Что такое архитектура приложения

Как построить правильную архитектуру приложения

Работая над своим первым проектом, разработчики часто не знают, как построить правильную архитектуру: какие в ней должны быть функции, как этим функциям между собой взаимодействовать и какие модули стоит выделять? В статье отвечаем на эти вопросы, а также разбираем, как построить приложение на примере JavaScript-проекта.

Статья будет полезна студентам, которые приступают к выполнению первого проекта профессии в Хекслете.

Что такое архитектура приложения и почему она важна

Архитектура веб-приложений — это способ организации и структурирования программного кода, который обеспечивает работу веб-приложения. Это как фундамент, на котором строится приложение.

Веб-архитектура включает в себя различные компоненты, такие как клиентская и серверная части, база данных и интерфейсы для взаимодействия с пользователем.

Хорошая архитектура позволяет создавать надежные, масштабируемые и удобные в использовании веб-приложения. Чаще всего новички не уделяют архитектуре должного внимания при обучении, делая больший акцент на изучении синтаксиса языка. Однако если не изучить, как правильно строить архитектуру приложений, на выходе можно получить некачественный код.

Если вы — джун и работаете в команде, у вас есть шанс познакомиться с подходами построения архитектуры благодаря код-ревью и наставлениям более опытных разработчиков. Но в этом вас может ждать неудача, так как во многих компаниях стремятся поскорее закончить разработку, забывая о качестве кода и архитектуре.

Если вы не в команде, вам остается во всем разбираться самому и создавать приложение с нуля. Так можно легко запутаться в последовательности действий с будущей программой — знаем по собственному опыту — и код станет спагетти-кодом.

Давайте разберемся, как создать правильную архитектуру приложения на примере проекта — консольной утилиты, которая спрашивает у пользователя путь к файлу и выводит данные файла в виде объекта.

Утилита умеет работать с разными форматами файлов: YML и JSON. Для каждого формата есть отдельный исполняемый файл. Общую логику мы выделим в отдельный модуль, и она будет использоваться в каждом отдельном формате.

Примеры в статье будут на JavaScript. Но мы не будем описывать реализацию большинства функций, так как нас будут интересовать лишь их интерфейсы.

Получите профессию «Фронтенд-разработчик» с нуля за 10 месяцев! Погружение в практику с первого дня и обучение без дедлайнов. Вы получите готовое портфолио на GitHub к концу обучения, поддержку наставников на протяжении всего курса и помощь в трудоустройстве.

Как построить архитектуру приложения

Выделяем код в библиотеку

Для начала разберемся, что такое библиотеки и исполняемые файлы и как они устроены.

Многие программы устроены как библиотеки. Библиотека — это код, который мы можем подключить в любое другое приложение. Примеры таких библиотек: JQuery, lodash. Исполняемые файлы — это уже приложения, которые запускают код. Такие приложения не являются подключаемыми библиотеками.

Несмотря на то, что наша консольная утилита — это исполняемое приложение, мы создадим ее как библиотеку. Обычно библиотеки легче поддерживать и дорабатывать.

Когда вы разрабатываете приложение, чаще всего результатом работы приложения будут побочные эффекты, например, вывод в консоль. Этот результат сложно проверить: нужно написать еще код, чтобы прочитать такой вывод. Поэтому разумнее будет сначала выделить основной код в виде библиотеки, и уже после проверять результат вызова одной из функций этой библиотеки как обычную строку. Также если мы решим добавить в проект тесты, библиотеку будет легко импортировать в них — вот еще один плюс создавать приложение сразу как библиотеку.

Другая ситуация, если мы изначально разрабатываем приложение для командной строки, а затем решаем, что приложение можно еще использовать и в браузере. В таком случае библиотека будет работать, а исполняемый файл — нет. Получается, мы всегда должны стараться разрабатывать в первую очередь библиотеку, потом подключать ее в исполняемый файл и в нем уже запускать код.

Пример модуля библиотеки app.js:

// файл библиотеки const app = () =>  // . >; 

И ее исполняемый файл:

#!/usr/bin/env node import app from './app.js'; app(); 

Разделить исполняемый код и код библиотеки довольно легко. Нам нужно выделить основную функцию приложения, которая будет импортироваться в исполняемый файл и там вызываться. Такой подход дает преимущество. Например, в тестах можно легко проверять работу своего кода, просто импортировав в них эту функцию:

import app from './app.js'; it('test', () =>  expect(app()).toBeTruthy(); >); 

Читайте также: Стоит ли ставить библиотеки ради нескольких простых функций

Выделяем общую логику

Наше приложение будет спрашивать у пользователя путь к файлу и затем выводить содержимое. После вывода содержимого приложение повторит запрос файла. Если пользователь ничего не введет, приложение завершит работу.

Опишем алгоритм приложения:

1. Запрашиваем путь к файлу
2. Читаем данные из файла
3. Парсим данные
4. Выводим результат
5. Повторяем первый шаг.

