什么是軟件架構(gòu)模式

計(jì)劃啟動(dòng)未開發(fā)的軟件項(xiàng)目？然后選擇正確的架構(gòu)模式將對(duì)項(xiàng)目的結(jié)果起關(guān)鍵作用。選擇市場上最流行或最新的技術(shù)并不總是意味著會(huì)帶來最好的結(jié)果。但是，選擇最合適的解決方案將為行之有效的問題和反復(fù)出現(xiàn)的問題提供可靠的解決方案。

在軟件工程領(lǐng)域，有一句著名的諺語說：“對(duì)您的簡歷做出決定”。這是什么意思？IT專業(yè)人員喜歡用最新，最先進(jìn)的技術(shù)來裝飾自己的簡歷，這將對(duì)他們的下一次面試有所幫助，但實(shí)際上對(duì)項(xiàng)目沒有好處。例如，如果您的項(xiàng)目是為調(diào)查構(gòu)建常規(guī)的數(shù)據(jù)捕獲表單（不超過10個(gè)字段），并且少于100個(gè)用戶只能使用一次，那么使用微服務(wù)等高度復(fù)雜的架構(gòu)模式將是一場徹底的災(zāi)難。這就像建造一架戰(zhàn)斗機(jī)只是為了逛街盡頭的雜貨店。

選擇架構(gòu)模式時(shí)必須進(jìn)行徹底的計(jì)劃，并且必須考慮以下功能。

成本

上市時(shí)間

用戶數(shù)量（當(dāng)前和將來）

隔離級(jí)別（即：與其他系統(tǒng)/平臺(tái)集成）

如果我們開發(fā)沒有任何架構(gòu)模式的系統(tǒng)會(huì)怎樣？最終將導(dǎo)致一個(gè)“大泥球”，每個(gè)階層都與其他階層相連。

一個(gè)大泥球

因此，只要您更改一個(gè)類的行為或結(jié)構(gòu)，就會(huì)在其他多個(gè)類破裂的地方產(chǎn)生漣漪效應(yīng)。您的軟件是這樣的嗎？找出答案的最佳方法是使用軟件設(shè)計(jì)逆向工程工具（如hex-ray）來分析您的組件/類結(jié)構(gòu)。如果最終遇到上圖所示的情況，那么就該重新考慮并對(duì)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行一些更改了。

為了幫助您，我們將瀏覽主要軟件架構(gòu)模式的基礎(chǔ)知識(shí)，以及每種模式的優(yōu)缺點(diǎn)。然后，我們將詳細(xì)說明哪種架構(gòu)模式最適合給定場景。但是我們需要牢記一件事。在軟件體系結(jié)構(gòu)方面，沒有黑白答案。不存在正確或錯(cuò)誤的體系結(jié)構(gòu)。它是非常主觀的，并且取決于前面提到的多種因素。

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什么是軟件架構(gòu)模式？

創(chuàng)建軟件系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的原則稱為軟件體系結(jié)構(gòu)。軟件結(jié)構(gòu)由軟件元素及其相互關(guān)系組成，這些元素起著藍(lán)圖的作用，規(guī)劃了要執(zhí)行的任務(wù)的模式。軟件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)極大地依賴于這些軟件架構(gòu)模式。應(yīng)當(dāng)指出，必須明智地選擇軟件體系結(jié)構(gòu)，因?yàn)橐坏?shí)施，就不容易更改。

軟件架構(gòu)模式很重要，因?yàn)樗鼈兪窃诩軜?gòu)設(shè)計(jì)中成功構(gòu)建和測試的最佳解決方案的示例。有經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)人員會(huì)使用他們的知識(shí)和熟悉程度來包含這些模式，而不是在設(shè)計(jì)時(shí)人為或隨機(jī)創(chuàng)建模式。此外，通過使用這些模式并突出顯示它們，他們可以共享知識(shí)并教會(huì)新開發(fā)人員關(guān)鍵的設(shè)計(jì)策略。

軟件架構(gòu)模式的好處

模式有助于識(shí)別和指定抽象，這些抽象位于單個(gè)對(duì)象，類和組件的級(jí)別之上。單個(gè)應(yīng)用程序本身很難解決一個(gè)復(fù)雜的問題。模式引入了具有多個(gè)應(yīng)用程序組件的不同角色，從而有助于提供解決方案。他們定義了組成部分，以及他們?cè)趨f(xié)作方式方面的職責(zé)和關(guān)系。

