柚子快報(bào)邀請(qǐng)碼778899分享：5種常見(jiàn)的架構(gòu)風(fēng)格

http://yzkb.51969.com/

軟件體系結(jié)構(gòu)是具有一定形式的結(jié)構(gòu)化元素的集合（構(gòu)件的集合）。構(gòu)件分為三類(lèi)包括處理構(gòu)件（對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工）、數(shù)據(jù)構(gòu)件（被加工的信息）和連接構(gòu)件（連接體系結(jié)構(gòu)的不同部分）。當(dāng)然也可以說(shuō)是由構(gòu)件、連接件和約束條件組成。

軟件架構(gòu)風(fēng)格是指描述某一特定應(yīng)用領(lǐng)域中系統(tǒng)的組織方式的慣用模式。反應(yīng)了領(lǐng)域中眾多系統(tǒng)所共有的結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義特性，并指導(dǎo)如何將各個(gè)構(gòu)件有效的組織成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

主要存在5種架構(gòu)風(fēng)格：分別為：

5種常見(jiàn)架構(gòu)風(fēng)格和具體子類(lèi)

架構(gòu)風(fēng)格包含數(shù)據(jù)流風(fēng)格批處理序列、管道/過(guò)濾器調(diào)用/返回風(fēng)格面向?qū)ο箫L(fēng)格、主程序/子程序、層次結(jié)構(gòu)獨(dú)立構(gòu)件風(fēng)格進(jìn)程通信；事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（隱式調(diào)用）虛擬機(jī)風(fēng)格解釋器、基于規(guī)則的系統(tǒng)以數(shù)據(jù)為中心超文本系統(tǒng)、黑板系統(tǒng)

一、數(shù)據(jù)流風(fēng)格

數(shù)據(jù)流風(fēng)格的軟件架構(gòu)是一種最常見(jiàn)，結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的軟件架構(gòu)。這樣的架構(gòu)下，所有的數(shù)據(jù)按照流的形式在執(zhí)行過(guò)程中前進(jìn)，不存在結(jié)構(gòu)的反復(fù)和重構(gòu)，就像工廠中的汽車(chē)流水線一樣，數(shù)據(jù)就像汽車(chē)零部件一樣在流水線的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上被加工，最終輸出所需要的結(jié)果（一部完整的汽車(chē)）。在流動(dòng)過(guò)程中，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)序列間的數(shù)據(jù)處理組件進(jìn)行處理，然后將處理結(jié)果向后傳送，最后進(jìn)行輸出。

1、批處理序列

1）構(gòu)件為一系列固定的順序的計(jì)算單元，構(gòu)件之間只通過(guò)完整的數(shù)據(jù)傳遞交互；

2）每個(gè)處理步驟都是一個(gè)獨(dú)立的程序，每一步必須在前一步結(jié)束后才能開(kāi)始；

3）數(shù)據(jù)必須是完整的，以完整的方式傳遞

優(yōu)點(diǎn)：

高效性：批處理架構(gòu)可以處理大量的數(shù)據(jù)和任務(wù)，通過(guò)批量處理可以減少系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)和資源消耗，提高處理效率?？蓴U(kuò)展性：批處理架構(gòu)可以輕松地?cái)U(kuò)展到處理更多的數(shù)據(jù)和任務(wù)，適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的需求?？煽啃裕号幚砑軜?gòu)通常具有錯(cuò)誤處理和容錯(cuò)機(jī)制，可以處理異常情況并保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。自動(dòng)化：批處理架構(gòu)可以自動(dòng)執(zhí)行，減少人工干預(yù)和操作的需求，提高工作效率。

缺點(diǎn)：

延遲性：由于批處理需要等待一定的數(shù)量的任務(wù)或數(shù)據(jù)累計(jì)后才能執(zhí)行，因此可能會(huì)導(dǎo)致一定的延遲，不適用于實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)景。復(fù)雜性：批處理機(jī)構(gòu)通常涉及到大量的數(shù)據(jù)處理和任務(wù)調(diào)度，需要設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯和流程，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和維護(hù)成本?？梢?jiàn)性：由于批處理是一次性處理數(shù)據(jù)或任務(wù)，因此在處理過(guò)程中可能無(wú)法實(shí)時(shí)查看和監(jiān)控處理的進(jìn)度和狀態(tài)。難以調(diào)試：由于批處理通常是一次性執(zhí)行的，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤或者異常時(shí)，調(diào)試和定位問(wèn)題可能會(huì)比較困難，需要依賴(lài)日志和錯(cuò)誤報(bào)告來(lái)進(jìn)行排查。