Важно выделить логические шаги нашего приложения. На их основе будут строиться его модули.

Теперь мы можем написать код основной функции:

const app = () =>  // Цикл повторяется пока не будет выполнено условие выхода while (true)  const filePath = getFilePath(); // Условие выхода из цикла и всей функции if (!filePath)  return; > const content = getFileContent(filePath); const result = parse(content, format); console.log(result); > >; 

Код достаточно простой. Такой код удобно читать, и сразу видно общую логику. Его также легко отлаживать. Можно добавить логирование на любом этапе и проверить промежуточные результаты:

const app = () =>  while (true)  const filePath = getFilePath(); console.log('filePath: ', filePath); if (!filePath)  return; > const content = getFileContent(filePath); console.log('content: ', content); const result = parse(content, format); console.log(result); > >; 

Такой код еще называют пайплайном — цепочкой функций, которые вызываются друг за другом.

Строим правильные интерфейсы

Мы уже описали общую логику — она задала проекту модульность. Но такой подход работает не всегда. Чаще всего мы не видим общей картины приложения сразу, так как выстраиваем архитектуру постепенно, шаг за шагом. В таком случае нужно начинать с малого — создать функции, которые формируют абстракции. Например, мы точно знаем, что должны прочитать файл — это хорошая причина создать функцию чтения файла.

Прежде чем двинуться дальше, опишем, как должны работать функции:

• Функция getFilePath() получает информацию от пользователя
• Функция getFileContent() читает файл и возвращает данные из этого файла. Эта функция принимает путь к файлу
• Функция parse() парсит данные из файла в объекты, которые поддерживает язык программирования.

Самый популярный формат данных в JavaScript — это JSON:

const content = ' '; const user = JSON.parse(content); console.log(user.name); // => Ivan console.log(user.age); // => 18 

Есть и другие форматы данных, для них используются разные инструменты парсинга. Но сейчас это нам не важно. Нам нужно лишь понимать, что наша задача — это получить объект или массив из строки, которая хранится в файле.

Также важно помнить, что чтение файла и парсинг данных — это разные операции, потому что данные для парсинга могут приходить из разных источников. Многие новички часто совершают эту ошибку еще при описании алгоритма приложения. Получается, что мы:

1. Запрашиваем путь к файлу
2. Получаем распарсенные данные из файлов
3. Выводим результат.

Представим, что вместо чтения файлов мы получаем данные по сети. Меняет ли это как-то парсинг? Нет. Но если внутри парсера будет идти работа с файлами, то это сильно затруднит работу.

У некоторых наших студентов в этот момент возникает вопрос: при чем тут работа с сетью? Почему мы должны учитывать, что данные приходят из других источников, когда по заданию этого не требуется?

Способ построения правильной архитектуры во многом закладывается следующим принципом: каждый модуль должен быть максимально изолированным. Это значит, что мы должны создавать модули и функции, которые могут работать автономно и максимально изолированно друг от друга. Когда мы находимся внутри функции, нужно думать только о том, что должна делать эта функция.

Правильный интерфейс функции — залог хорошей архитектуры. Если функция принимает множество параметров, то это повод задуматься над интерфейсом этой функции.

Поставим себя на место пользователя функции. Представим, что мы импортируем эту функцию из чужой библиотеки. Насколько нам удобно и понятно ей пользоваться?

const getFileContent = (firstFileName, firstFileLocation, user, fsType) =>  // >; 

Функция принимает имя файла и его расположение отдельными параметрами. Хотя достаточно передать сразу целиком путь к файлу, в котором уже содержится имя. Также функция принимает текущего пользователя и тип файловой системы. Зачем это нужно — об этом пользователь функции может только догадываться.

Читайте также: Мой долгий путь во фронтенд-разработку: через строительный вуз, юриспруденцию и усердную учебу на Хекслете

Добавляем логику для каждого формата

После того как мы выделили общую логику, приступаем к формированию кода для каждого отдельного формата.

Исполняемый файл для каждого формата будет выглядеть похожим образом:

#!/usr/bin/env node import runJson from './formats/jsonFormat.js'; runJson(); 

#!/usr/bin/env node import runYml from './formats/ymlFormat.js'; runYml(); 

Важно, что в исполняемых файлах происходит просто вызов функции. Мы могли сделать общую функцию, которая бы принимала тип формата, и вызвать ее:

#!/usr/bin/node import run from './index.js'; run('ymlFormat'); run('jsonFormat'); 

Но такой подход не очень хороший, так как вызов содержит логику — передачу параметра. Приходится думать, какой параметр передать. Вся логика должна находиться внутри функции, а исполняемый код просто вызывает эту функцию.

