你是否曾經(jīng)思考過如何設(shè)計(jì)大型的企業(yè)級系統(tǒng)？在決定啟動軟件開發(fā)之前，首要的是選擇恰當(dāng)?shù)募軜?gòu)來指引系統(tǒng)的功能及質(zhì)量屬性設(shè)計(jì)。因此在將軟件架構(gòu)應(yīng)用于設(shè)計(jì)之前，必需要了解常用的架構(gòu)模式。

什么是架構(gòu)模式?

Wikipedia 的解釋：

在軟件架構(gòu)中，架構(gòu)模式是對特定環(huán)境下常見問題的通用且可重用的解決方案。架構(gòu)模式與軟件設(shè)計(jì)模式很相似，但架構(gòu)模式的層次更高，且外延更大。

這篇文章將簡述常見的 10 種架構(gòu)模式的概念、用法以及其優(yōu)缺點(diǎn)。
1. 分層模式(Layered pattern)
2. 客戶端／服務(wù)器模式(Client-server pattern)
3. 主／從模式(Master-slave pattern)
4. 管道／過濾器模式(Pipe-filter pattern)
5. 代理模式(Broker pattern)
6. 對等模式(Peer-to-peer pattern)
7. 事件總線模式(Event-bus pattern)
8. 模型／視圖／控制器(MVC)模式(Model-view-controller pattern)
9. 黑板模式(Blackboard pattern)
10. 解析器模式(Interpreter pattern)

1. 分層模式(Layered pattern)

分層模式用于對結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的軟件進(jìn)行層次拆解，每個層次為獨(dú)立的抽象，為其上層抽象提供服務(wù)。

系統(tǒng)通常被拆分為以下四個層次：
? 表示層（也稱為 UI 層）
? 應(yīng)用層（也稱為服務(wù)層）
? 業(yè)務(wù)邏輯層（也稱為領(lǐng)域?qū)?#xff09;
? 數(shù)據(jù)訪問層（也稱為持久化層）

使用場景
? 通用桌面應(yīng)用程序
? 電子商務(wù) Web 應(yīng)用

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2. 客戶端／服務(wù)器模式(Client-server pattern)

客戶端／服務(wù)器模式由兩個部分構(gòu)成：一個服務(wù)器與多個客戶端。服務(wù)器組件同時為多個客戶端組件提供服務(wù)。客戶端向服務(wù)器發(fā)啟服務(wù)請求，服務(wù)器將相應(yīng)服務(wù)信息回應(yīng)給客戶端。此外，服務(wù)器持續(xù)監(jiān)聽來自客戶端的請求。

使用場景
? 電子郵件、文件共享及銀行業(yè)務(wù)等在線應(yīng)用

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3. 主／從模式(Master-slave pattern)

主／從模式由兩個部分構(gòu)成：主設(shè)備與從設(shè)備。主服務(wù)組件將作業(yè)分發(fā)給多個從設(shè)備組件，并根據(jù)這些從設(shè)備反饋的結(jié)果，計(jì)算生成最終結(jié)果。

使用場景
? 數(shù)據(jù)庫復(fù)制，主數(shù)據(jù)庫被認(rèn)定為權(quán)威數(shù)據(jù)源，各從數(shù)據(jù)庫與主數(shù)據(jù)保持同步
? 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通過總線互連的各設(shè)備（包括主設(shè)備與從設(shè)備）

4. 管道／過濾器模式(Pipe-filter pattern)

管道／過濾器模式用于構(gòu)造用于生成及處理數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)。每個處理過程都封裝在過濾器（filter）組件之中，要處理的數(shù)據(jù)通過?管道(pips)?進(jìn)行投遞。管道同時用于作為?過濾器（filter）?間的緩沖及同步。

