软件体系结构 - 软件架构风格

简介: 【4月更文挑战第13天】软件体系结构 - 软件架构风格

软件架构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。它定义了一种系统设计的抽象模板,明确了软件系统的基本结构、组件之间的交互方式以及约束条件。架构风格不仅限定了软件系统的基本形态,还影响着系统的性能、可扩展性、可维护性、安全性、可靠性等重要特性。以下是几种常见的软件架构风格:

  1. 数据流风格
  • 批处理序列架构风格:组件按固定顺序执行,每个组件处理前一个组件的输出作为输入,常用于数据密集型的批量处理任务,如ETL(提取、转换、加载)流程。
  • 管道/过滤器架构风格:系统由一系列过滤器组件组成,数据流在这些过滤器间流动,每个过滤器对输入数据进行特定操作并生成输出数据。这种风格常见于数据处理管道、音视频编解码等领域。
  1. 调用/返回风格
  • 主程序/子程序架构风格:基于过程调用的结构,主程序负责控制流程,子程序负责执行特定任务。这种风格在早期程序设计中广泛使用。
  • 数据抽象和面向对象架构风格:基于封装、继承、多态等面向对象原则,通过类和对象的关系来组织系统。这是现代软件开发中最普遍的架构风格之一。
  • 层次结构架构风格:系统划分为若干层次,每一层提供特定的服务给上一层,同时依赖于下一层的服务。层次间通过接口通信,如操作系统内核与用户空间的层次划分。
  1. 独立构件风格
  • 进程通信架构风格:组件以独立进程的形式存在,通过消息传递、共享内存、套接字等方式进行通信。这种风格适用于分布式系统和并发编程。
  • 事件驱动的架构风格:系统由事件处理器(或称为事件监听器、事件消费者)构成,它们响应外部事件或内部事件总线上的事件,进行相应的处理。常见于GUI应用程序、实时系统和消息中间件。
  1. 虚拟机风格
  • 解释器架构风格:系统包含一个解释器,它读取某种高级语言(如脚本语言)编写的程序并执行。这种风格常用于脚本环境和动态语言平台。
  • 基于规则的系统:系统的核心是一组可灵活配置的规则,用于描述业务逻辑。当输入数据满足规则条件时,触发相应动作。广泛应用于专家系统、决策支持系统等。
  1. 仓库风格
  • 数据库系统架构风格:以数据库为核心,各组件通过查询、更新数据库来交换信息和协作。几乎所有的信息系统都会涉及到数据库风格。
  • 黑板架构风格:组件共享一个全局的知识库(黑板),各自根据黑板上的信息进行推理和决策。适用于复杂问题求解和知识密集型应用。

除此之外,还有针对特定领域的架构风格(如面向服务架构SOA、微服务架构、事件溯源架构等),以及适应分布式计算环境的架构风格,如:

  • 客户机/服务器(C/S)架构风格:客户端负责用户界面和部分业务逻辑,服务器端负责核心数据处理和业务逻辑。可分为二层和三层架构。
  • 浏览器/服务器(B/S)架构风格:用户通过浏览器访问服务器提供的网页应用,浏览器仅负责显示,服务器承担主要的计算和数据处理。
  • MVC架构风格(Model-View-Controller):将系统分为模型(数据和业务逻辑)、视图(用户界面)和控制器(处理用户交互)三部分,实现关注点分离。
  • MVP架构风格(Model-View-Presenter):类似MVC,但Presenter扮演中介角色,负责协调模型和视图的交互,使视图更专注于展示,模型更专注于业务逻辑。
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