Теперь мы можем написать код для каждого формата. Но для этого нам нужно немного модифицировать общую логику. Посмотрим на нее еще раз:

const app = () =>  while (true)  const filePath = getFilePath(); if (!filePath)  return; > const content = getFileContent(filePath); const result = parse(content); console.log(result); > >; 

Функции getFilePath() и getFileContent() — общие для любых форматов, так как получение пути к файлу и чтение файла не зависят от формата. Эти функции мы можем определить в модуле общей логики, поэтому она будет выглядеть так. Но парсер уже в каждом формате разный, а мы не знаем, какой формат данных.

Функции форматов могут сами передавать нужный парсер в виде функции. Эту функцию мы будем вызывать внутри общей логики. Для каждого формата будет вызываться своя функция. Для этого в app() сделаем передачу параметра.

В итоге модуль общей логики будет выглядеть так:

const getFilePath = () =>  // . >; const getFileContent = (filePath) =>  // . >; const app = (parse) =>  while (true)  const filePath = getFilePath(); if (!filePath)  return; > const content = getFileContent(filePath); const result = parse(content); console.log(result); > >; export default app; 

А модули форматов будут использовать общую логику и функцию app() и передавать в нее нужную функцию:

// JSON-формат import app from './app.js'; const jsonParse = (content) =>  // json parse >; app(jsonParse); // YML-формат import app from './app.js'; const ymlParse = (content) =>  // yml parse >; app(ymlParse); 

Такой подход позволяет легко дорабатывать приложение. Если нам понадобится добавить какой-то новый формат файлов, нужно будет добавить новый исполняемый файл и файл с кодом. В этом коде нам нужно создать свою функцию парсера нового формата данных и передать ее в общую логику приложения. Дорабатывать уже существующий код не придется.

В итоге, один раз написав модуль с общей логикой и логикой парсеров, нам не нужно больше вспоминать этот код, даже если нужно добавить новый формат.

Итог

Мы разработали небольшой проект, в котором есть несколько исполняемых файлов с разной логикой. Но при этом есть и общая логика — мы выделили ее в отдельный модуль, чтобы он мог переиспользоваться в других модулях.

Функция с общей логикой использует внутри себя некую другую функцию parse() . Эта функция может быть разной для каждого формата данных. В этом сила абстракции: нам неважно, как функция работает внутри.

Целиком весь проект можно посмотреть по этой ссылке . В нем могут быть небольшие доработки, но суть сохранена.

Получите профессию «Фронтенд-разработчик» с нуля за 10 месяцев! Погружение в практику с первого дня и обучение без дедлайнов. Вы получите готовое портфолио на GitHub к концу обучения, поддержку наставников на протяжении всего курса и помощь в трудоустройстве.

Архитектура приложений

Эффективная, ориентированная на качество веб-архитектура стала де-факто хорошим продуктом и действительно играет важную роль в потоке данных и информации для достижения желаемых бизнес-целей. Архитектура приложений функционирует как план потока данных и информации, который может эффективно решать бизнес-задачи. Продуманные функции и интуитивно понятный интерфейс обеспечивает удобство работы пользователей. Вероятность сбоя приложения при грамотной работе разработчиков тоже снижается, что помогает избежать простоев и негативных отзывов клиентов.

Для любого бизнеса важно не платить бешеные деньги за разработку приложения и в то же время получить качественный продукт. Для этого HR, отвечающему за найм сотрудника, требуется знать, что такое хорошая архитектура, рассчитана ли она на будущее и может ли она масштабироваться и получить поддержку рынка? А как определить, какие компоненты и функции важны для добавления в веб-приложение, чтобы дать правильное тестовое задание кандидату?

В этой статье мы расскажем о хорошей архитектуре веб-приложений, ее компонентах и ​​модулях.

Что такое архитектура веб-приложений?

Архитектура веб-приложений — это план одновременных взаимодействий между компонентами, базами данных, промежуточными системами, пользовательскими интерфейсами и серверами в приложении. Его также можно описать как макет, который логически определяет соединение между сервером и клиентской частью для лучшего взаимодействия с Интернетом.

Почему важна архитектура веб-приложений?

Тенденции рынка постоянно меняются, ожидания пользователей продолжают расти, а бизнес, по крайней мере, перспективный, должен соответствовать. Любому веб-приложению нужна архитектура, чтобы заложить прочную основу. Иначе ваше бизнес-приложение будет погружаться в большой комок грязи, анти-паттерн архитектуры — здесь можно провести аналогию с плохо установленными сваями при строительстве дома. Особенно это критично, если вы планировали строить небоскреб.

Хорошо продуманная архитектура веб-приложения может справляться с различными нагрузками и умело адаптироваться к изменяющимся бизнес-требованиям, обеспечивая быстрое взаимодействие с клиентами. Это, разумеется, повышает производительность приложения и прибыль.

А как же безопасность, спросите вы? Ну, веб-архитектура делит приложение на несколько блоков, которые защищены отдельно, чтобы свести к минимуму угрозы безопасности, включая угрозу фишинга. Кроме того, приложения с перспективной архитектурой дают возможность добавлять новые функции и поддерживать высокую скорость работы приложения даже при наплыве пользователей.

