10 个常见软件架构模式
2018-07-13
这个是先前在 Jobbole 上的翻译文章 10 个常用的软件架构模式 ，转到 Blog 上记录之。
你是否曾经思考过如何设计大型的企业级系统？在决定启动软件开发之前，首要的是选择恰当的架构来指引系统的功能及质量属性设计。因此在将软件架构应用于设计之前，必需要了解常用的架构模式。
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
分层模式(Layered pattern)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
客户端／服务器模式(Client-server pattern)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
主／从模式(Master-slave pattern)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
管道／过滤器模式(Pipe-filter pattern)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
代理模式（Broker pattern）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
对等模式(Peer-to-peer pattern)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
7. 事件总线模式
事件总线模式（Event-bus pattern）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
模型／视图／控制器模式（Model-view-controller pattern，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
9. 黑板模式
黑板模式（Blackboard pattern）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
解析器模式（Interpreter pattern）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
架构模式综述
下表格总结了各架构模式的优缺点。
希望这篇文章对你所帮助
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