模式(Model-view-controller pattern)

模型/视图/控制器模式(简称 MVC 模式)将交互式应用程序拆分为三个部分:

模型(model) – 包含核心功能及数据

视图(view) – 呈现信息给用户(通过有多个视图)

控制器(controller) – 处理用户的输入操作

MVC 模式通过将内部信息表示、用户信息呈现以及用户操作接收分开的方式解耦组件,实现高效代码重用。

使用场景

主流开发语言所构建的互联网网页应用架构

Django 与 Rails 等网页应用开发框架

9. 黑板模式(Blackboard pattern)

黑板模式适用于 无预知确定解决策略 的问题,主要由三个组件构成:

黑板(blackboard) – 用于存储解空间对象的结构化全局内存

知识(knowledge)源 – 能自表意的专用模块

控制(control)组件 – 选择、配置与执行的模块

所有的组件均能访问黑板,组件可将新生成的数据对象写入黑板,也可以通过模式匹配从黑板中获取知识源所生成的特定数据。

使用场景

语音识别

车辆识别和追踪

蛋白质的结构鉴定

声纳信号解析

10. 解析器模式(Interpreter pattern)

解析器模式用于设计语言的解析程序,主要用于指定评估程序代码行,即解析出特定语言的语句与表达式,其核心思想是为语言的每个符号定义相应的类。

使用场景

SQL 等数据库查询语言

通讯协议描述语言

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