此外，這些解決方案描繪了所介紹角色之間的關(guān)系。例如，觀察者模式包括兩個(gè)主要角色，即主題和觀察者。這兩個(gè)角色通過基于推送的更改傳播機(jī)制進(jìn)行協(xié)作，該機(jī)制確保組件可以保持彼此一致的狀態(tài)。

模式提供了一種通用語言和對(duì)設(shè)計(jì)概念的共同理解。即使某些算法，接口，實(shí)現(xiàn)和詳細(xì)設(shè)計(jì)的重用并非總是可能的，這有助于簡化架構(gòu)知識(shí)和偽像的重用。例如，當(dāng)開發(fā)人員了解Observer模式時(shí)，無需討論如何管理其系統(tǒng)中一致的兩個(gè)協(xié)作組件。

模式有助于記錄軟件體系結(jié)構(gòu)。通過對(duì)后果和實(shí)現(xiàn)折衷的深入評(píng)估，模式可以追蹤選擇特定設(shè)計(jì)選擇而不是其他選擇的原因。通過記錄軟件的意圖，行為和結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)其中的模式，從而使軟件開發(fā)路徑，實(shí)踐和維護(hù)變得更加順暢。產(chǎn)品線架構(gòu)使用有益的模式，因此開發(fā)人員應(yīng)該意識(shí)到這一點(diǎn)。如果沒有，他們將在不了解基本結(jié)構(gòu)，機(jī)制和控制流程的情況下，難以正確使用它。基于模式的體系結(jié)構(gòu)文檔通過幫助開發(fā)人員專注于主要設(shè)計(jì)決策來幫助解決沖突。

模式在具有明確定義的過程的軟件構(gòu)建中很有用。一些模式勾勒出特定的行為。這為滿足特定領(lǐng)域中的應(yīng)用程序的某些功能要求鋪平了道路。例如，已記錄了會(huì)計(jì)系統(tǒng)和公司財(cái)務(wù)以及提高響應(yīng)系統(tǒng)容量的模式。

模式還可以以一種形式來捕獲經(jīng)驗(yàn)，這種形式可以獨(dú)立于特定的項(xiàng)目細(xì)節(jié)和約束，實(shí)現(xiàn)范例甚至通常是編程語言。在理解編碼原則并解決新項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)時(shí)，開發(fā)人員可以實(shí)施容易出錯(cuò)，效率低下或無法維護(hù)的解決方案。模式可幫助開發(fā)人員選擇合適的軟件體系結(jié)構(gòu)，而不會(huì)陷入域中的潛在陷阱。

模式可以幫助來自不同編程語言文化的軟件開發(fā)人員共享共同感興趣的設(shè)計(jì)見解，同時(shí)還可以防止“語言大戰(zhàn)”。在不同世代的開發(fā)人員之間進(jìn)行知識(shí)轉(zhuǎn)移有助于平衡并使各個(gè)社區(qū)的成員能夠交流并重新關(guān)注特定語言社區(qū)的關(guān)注。盡管編碼可能不同，但是可能會(huì)出現(xiàn)類似的模式，這些模式將支持新舊模式。

體系結(jié)構(gòu)模式不是編碼準(zhǔn)則

必須注意，模式不能視為編碼準(zhǔn)則。可以將編碼準(zhǔn)則部分或從著重于代碼樣式的模式中放在一起。但是，事實(shí)并非如此。盡管有許多慣用的編碼準(zhǔn)則，但這不會(huì)自動(dòng)使它們成為設(shè)計(jì)模式。例如，Sun Microsystem的JavaBeans規(guī)范一直將屬性訪問器的get和set前綴用作“設(shè)計(jì)模式”。但是，盡管這些前綴大多數(shù)都是模式，但即使在Java代碼中，它們也無助于解決一般設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)問題。

建筑圖案的應(yīng)用

清楚地理解模式詞匯總是很重要的，因?yàn)閼?yīng)用錯(cuò)誤的模式會(huì)導(dǎo)致很多問題。有經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)人員將具有合理的判斷力，這將有助于他理解在特定情況下何時(shí)不適合使用某種模式。如果應(yīng)用不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致不合適的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

對(duì)模式有淺淺的了解可以給開發(fā)人員一種印象，即他們可能精通該模式，即使有更好的解決方案。一個(gè)很好的例子是了解復(fù)雜模式（例如Proactor和Reflection）的結(jié)構(gòu)和參與者。這些知識(shí)僅僅是一個(gè)方面，因此還不夠。對(duì)于有效的模式應(yīng)用，重要的是模式的本質(zhì)必須反映在其上下文中，而不僅僅是結(jié)構(gòu)中。

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原文：https://medium.com/@priyalwalpita

總結(jié)

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