使用場景
? 編譯器，一系列的過濾器用于詞法分析、語法分析、語義分析及代碼生成
? 生物信息學(xué)的工作流

5. 代理模式（Broker pattern）

代理模式用于在結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)中對組件解耦。系統(tǒng)內(nèi)各組件間采用遠(yuǎn)過程調(diào)用（remote service invocations）的方式交互。代理（Broker）組件充當(dāng)組件間通訊的協(xié)調(diào)角色。

提供服務(wù)的組件將其能力（服務(wù)以及特性）發(fā)布給代理，客戶端均向代理請求服務(wù)，由代理將請求重定向到先前已發(fā)布過對應(yīng)服務(wù)的組件進(jìn)行處理。

使用場景
? 消息中間件軟件：Apache ActiveMQ，Apache Kafka，RabbitMQ 與 JBoss 等等

6. 對等模式(Peer-to-peer pattern)

對等模式中的組件稱之為對等體（peer），對等體既作為向其他對等體請求服務(wù)的客戶端，同時也做為響應(yīng)其他對等體請求的服務(wù)端。對等體可以在運(yùn)行過程中動態(tài)地改變其角色，即，既可以單獨(dú)做為客戶端或服務(wù)端運(yùn)行，又可同時作為客戶端與服務(wù)端運(yùn)行。

使用場景
? 網(wǎng)絡(luò)文件共享：Gnutella?與?G2)
? 流媒體協(xié)議：P2PTV?與?PDTP.
? 流媒體應(yīng)用：?Spotify.

7. 事件總線模式（Event-bus pattern）

事件總線模式應(yīng)用于事件處理，主要由四個組件構(gòu)成：事件源（event source），事件偵聽者（event listener），通道（Channel）以及總線（event bus）。 事件源將消息發(fā)布到總線的特定通道，偵聽者訂閱相應(yīng)的通道，事件源所發(fā)布的消息經(jīng)通道通告給訂閱通道的偵聽者。

使用場景
? Android 開發(fā)
? 通告（Notification）服務(wù)

8. 模型／視圖／控制器(MVC)模式（Model-view-controller pattern）

模型／視圖／控制器模式（簡稱 MVC 模式）將交互式應(yīng)用程序拆分為三個部分：
1. 模型（model）?– 包含核心功能及數(shù)據(jù)
2. 視圖（view）?– 呈現(xiàn)信息給用戶（通過有多個視圖）
3. 控制器（controller）?– 處理用戶的輸入操作

MVC 模式通過將內(nèi)部信息表示、用戶信息呈現(xiàn)以及用戶操作接收分開的方式解耦組件，實(shí)現(xiàn)高效代碼重用。

使用場景
? 主流開發(fā)語言所構(gòu)建的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁應(yīng)用架構(gòu)
? Django?與?Rails?等網(wǎng)頁應(yīng)用開發(fā)框架

9. 黑板模式（Blackboard pattern）

黑板模式適用于?無預(yù)知確定解決策略?的問題，主要由三個組件構(gòu)成：
? 黑板（blackboard）?– 用于存儲解空間對象的結(jié)構(gòu)化全局內(nèi)存
? 知識（knowledge）源 – 能自表意的專用模塊
? 控制（control）組件 – 選擇、配置與執(zhí)行的模塊

所有的組件均能訪問黑板，組件可將新生成的數(shù)據(jù)對象寫入黑板，也可以通過模式匹配從黑板中獲取知識源所生成的特定數(shù)據(jù)。

使用場景
? 語音識別
? 車輛識別和追蹤
? 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)鑒定
? 聲納信號解析

10. 解析器模式（Interpreter pattern）

解析器模式用于設(shè)計(jì)語言的解析程序，主要用于指定評估程序代碼行，即解析出特定語言的語句與表達(dá)式，其核心思想是為語言的每個符號定義相應(yīng)的類。

使用場景
? SQL 等數(shù)據(jù)庫查詢語言
? 通訊協(xié)議描述語言

上述架構(gòu)模式的對比

下表格總結(jié)了各架構(gòu)模式的優(yōu)缺點(diǎn)

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的10 个常用的软件架构模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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