Как работает архитектура веб-приложений?

Все приложения состоят из двух основных компонентов:

• Сторона клиента, обычно называемая: интерфейс, где код написан на HTML, CSS, JavaScript и хранится в браузере. Именно здесь происходит взаимодействие с пользователем.
• Серверная часть, также известная как бэкэнд, управляет бизнес-логикой и отвечает на HTTP-запросы. Серверный код написан на Java, PHP, Ruby, Python и т. д.

Помимо этого, есть дополнительный компонент — сервер базы данных, который отправляет запрошенные данные на сторону сервера.

Давайте разберемся, как функционирует архитектура:

Вы вводите URL-адрес, например, «heaad.ru» в браузере и нажимаете Enter. Браузер отправит запрос на сервер доменных имен, который распознает IP-адрес и далее отправит ваш запрос на сервер, на котором находится Heaad. Затем сервер перехватывает запрос, отправляет его в хранилище данных, чтобы определить местонахождение страницы, и запрашивает данные для отображения в браузере. И вот страница отображается на вашем экране.

Уровни архитектуры веб-приложений

Современные веб-приложения имеют многоуровневую архитектуру, состоящую из уровней представления, бизнеса, сохранения и базы данных. Небольшие приложения имеют три уровня, где в некоторых случаях бизнес-уровни и уровни сохраняемости действуют вместе, а сложные приложения имеют пять или шесть уровней.

1. Уровень представления, построенный с помощью HTML, CSS, JavaScript и их фреймворков, обеспечивает связь между интерфейсом и браузером для облегчения взаимодействия с пользователем.
2. Бизнес-уровень определяет бизнес-логику и правила. Он обрабатывает запросы браузера, выполняет бизнес-логику, связанную с запросами, а затем отправляет их на уровень представления.
3. Уровень сохраняемости отвечает за доступ к данным. Он тесно связан с бизнес-уровнем и имеет сервер базы данных, который извлекает данные с соответствующих серверов.
4. Уровень базы данных или уровень службы данных содержит все данные и обеспечивает безопасность данных, отделяя бизнес-логику от клиентской стороны.

Каждый из этих слоев работает независимо от другого. Компоненты одного слоя закрыты и имеют дело с логикой связанного слоя. Например, компоненты, находящиеся на уровне представления, имеют дело с логикой представления, а компоненты бизнес-уровня — с бизнес-логикой. Такая схема работы снижает потенциальную нагрузку, когда в веб-приложении требуются изменения. Поэтому изменения могут быть внесены в один слой, не затрагивая компоненты других слоев.

Компоненты веб-приложений

Компоненты веб-приложений можно разделить на две части:

Компоненты пользовательского интерфейса являются частью визуального интерфейса веб-приложения и не взаимодействуют с архитектурой. Они ограничены отображением веб-страницы и состоят из журналов действий, настроек конфигурации, информационных панелей, статистики, виджетов, уведомлений. Такие компоненты требуются, чтобы клиенту было удобнее использовать приложение.

Структурные веб-компоненты состоят из клиентских и серверных компонентов. Клиентские компоненты существуют в браузере пользователя и взаимодействуют с функциональностью веб-приложений. Для создания этих компонентов обычно используются HTML, CSS и JavaScript. Еще серверные компоненты делятся на сервер веб-приложений, который обрабатывает бизнес-логику, и сервер базы данных, на котором хранятся данные. PHP, JAVA, Python, Node.js, .NET и Ruby on Rails — это некоторые фреймворки, которые используют для создания серверных компонентов.

Модели веб-приложений

Существует несколько моделей, используемых для создания этих вышеупомянутых компонентов. Рассмотрим все доступные варианты.

• Один веб-сервер, одна модель базы данных.

Такая модель несколько устарела: у нее есть только один сервер и одна база данных для обработки всех запросов. Это означает, что если сервер выйдет из строя, ваше приложение тоже. Тем не менее, модель обычно используется для тестовых практик и подойдет вам, если ваш бизнес — стартап с бюджетными ограничениями.

• Несколько веб-серверов, одна модель базы данных

Такой способ логики работы приложения снижает риск сбоя данных, поскольку резервный сервер всегда доступен, если один из серверов выйдет из строя. Тем не менее, вероятность сбоя веб-сайта все еще может существовать из-за наличия только одной базы данных.

• Несколько веб-серверов и несколько баз данных

Эта модель снижает риск падения производительности приложения, поскольку всегда есть два варианта хранения базы данных. Можно либо хранить одинаковые данные во всех базах данных, либо равномерно распределять их по серверам.