2、管道/過(guò)濾器風(fēng)格

管道/過(guò)濾器風(fēng)格是將數(shù)據(jù)或者事件通過(guò)一系列的過(guò)濾器處理和轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)模式，它把系統(tǒng)分成連續(xù)的處理步驟，這些步驟通過(guò)數(shù)據(jù)流進(jìn)行連接，上一個(gè)步驟的輸出就是下一個(gè)步驟的輸入。這里的構(gòu)件主要是過(guò)濾器和管道。相較于批處理風(fēng)格，它處理的數(shù)據(jù)不是完整的數(shù)據(jù)，而是流數(shù)據(jù)。

優(yōu)點(diǎn)：

關(guān)注點(diǎn)分離：每個(gè)過(guò)濾器只關(guān)注特定的任務(wù)或者功能，使得系統(tǒng)的處理邏輯清晰和模塊化。不同的過(guò)濾器可以獨(dú)立開(kāi)發(fā)、測(cè)試和維護(hù)，提高了代碼的可讀性和可維護(hù)性可復(fù)用：每個(gè)過(guò)濾器都是獨(dú)立的單元，可以在不同的上下文中進(jìn)行復(fù)用，可以減少代碼冗余，提高代碼開(kāi)發(fā)效率支持并發(fā)：每個(gè)過(guò)濾器獨(dú)立運(yùn)行，不同子任務(wù)可以并行執(zhí)行靈活性：通過(guò)組合不同的過(guò)濾器，可以靈活處理流程和功能組合?？梢愿鶕?jù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整過(guò)濾器的順序或者添加刪除過(guò)濾器，以滿足不同的業(yè)務(wù)需求

缺點(diǎn)：

不適合用來(lái)設(shè)計(jì)交互式應(yīng)用系統(tǒng)復(fù)雜性增加性能開(kāi)銷(xiāo)大：經(jīng)過(guò)多個(gè)過(guò)濾器，每個(gè)過(guò)濾器都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，會(huì)造成性能損耗難以調(diào)試和測(cè)試：由于經(jīng)過(guò)多個(gè)過(guò)濾器，調(diào)試和測(cè)試將會(huì)變得比較困難

管道/過(guò)濾器更適合連續(xù)的數(shù)據(jù)流或者事件流，并且每次過(guò)濾器的處理都是相對(duì)獨(dú)立的情況。對(duì)于存在復(fù)雜的依賴(lài)關(guān)系或者需要全局狀態(tài)共享的系統(tǒng)，該風(fēng)格會(huì)變得復(fù)雜和難以維護(hù)

二、調(diào)用/返回風(fēng)格?

調(diào)用返回風(fēng)格顧名思義，就是指在系統(tǒng)中采用了調(diào)用與返回機(jī)制。利用調(diào)用/返回實(shí)際上是一種分而治之的策略，其主要思想是將一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)分解為一些子系統(tǒng)，以便降低復(fù)雜度，并且增加可修改性。程序從其執(zhí)行起點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行該構(gòu)件的代碼，程序執(zhí)行結(jié)束，將控制返回給程序調(diào)用構(gòu)件。

1、面向?qū)ο箫L(fēng)格

1）構(gòu)件是對(duì)象，對(duì)象是抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型的實(shí)例，系統(tǒng)被看做是對(duì)象的集合，每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)它自己的功能集合。

2）連接件是對(duì)象間的交互方式，對(duì)象之間通過(guò)函數(shù)調(diào)用和消息傳遞實(shí)現(xiàn)交互。

優(yōu)點(diǎn)：

易維護(hù)：才用面向?qū)ο笏枷朐O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，可讀性高，由于繼承的存在，即使改變需求，維護(hù)也只需要在局部模塊，成本交底高質(zhì)量：在設(shè)計(jì)時(shí)，可以重用現(xiàn)有、以前項(xiàng)目已經(jīng)測(cè)試過(guò)的類(lèi)是系統(tǒng)滿足業(yè)務(wù)需求，并且具有較高的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)封裝：在軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)物進(jìn)行抽象，封裝產(chǎn)生類(lèi)的屬性和方法易擴(kuò)展：由于繼承、封裝、多態(tài)的特性，自然設(shè)計(jì)出高內(nèi)聚，低耦合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)更靈活、更容易擴(kuò)展，成本較低

缺點(diǎn)：

增加了對(duì)象之間的依賴(lài)關(guān)系過(guò)度抽象：有時(shí)設(shè)計(jì)的類(lèi)過(guò)于抽象，不僅增加編程的難度，也使得程序的運(yùn)行效率降低

2、主程序/子程序風(fēng)格

即為面向過(guò)程的風(fēng)格，其中主程序負(fù)責(zé)控制整改程序的流程和邏輯，而子程序則負(fù)責(zé)執(zhí)行特定的任務(wù)和功能。

