企業(yè)規(guī)模的軟件系統(tǒng)該如何設計呢？在開始寫代碼之前，我們需要選擇一個合適的架構，這個架構將決定軟件實施過程中的功能屬性和質(zhì)量屬性。因此，了解軟件設計中的不同架構模式對我們的軟件設計會有較大的幫助。

軟件架構模式

什么是架構模式？根據(jù)維基百科：架構模式是針對特定軟件架構場景常見問題的通用、可重用解決方案。架構模式類似于軟件設計模式，但范圍更廣。本文將簡要解釋10種常見架構模式及其用法、優(yōu)缺點。

• 分層模式（Layered pattern）
• 客戶端-服務器模式（Client-server pattern）
• 主從模式（Master-slave pattern）
• 管道-過濾器模式（Pipe-filter pattern）
• 代理模式（Broker pattern）
• 點對點模式（Peer-to-peer pattern）
• 事件-總線模式（Event-bus pattern）
• 模型-視圖-控制器模式（Model-view-controller pattern）
• 黑板模式（Blackboard pattern）
• 解釋器模式（Interpreter pattern）

1. 分層模式

此模式用于可分解為子任務的結構化程序，每個子任務都位于特定的抽象層級，每一層都為上一層提供服務。一般信息系統(tǒng)最常見的4個層次如下。

• 表示層(也稱為UI層)
• 應用層(也稱為服務層)
• 業(yè)務邏輯層(也稱為領域?qū)?
• 數(shù)據(jù)訪問層(也稱為持久層)

應用場景：

• 一般的桌面應用程序
• 電子商務web應用程序
• 一般的移動App

2. 客戶端-服務器模式

這種模式由兩部分組成：服務器和多個客戶端。服務器將向多個客戶端提供服務。客戶端從服務器請求服務，服務器向這些客戶端提供相關服務。此外，服務器繼續(xù)偵聽客戶端請求。

應用場景：

• 電子郵件、文檔共享和銀行等在線應用程序。
• 基于IPC的應用程序

3.主從模式

這種模式由兩部分組成：主節(jié)點和從節(jié)點。主節(jié)點將工作分配給相同的從節(jié)點，并根據(jù)從節(jié)點返回的結果計算最終結果。

應用場景：

• 在數(shù)據(jù)庫復制中，主數(shù)據(jù)庫被視為權威源數(shù)據(jù)庫，從數(shù)據(jù)庫與之同步。
• 通過總線連接到計算機系統(tǒng)(主驅(qū)動器和從驅(qū)動器)的外圍設備。
• 進程內(nèi)的多線程應用。

4.管道-過濾器模式

這種模式可用于構造生成和處理數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)。每個處理步驟都包含一個過濾器組件。要處理的數(shù)據(jù)通過管道傳遞。這些管道可用于緩沖或同步目的。

應用場景：

• 編譯器。連續(xù)過濾器執(zhí)行詞法分析、詞法解析、語義分析和代碼生成。
• 生物信息學的工作流
• 工具鏈式的應用程序

5. 代理模式

這種模式通過解耦組件來構造分布式系統(tǒng)。這些組件可以通過遠程服務調(diào)用彼此交互。代理組件負責協(xié)調(diào)組件之間的通信。服務器向代理發(fā)布功能(服務和特征)。客戶端向代理請求服務，然后代理將客戶端重定向到合適的服務。需要注意broker，agent，proxy以及delegate的區(qū)別。

應用場景：

• 消息代理軟件，例如：Apache ActiveMQ、Apache Kafka、RabbitMQ和JBoss消息傳遞。
• 網(wǎng)絡傳輸中的代理軟件。

6. P2P模式

在這種模式中，每個組件都稱為對等節(jié)點。對等節(jié)點既可以作為客戶機(從其他對等節(jié)點請求服務)，也可以作為服務器(向其他對等節(jié)點提供服務)。對等節(jié)點可以充當單個客戶機或服務器，也可以同時充當客戶機和服務器，并且可以隨著時間變化動態(tài)地更改角色。

使用場景：

• 文件共享網(wǎng)絡，例如Gnutella和G2等。
• 多媒體協(xié)議，如P2PTV和PDTP。

7. 事件-總線模式

這種模式也被稱為訂閱發(fā)布模式，主要處理事件，有4個主要組件：事件源、事件監(jiān)聽者、通道和事件總線。事件源將消息發(fā)布到事件總線上的特定通道，監(jiān)聽者訂閱特定的通道。消息發(fā)布到監(jiān)聽者之前訂閱的通道，監(jiān)聽者將收到消息的通知。

使用場景：

• 安卓開發(fā)
• 通知服務
• 注冊中心

8. 模型-視圖-控制器模式

這種模式，也稱為MVC模式，將一個交互應用程序分為三個部分：

• 模型-包含核心功能和數(shù)據(jù)
• 視圖——向用戶顯示信息(可以定義多個視圖)
• 控制器——處理來自用戶的輸入

這樣做是為了將信息的內(nèi)部表示、信息呈現(xiàn)給用戶的方式、接受用戶輸入的方式分離開來。這種模式解耦組件并允許有效的代碼重用。

應用場景：

• 一般的web應用程序架構
• Django和Rails等Web框架
• 一般的GUI 應用程序

9. 黑板模式

這種模式對于沒有確定解決方案策略的問題非常有用。黑板圖案由三個主要部分組成：

• 黑板：一個結構化的全局內(nèi)存，包含來自解決方案空間的對象
• 知識源：具有自己表示形式的專門化模塊
• 控制組件：選擇、配置和執(zhí)行模塊

所有的組件都可以到達黑板。組件可以生成添加到黑板上的新數(shù)據(jù)對象。組件在黑板上查找特定類型的數(shù)據(jù)，并通過與現(xiàn)有的知識源進行模式匹配找到這些數(shù)據(jù)。

應用場景：

• 語音識別
• 車輛識別及追蹤
• 蛋白質(zhì)結構識別
• 聲納信號的解釋

10. 解釋器模式

這種模式用于設計一個解釋專用語言編寫的程序組件。它主要指定如何評估每一行程序，即用特定語言編寫的句子或表達式。其基本思想是語言的每個符號都有一個類。

應用場景：

• 數(shù)據(jù)庫查詢語言，如SQL。
• 用于描述通信協(xié)議的語言。