Типы архитектуры веб-приложений

При выборе архитектуры стоит учитывать такие факторы, как логика приложения, функции, функциональные возможности, бизнес-требования и т. д. Правильная архитектура определяет цель вашего продукта в целом. Веб-приложения в целом делятся на четыре типа:

• Архитектура одностраничных приложений

SPA (одностраничное приложение) было введено для преодоления традиционных ограничений и достижения плавной работы приложения, интуитивно понятного и интерактивного взаимодействия с пользователем. Вместо загрузки новой страницы SPA загружают одну веб-страницу и перезагружают запрошенные данные на той же странице с динамически обновляемым содержимым. Остальная часть веб-страницы остается нетронутой. SPA разрабатываются на стороне клиента с использованием фреймворков JavaScript, так как вся логика всегда переносится на фронтенд.

• Микросервисная архитектура

Микросервисная архитектура стала лучшей альтернативой сервис-ориентированной архитектуре (SOA) и монолитной архитектуре. Службы слабо связаны друг с другом, чтобы их можно было разрабатывать, тестировать, поддерживать и развертывать независимо друг от друга. Такие службы также могут взаимодействовать с другими службами через API для решения сложных бизнес-задач.

Развертывание веб-приложений с использованием монолитной архитектуры — сложная задача из-за тесно связанных компонентов. Микросервисы решили эту проблему, разделив приложение на несколько отдельных компонентов службы. Это упрощает связь между сервисными компонентами и устраняет необходимость в оркестровке сервисов. Некоторые технологические гиганты, пользующиеся популярностью благодаря использованию микросервисов, — это Amazon, Netflix, SoundCloud, Comcast и eBay.

• Бессерверная архитектура

Это архитектура, в которой код запускают поставщики облачных услуг — нет необходимости развертывать их вручную на вашем сервере. Бессерверная архитектура — это шаблон проектирования, при котором приложения создаются и запускаются без какого-либо ручного вмешательства на серверах, которыми управляют сторонние поставщики облачных услуг, например, Amazon и Microsoft. Это позволяет вам больше сосредоточиться на качестве и сложности продукта, чтобы сделать его масштабируемым и надежным. В широком смысле он подразделяется на два типа: Backend-as-a-Service (BaaS) и Function-as-a-Service (FaaS).

BaaS позволяет разработчикам сосредоточиться на задачах разработки интерфейса, исключая операции, выполняемые на сервере. Например, AWS Amplify является популярным продуктом BaaS. С другой стороны, FaaS — это модель, управляемая событиями, которая позволяет разработчикам разбивать приложения на небольшие функции, чтобы сосредоточиться на коде и триггерах событий. Остальное будут обрабатывать поставщики услуг FaaS, например, AWS Lambda и Microsoft Azure.

• Прогрессивные веб-приложения

В 2015 году компания Google представила Progressive Web Apps (PWA) для разработки приложений, предлагающих богатый и нативный функционал с расширенными возможностями, надежностью и простотой установки. Приложения PWA совместимы с любым браузером и могут работать на любом устройстве. Вы можете легко настроить функцию приложения для планшета и рабочего стола.

Эти приложения можно легко обнаружить и поделиться ими через URL-адрес, а не через магазин приложений. Установка этих приложений также не требует усилий и может быть быстро добавлена ​​на главный экран устройства. Такие приложения эффективно работают при плохом подключении к Интернету, а также в автономном режиме. Uber, Aliexpress, Alibaba, Pinterest и Starbucks разрабатывают свои продукты в форме PWA.

Рекомендации и инструменты по архитектуре веб-приложений

Проектирование архитектуры — это только первый шаг, но успех вашего веб-приложения во многом зависит от выбранных вами архитектурных шаблонов. Имейте в виду, что копирование стратегий популярных веб-приложений может принести больше вреда, чем пользы, поскольку часто они не соответствуют вашим бизнес-требованиям. Чтобы избежать этого, следуйте нашей инструкции. Убедитесь, что в архитектуре вашего веб-приложения есть:

• Гибкость и эффективность системы
• Повторное использование компонентов
• Продуманная структура кода
• Высокая масштабируемость
• Стабильность и надежность
• Простое обнаружение ошибок с помощью A/B-тестирования
• Использование стандартов безопасности
• Разделы для сбора отзывов пользователей

А вот список инструментов и опций, которые помогут обеспечить хорошую работу веб-приложений:

• Инструменты IDE: Webstorm, Github Atom, NetBeans, AWS Cloud9 — это несколько IDE для повышения производительности.
• Инструменты UX Builder: Invision, Figma, Sketch и т. д. сегодня широко используются для проектирования и улучшения взаимодействия с пользователем.
• Инструменты интеграции: MuliSoft, Cleo, JitterBit, Automate.io обеспечивают удобный, привлекательный и унифицированный опыт.
• Фреймворки и библиотеки: React, Angular, Python, Veu, Express, Django и т. д. — самые популярные фреймворки для создания качественных конечных продуктов.