優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)清晰：主程序和子程序之間的分離使得代碼更容易理解和維護(hù)代碼重用：子程序可以在不同的地方被調(diào)用，提高了代碼的重用性控制能力強(qiáng)：主要表現(xiàn)在主程序?qū)ψ映绦蛴袕?qiáng)大的控制力，可以有效的管理并協(xié)調(diào)各個(gè)子程序只記得關(guān)系和執(zhí)行順序

缺點(diǎn)：

不易擴(kuò)展：當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)，管理和維護(hù)各個(gè)子程序之間的調(diào)用關(guān)系會(huì)變得更加困難，同時(shí)會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性程序的流程控制集中在主程序中，可能導(dǎo)致主程序變得龐大而復(fù)雜子程序之間的依賴(lài)關(guān)系可能導(dǎo)致代碼的耦合性增加，一處的修改可能會(huì)影響其他地方的修改

總之，主程序/子程序架構(gòu)風(fēng)格在一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)景中是有效的，但是在復(fù)雜的應(yīng)用中會(huì)導(dǎo)致代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性下降

3、層次結(jié)構(gòu)

1）構(gòu)件組成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)，連接件通過(guò)決定層間如何交互的協(xié)議來(lái)定義；

2）每一層為上層提供服務(wù)，使用下一層的服務(wù)，只能見(jiàn)到自己臨接的層；

3）各個(gè)層次的組件形成不同功能級(jí)別的虛擬機(jī)，多層相互協(xié)同工作，而且實(shí)現(xiàn)透明；

優(yōu)點(diǎn)：

通過(guò)層次結(jié)構(gòu)，可以將大的問(wèn)題分解為若干個(gè)漸進(jìn)的小問(wèn)題逐步解決，可以隱藏問(wèn)題的復(fù)雜度支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的逐級(jí)抽象，每一層的抽象級(jí)別不同，底層抽象級(jí)別高，頂層抽象級(jí)別低松耦合：每一層只能影響相鄰的兩層，允許每層使用不同的方法實(shí)現(xiàn)層的功能，支持復(fù)用可擴(kuò)展性好

缺點(diǎn)：

不能適用所有系統(tǒng)，不同層之間耦合度高的系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)正確層次劃分困難性能不佳：由于數(shù)據(jù)不能跨層傳輸，造成性能下降

三、獨(dú)立構(gòu)件風(fēng)格

獨(dú)立構(gòu)件風(fēng)格主要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中的每個(gè)構(gòu)件都是相對(duì)獨(dú)立的個(gè)體，它們之間不直接通信，以降低耦合度，提升靈活性。

1、進(jìn)程通信

構(gòu)件是獨(dú)立的進(jìn)程，連接件事消息的傳遞。構(gòu)件通常是命名的過(guò)程，消息傳遞的方式可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、異步或同步方式，以及遠(yuǎn)程調(diào)用等。

優(yōu)點(diǎn):

支持分散式計(jì)算健壯性：對(duì)任何給定節(jié)點(diǎn)的故障處理具有強(qiáng)大的健壯性可擴(kuò)展性：在資源和計(jì)算能力方面具有很高的可擴(kuò)展性

缺點(diǎn)：

服務(wù)質(zhì)量沒(méi)有保證，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)是自愿合作的安全是很難得到保證的性能取決于節(jié)點(diǎn)的數(shù)量

2、事件驅(qū)動(dòng)

是一種基于發(fā)布/訂閱模式的消息異步通信的架構(gòu)，構(gòu)件不直接調(diào)用過(guò)程，而是聲明事件。系統(tǒng)其他構(gòu)件的過(guò)程可以在這些事件中進(jìn)行注冊(cè)。當(dāng)事件被觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用這個(gè)事件在注冊(cè)的所有過(guò)程。因此，觸發(fā)一個(gè)事件會(huì)引起其他構(gòu)件的過(guò)程調(diào)用?？梢杂脕?lái)設(shè)計(jì)規(guī)模很大的應(yīng)用程序。

優(yōu)點(diǎn)：

容易實(shí)現(xiàn)并發(fā)處理和多任務(wù)松耦合易擴(kuò)展易維護(hù)，能夠簡(jiǎn)化代碼適合描寫(xiě)系統(tǒng)組

缺點(diǎn)：

構(gòu)件放棄了對(duì)系統(tǒng)計(jì)算的控制，當(dāng)一個(gè)構(gòu)件發(fā)布一個(gè)事件時(shí)，并不能確定另一個(gè)構(gòu)件會(huì)響應(yīng)，而且不能保證構(gòu)件被調(diào)用的順序各個(gè)對(duì)象的邏輯關(guān)系復(fù)雜

