系统架构

一、基本概念

二、架构原则

三、常见软件架构模式

1. 分层模式

该模式用于构建可分解为多组子任务的程序，每个子任务都在某个抽象层，每个层对上一个更高层提供服务。

一般信息系统中最常见的4层体系如下

• 表示层（也叫 UI 层）
• 应用层（也叫服务层）
• 业务逻辑层（也叫领域层）
• 数据访问层（也叫持久层）

应用场景

• 一般桌面程序
• 电子商务网页程序
• TCP/IP 协议栈

2. 客户端-服务器模式

该模式也叫C/S模式，由两部分构成：单个服务器和多个客户端。服务器组件对多个客户端组件提供服务。客户端向服务器请求服务，服务端提供对应服务给这些客户端。此外，服务器端继续监听客户端请求。

应用场景

• 在线应用，比如电子邮件、文档分享和银行业务
• 软件升级系统

3. 主从模式

该模式由两部分构成：主节点和多个子节点。主节点组件向多个独立的从节点组件分派任务，并根据从节点返回结果计算出最终结果。

应用场景

• 数据库复制，主数据库被视为权威来源并同步到从数据库
• 连接到计算系统的外围设备（主从驱动）
• 负载均衡系统（个人理解）

4. 管道-过滤器模式

该模式用于构建生产和处理数据流的系统。每个处理步骤封装在一个过滤组件中。待处理的数据被传送到管道之中，这些管道可用于缓冲或者同步。

应用场景

• 编译器，连接的过滤器执行词义分析，语法分析，语义分析和代码生成
• 生物资料学科的工作流
• Gstreamer、DirectMusic

5. 代理模式

该模式用于构建组件解耦的分布式系统。这些组件通过远程调用彼此交互。代理组件负责多个组建的通信协调，服务器向代理公开他们的功能（服务和特性）；客户端从代理中获取服务，然后代理重定向客户端到注册服务库中一个合适的服务。

应用场景

• 消息队列软件，比如 Apache ActiveMQ、Apache Kafka、RabbitMQ 和 JBoss Messaging

6. 点对点模式

该模式中各独立组件都叫对等点。对等点既可以作为客户端从其他对等点获取服务，也可作为服务端向其他对等点提供服务。对等点可作为客户端、或者服务端、或者两者，并且在不同时间切换角色。

应用场景

• 文件分享网络，比如 Gnutella、G2、电驴、迅雷
• 多媒体协议，比如 P2PTV 和 PDTP
• 私媒体程序，比如 Spotify

7. 事件总线模式

该模式主要处理事件，有4个主要组件：事件源、事件监听器、频道和事件总线。事件源发布消息到事件总线上的某个频道，监听器订阅某个频道，并得知在已订阅频道中发布的消息。

应用场景

• Android 开发
• 通知服务
• DBus

模型-视图-控制器模式

该模式也叫 MVC 模式，划分交互程序为3个部分：模型-包含核心功能和数据，视图-显示信息给用户（多个视图可被定义），控制器-处理用户输入。它通过分割用户信息的内部陈述和呈现、接受方式来实现，解耦组件并允许高效的代码复用。

应用场景

• 主流编程语言的万维网程序架构
• 网页框架，比如 Django 和 Rails
• 最经典的莫过于 MFC

9. 黑板模式

该模式对没有确定性方案策略的问题很有用。黑板模式由三个主要组件构成：黑板-包含解决空间对象的结构化全局内存，知识源-拥有自表示的专门模块，控制组件-选择、配置和执行模块。所有组件都可访问黑板，可生成新的数据对象并添加到黑板中。在黑板中，可根据已有知识源的匹配规则，寻找某些类型的数据。

应用场景

• 语音识别
• 车辆识别和跟踪
• 蛋白质结构鉴定
• 声纳信号解释

10. 解释器模式

该模式用于设计解释特定语言编写的程序的组件。该组件主要指定怎么去评估程序代码行，也就是所谓的用某种语言写的语句或者表达式，基本点在于给语言符号分类。

应用场景

• 数据库查询语言，比如 SQL
• 用于描述通信协议的语言

四、参考链接

• 概述10种常见软件架构模式