Успех современного веб-приложения всегда тесно связан с его архитектурой. Идти в ногу со временем — сложная задача, и небольшая ошибка может стоить вам жизни вашего продукта. Для разработки современной архитектуры веб-приложений требуется профессиональный и квалифицированный архитектор, который понимает ограничения и проблемы, связанные с этим.

Затрудняетесь в поиске хорошего специалиста?

Найдите его у нас — обратитесь в HEAAD, и мы подберем лучших.

Что такое архитектура приложения

Архитектура приложения — это структурный и концептуальный фреймворк, определяющий организацию и взаимодействие компонентов программного приложения. Она описывает, как различные части приложения взаимодействуют между собой, как данные передаются и обрабатываются, а также определяет принципы, которыми руководствуется разработка приложения.

Цель архитектуры приложения — обеспечить высокую производительность, расширяемость, удобство сопровождения и управляемость кода. Хорошо спроектированная архитектура облегчает разработку новых функций, позволяет эффективно вносить изменения и минимизирует возможные негативные последствия при их внесении.

Принципы хорошей архитектуры приложения

Основные принципы архитектуры приложения включают:

1. Разделение ответственности (Separation of Concerns): Каждый компонент приложения должен заниматься определенной задачей и иметь четко определенные обязанности. Это способствует легкости сопровождения и повторному использованию кода.
2. Модульность (Modularity): Приложение разбивается на небольшие, автономные модули, которые могут быть разрабатываемыми и тестируемыми независимо от других.
3. Использование шаблонов (Design Patterns): Архитектурные шаблоны представляют собой стандартные решения для типичных проблем проектирования, которые помогают сделать приложение более структурированным и эффективным.
4. Инкапсуляция (Encapsulation): Скрытие деталей реализации за интерфейсами, чтобы упростить взаимодействие с компонентами приложения и избежать нежелательного взаимодействия между ними.
5. Расширяемость (Extensibility): Архитектура должна быть гибкой, чтобы легко добавлять новые функции или изменять существующие без необходимости переписывать значительные части кода.
6. Использование слоев (Layering): Разделение приложения на различные уровни (например, представление, бизнес-логика, хранилище данных) помогает упорядочить его и улучшить повторное использование кода.

При разработке приложения архитектурный подход является критически важным, так как плохо спроектированная архитектура может привести к проблемам с производительностью, сложной поддержке, высоким затратам на разработку и трудностям внесения изменений в будущем. Хорошая архитектура позволяет строить надежные, масштабируемые и гибкие приложения.

Как правильно выбрать архитектуру приложения

Выбор правильной архитектуры для приложения — это критически важный этап разработки, который может существенно повлиять на успех проекта. Вот несколько шагов, которые помогут вам принять обдуманные решения при выборе архитектуры:

1. Четкое определение требований: Начните с полного понимания требований к вашему приложению. Выясните, какие функции должны быть реализованы, какие ограничения на производительность и масштабирование, а также какие платформы и технологии вы собираетесь использовать. Это поможет уточнить основные характеристики, которыми должна обладать ваша архитектура.
2. Исследование архитектурных подходов: Ознакомьтесь с различными архитектурными подходами, такими как клиент-серверная архитектура, микросервисы, одноуровневая или многоуровневая архитектура и т.д. Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки, поэтому важно понять, какой из них наилучшим образом соответствует вашим требованиям.
3. Рассмотрение масштабируемости: Подумайте о будущем росте вашего приложения. Выберите архитектуру, которая обеспечит масштабируемость и позволит легко добавлять новые функции или изменять существующие без существенных переработок.
4. Разделение ответственности: Убедитесь, что выбранная архитектура хорошо разделяет функциональность приложения между различными компонентами. Это сделает код более читаемым, легким для сопровождения и уменьшит вероятность возникновения ошибок.
5. Рассмотрение опыта команды: Учитывайте опыт и знания вашей команды разработчиков. Если у вас есть специалисты в конкретных архитектурных подходах, то выбор такой архитектуры может быть более разумным.
6. Использование хорошо описанных паттернов: Воспользуйтесь шаблонами проектирования (например, MVC, MVVM, Dependency Injection и другими), которые помогут упростить проектирование и разработку.
7. Прототипирование: Создайте прототип приложения, чтобы проверить выбранную архитектуру на практике. Это поможет идентифицировать потенциальные проблемы и определить, насколько хорошо она соответствует вашим требованиям.
8. Контрольные вопросы и анализ: Задайте себе контрольные вопросы, чтобы убедиться, что выбранная архитектура отвечает вашим потребностям. Например, как легко будет масштабировать приложение? Как она обрабатывает ситуации с отказоустойчивостью и безопасностью данных? Каковы затраты на разработку и сопровождение?
9. Сравнение с другими проектами: Посмотрите на успешные приложения, которые выполняют сходные задачи, и узнайте, какие архитектурные подходы были использованы в этих проектах.
10. Взгляд в будущее: Помните, что архитектура не является статической и может изменяться в процессе разработки приложения. Оставьте некоторую гибкость для адаптации и усовершенствования вашей архитектуры в будущем.