四、虛擬機(jī)風(fēng)格

虛擬機(jī)風(fēng)格的基本思想是人為構(gòu)建一個(gè)運(yùn)行環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境之上，可以解析與運(yùn)行自定義的一些語(yǔ)言，這樣來(lái)增加架構(gòu)的靈活性，適合特定的領(lǐng)域。

1、解釋器風(fēng)格

解釋器是解釋自定義的規(guī)則，通常包括一個(gè)完整的解釋工作的解釋引擎、一個(gè)包含被解釋的代碼的存儲(chǔ)區(qū)、一個(gè)記錄當(dāng)前工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)記錄源代碼被解釋執(zhí)行的進(jìn)度的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。適用于使用模式匹配系統(tǒng)與語(yǔ)言編輯器。

。

優(yōu)點(diǎn)：

提供程序的跨平臺(tái)的移植能力具有解釋器風(fēng)格的軟件中一般包含一個(gè)虛擬機(jī)，可以仿真硬件的執(zhí)行過(guò)程和一些關(guān)鍵的應(yīng)用，靈活應(yīng)對(duì)自定義場(chǎng)景

缺點(diǎn)：

由于使用了特定的語(yǔ)言和自定義的操作規(guī)則，因此增加了系統(tǒng)的運(yùn)行開(kāi)銷(xiāo)，執(zhí)行效率低只適合特定的領(lǐng)域

2、基于規(guī)則的系統(tǒng)：

基于規(guī)則的系統(tǒng)包括規(guī)則集、規(guī)則解釋器、規(guī)則/數(shù)據(jù)選擇器和工作內(nèi)存，一般用在人工智能領(lǐng)域和DSS中。

優(yōu)點(diǎn)：

容易被人類(lèi)理解容易修改和擴(kuò)展

缺點(diǎn)：

不靈活，不能適應(yīng)不斷變化的條件執(zhí)行速度慢，因?yàn)樽龀鰶Q定之前需要檢查所有的規(guī)則

五、以數(shù)據(jù)為中心

在這種風(fēng)格中，有兩種不同類(lèi)型的軟件元素：一種是中央數(shù)據(jù)單元，也成為資源庫(kù)，用于表示系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)；另一種是相互依賴(lài)的構(gòu)件組，這些構(gòu)件可以對(duì)中央數(shù)據(jù)單元實(shí)施操作。中央數(shù)據(jù)單元和構(gòu)件之間可以進(jìn)行信息交換，這是數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)

1、超文本系統(tǒng)

構(gòu)件以網(wǎng)狀鏈接方式相互連接，用戶可以在構(gòu)件之間進(jìn)行按照人類(lèi)的聯(lián)想思維方式任意跳轉(zhuǎn)到相關(guān)的構(gòu)件。超文本是一種非線性的網(wǎng)狀信息組織方法，它一節(jié)點(diǎn)為基本單位，鏈作為節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)想式關(guān)聯(lián)。超文本系統(tǒng)通常應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，現(xiàn)代集成編譯環(huán)境一般才有這種架構(gòu)風(fēng)格

2、黑板系統(tǒng)

包括知識(shí)源、黑板（中央數(shù)據(jù)單元）和控制單元三部分。知識(shí)源包括若干獨(dú)立計(jì)算的不同單元，提供解決問(wèn)題的知識(shí)。知識(shí)源響應(yīng)黑板的變化，也只修改黑板；黑板是一個(gè)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，包含問(wèn)題域解空間的全部狀態(tài)，是知識(shí)源相互作用的唯一媒介；知識(shí)源的響應(yīng)是通過(guò)黑板狀態(tài)的變化來(lái)控制的。黑板是數(shù)據(jù)共享體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)特例，用以解決狀態(tài)沖突并處理可能存在的不確定性知識(shí)源。黑板常用于信號(hào)處理，如語(yǔ)音和模式識(shí)別，同時(shí)在自然語(yǔ)言處理領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用，如機(jī)器翻譯和句法分析

優(yōu)點(diǎn)：

便于多客戶共享大量數(shù)據(jù)，而不必關(guān)心數(shù)據(jù)是何時(shí)產(chǎn)生的、由誰(shuí)提供的及通過(guò)何種途徑來(lái)提供便于將構(gòu)件作為知識(shí)源添加到系統(tǒng)中來(lái)

缺點(diǎn)：

對(duì)共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同知識(shí)源要達(dá)成一致需要同步機(jī)制和加鎖機(jī)制來(lái)保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性，增大了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度

以下是總結(jié)的軟考?？嫉募軜?gòu)的情況

柚子快報(bào)邀請(qǐng)碼778899分享：5種常見(jiàn)的架構(gòu)風(fēng)格

http://yzkb.51969.com/

文章鏈接