Итак, чтобы выбрать правильную архитектуру для вашего приложения, необходимо тщательно изучить требования и цели проекта, рассмотреть различные варианты, а также учесть опыт и знания команды разработчиков.

Виды архитектур

Существует несколько видов архитектуры, каждый из которых представляет собой определенный подход к организации и структуре программных систем. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных видов архитектуры:

1. Клиент-серверная архитектура: Это распространенный подход, при котором приложение разделяется на две основные части — клиентскую (которая обрабатывает пользовательский интерфейс) и серверную (которая управляет бизнес-логикой и хранит данные). Клиенты и серверы взаимодействуют по сети через определенные протоколы.
2. Монолитная архитектура: Это традиционный подход, при котором все компоненты приложения развернуты в одной единственной программе. Весь код находится вместе, и все компоненты взаимодействуют напрямую друг с другом. Такой подход может быть простым в начале разработки, но с течением времени и ростом приложения, монолитная архитектура может стать менее подходящей из-за сложности сопровождения и масштабирования.
3. Микросервисная архитектура: В этом подходе приложение разделяется на маленькие, автономные и независимые сервисы, которые взаимодействуют между собой посредством сетевых вызовов. Каждый сервис выполняет определенные функции и может быть разработан, развернут и масштабирован отдельно от других сервисов.
4. Одноуровневая архитектура (Single-tier): В этом виде архитектуры пользовательский интерфейс, бизнес-логика и хранение данных объединены в одной программе. Такой подход обычно используется для небольших приложений или прототипов.
5. Многоуровневая архитектура (Multi-tier): Этот подход разделяет приложение на несколько слоев, обычно три основных слоя: представление (пользовательский интерфейс), бизнес-логика и хранение данных. Каждый слой выполняет определенные функции и взаимодействует с другими слоями через строго определенные интерфейсы.
6. Событийно-ориентированная архитектура: В этом виде архитектуры компоненты приложения обмениваются сообщениями (событиями) для уведомления друг друга о происходящих событиях. Это позволяет создавать распределенные и гибкие системы.
7. Слоистая архитектура (Layered Architecture): Этот подход разделяет приложение на горизонтальные слои, где каждый слой выполняет определенные функции. Например, пользовательский интерфейс, бизнес-логика и слой доступа к данным.

Каждый из этих видов архитектуры имеет свои преимущества и недостатки, и правильный выбор зависит от требований проекта, целей разработки и ограничений. Часто разработчики могут комбинировать различные архитектурные подходы, чтобы создать оптимальное решение для своего приложения.

Что такое чистая архитектура

Чистая архитектура — это подход к разработке программного приложения, который направлен на максимальное разделение различных компонентов, чтобы они были независимы друг от друга. Это делается с целью упростить разработку, сопровождение и изменение приложения в будущем.

Допустим, что ваше приложение состоит из нескольких слоев: пользовательский интерфейс (UI), бизнес-логика и база данных. В чистой архитектуре каждый из этих слоев имеет строго определенные обязанности и явно определенные интерфейсы для взаимодействия с другими слоями.

Например, бизнес-логика не должна напрямую зависеть от деталей реализации базы данных или UI. Это позволяет легко изменять или заменять один слой, не затрагивая остальные. Также это упрощает тестирование, так как вы можете сосредоточиться на проверке каждого слоя по отдельности.

Когда архитектура приложения «чистая», она становится более гибкой, масштабируемой и понятной. Это помогает улучшить качество кода и снизить возможность возникновения ошибок при разработке и изменениях. В итоге, чистая архитектура облегчает процесс разработки и поддержки приложения, делая его более стабильным и эффективным.

Самые распространенные ошибки при создании архитектуры приложения

При создании архитектуры программного приложения могут возникать различные ошибки, которые могут повлиять на производительность, сопровождаемость и расширяемость приложения. Вот некоторые из наиболее распространенных ошибок, которые стоит избегать:

• Неправильное определение требований: Недостаточное понимание требований приложения или неверная интерпретация их может привести к несоответствующей архитектуре, которая не будет удовлетворять потребностям пользователей.
• Монолитная архитектура без планирования на будущее: Создание монолитной архитектуры без учета возможного будущего масштабирования и изменения требований может привести к сложностям внесения изменений и масштабированию приложения.
• Излишнее усложнение: Использование избыточно сложной архитектуры для простых проектов может усложнить разработку и увеличить время разработки без значительных выгод.
• Недостаточное разделение ответственности: Отсутствие четкого разделения обязанностей между компонентами может привести к путанице, увеличенной связности и затруднить повторное использование кода.
• Неправильный выбор технологий: Выбор неподходящих технологий или инструментов может привести к проблемам с производительностью, безопасностью или расширяемостью приложения.
• Избыточная связность: Сильная связность между компонентами может сделать приложение менее гибким и затруднить его сопровождение и тестирование.
• Игнорирование тестирования: Не учитывать проектирование приложения с учетом тестирования может затруднить разработку и обнаружение ошибок.
• Нарушение архитектурных принципов: Игнорирование принципов, таких как «разделение ответственности» или «единство ответственности» может привести к неустойчивой архитектуре.
• Недостаточное документирование: Недостаточное или отсутствие документации об архитектуре может привести к проблемам при передаче проекта другим разработчикам или в процессе его сопровождения.
• Отсутствие анализа рисков: Не проводить анализ возможных рисков при разработке архитектуры может привести к неожиданным проблемам и затруднениям в дальнейшем.

Избегание этих распространенных ошибок поможет создать более стабильную, гибкую и легко сопровождаемую архитектуру для вашего приложения.

Пример архитектуры на Swift

Для примера архитектуры на Swift рассмотрим архитектуру MVVM (Model-View-ViewModel), которая является популярным подходом при разработке iOS-приложений с использованием Swift. MVVM обеспечивает четкое разделение между бизнес-логикой (ViewModel), пользовательским интерфейсом (View) и данными (Model).

• Model (Модель): Представляет данные, используемые в приложении. Это может быть структура Swift, класс, сетевой запрос или любой другой источник данных.

struct User

• View (Представление): Отвечает за отображение данных и обработку пользовательских действий. В данном примере используется UIKit.

import UIKit class UserProfileViewController: UIViewController < @IBOutlet weak var nameLabel: UILabel! @IBOutlet weak var emailLabel: UILabel! var viewModel: UserProfileViewModel! override func viewDidLoad() < super.viewDidLoad() bindViewModel() >private func bindViewModel() < viewModel.userName.bind < [weak self] name in self?.nameLabel.text = name >viewModel.userEmail.bind < [weak self] email in self?.emailLabel.text = email >> @IBAction func updateButtonTapped(_ sender: UIButton) < viewModel.updateUser() >>

• ViewModel (Модель представления): Содержит бизнес-логику и осуществляет связь между моделью и представлением.

import Foundation class UserProfileViewModel < var userName: Observable= Observable("") var userEmail: Observable = Observable("") private var user: User init(user: User) < self.user = user updateView() >func updateUser() < // Здесь можно добавить логику для обновления данных пользователя (например, сетевой запрос). user.name = "Новое имя" user.email = "new@example.com" updateView() >private func updateView() < userName.value = user.name userEmail.value = user.email >>

Обратите внимание, что в этом примере мы используем паттерн Observable для обновления пользовательского интерфейса при изменении данных в ViewModel.

Это пример простой архитектуры MVVM на Swift, который демонстрирует разделение бизнес-логики, данных и представления в приложении. MVVM помогает создавать хорошо структурированные и тестируемые приложения, упрощает внесение изменений и повторное использование кода.

Что еще почитать про архитектуру приложений

• Модуляризация мобильных приложений в масштабе
• Как создавать архитектуру Android-приложений: глубокое погружение в принципы
• Awesome Software and Architectural Design Patterns: лучшие шаблоны проектирования
• Podlodka #297: функциональная архитектура
• Отсутствие архитектуры лучше, чем плохая архитектура
• Архитектура VIPER: простыми словами

Архитектура приложений: определение, описание и руководство

Есть несколько архитектурных стратегий по разработк е приложения, которые пользуются популярностью. На них мы остановимся немного подробнее.

Многослойная архитектура

• слой представления — отвечает за интерфейс пользователя;
• слой бизнес-логики — отвечает за функционал и логику приложения и не отвечает за интерфейс;
• слой передачи данных — отвечает за работу с базами данных и обработку информации.

• простой в реализации;
• абстрактной;
• защищенной за счет изолированности каждого слоя;
• легко управляемой и масштабируемой.

Многоуровневая архитектура приложений

• одноуровневая,
• двухуровневая,
• трехуровневая.

• клиент — отвечает за обработку интерфейса, логики приложения и передачу информации;
• сервер — отвечает за работу хранилищ и баз данных, а также за обработку информации.

• клиент,
• сервер для обработки,
• базы данных для хранения.

Микросервисная архитектура приложений

• изолированность каждого отдельного компонента;
• сбой одного компонента не затрагивает работоспособность всего приложения;
• удобно масштабировать и внедрять обновления;
• и др.

Заключение

Архитектура приложений — это далеко не однозначный вопрос. При разработке приложения существует очень много факторов , влияющих на выбор архитектуры. Поэтому многие доступные виды « родились » совсем недавн о б лагодаря трудам неравнодушных разработчиков. Если ваша цель — разработать собственную архитектуру приложений, тогда вам обязательно нужно прочитать книгу « Руководство Microsoft по проектированию архитектуры приложений » .

Мы будем очень благодарны

если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.