Роберт Мартин - Чистая архитектура. Искусство разработки программного обеспечения

Самыми надежными являются границы служб. Часто служба — это процесс, который запускается из командной строки или с помощью эквивалентного системного вызова. Службы не зависят от физического местоположения. Две взаимодействующие службы могут или не могут действовать на одном процессоре или группе процессоров в многопроцессорной системе. Службы предполагают, что все взаимодействия осуществляются по сети.

Взаимодействия через границы служб осуществляются очень медленно в сравнении с вызовами функций. Время между запросом и ответом может составлять от десятков миллисекунд до нескольких секунд. Взаимодействия следует ограничивать по мере возможностей. Взаимодействия на этом уровне должны учитывать возможность больших задержек.

В остальном к службам применяются те же правила, что и к локальным процессам. Низкоуровневые службы должны «подключаться» к высокоуровневым службам. Исходный код высокоуровневых служб не должен содержать никакой конкретной информации (например, URI) о низкоуровневых службах.

Большинство систем, кроме монолитных, используют несколько стратегий разграничения. Система, состоящая из служб, может также иметь несколько локальных процессов. В действительности служба часто является всего лишь фасадом для нескольких взаимодействующих локальных процессов. Служба или локальный процесс чаще имеют форму монолита, составленного из исходных кодов компонентов, или группы динамически подключаемых компонентов развертывания.

Это означает, что границы в системе часто будут представлены смесью локальных границ (недорогих в пересечении) и границ, страдающих задержками.

Программные системы — это заявления о направлении действий. Фактически любая компьютерная программа является таким заявлением. Компьютерная программа — это подробное описание политики преобразования входных данных в выходные.

В большинстве нетривиальных систем общую политику можно разбить на множество более мелких заявлений. Некоторые из этих заявлений могут описывать действие конкретных бизнес-правил. Другие могут определять оформление отчетов. А третьи — описывать порядок проверки входных данных.

Отчасти искусство создания программных архитектур заключается в отделении этих политик друг от друга и их перегруппировке с учетом способов их изменения. Политики, изменяющиеся по одинаковым причинам и в одно время, находятся на одном уровне и принадлежат одному компоненту. Политики, изменяющиеся по разным причинам или в разное время, находятся на разных уровнях и должны помещаться в разные компоненты.

Искусство создания программных архитектур нередко связано с организацией перегруппированных компонентов в ориентированный ациклический граф. Узлами такого графа являются компоненты, содержащие политики одного уровня. А ориентированными ребрами — зависимости между компонентами. Они соединяют компоненты, находящиеся на разных уровнях.

К ним относятся зависимости на уровне исходного кода или времени компиляции. В Java они выражаются инструкциями import. В C# — инструкциями using. В Ruby — инструкциями require. Все эти зависимости необходимы компилятору для выполнения своей работы.

В хорошей архитектуре направление этих зависимостей обусловлено уровнем компонентов, которые они соединяют. В любом случае низкоуровневые компоненты проектируются так, чтобы они зависели от высокоуровневых компонентов.

Термин «уровень» имеет строгое определение: «удаленность от ввода и вывода». Чем дальше политика от ввода и вывода, тем выше ее уровень. Политики, управляющие вводом и выводом, являются самыми низкоуровневыми в системе.

Диаграмма потоков данных на рис. 19.1 соответствует простой программе шифрования, которая читает символы из устройства ввода, преобразует их с использованием таблицы и записывает преобразованные символы в устройство вывода. Направления потоков данных показаны на диаграмме извилистыми сплошными стрелками. Правильно спроектированные зависимости в исходном коде показаны пунктирными стрелками.

Рис. 19.1.Простая программа шифрования

Компонент, выполняющий преобразование, — это самый высокоуровневый компонент в данной системе, потому что он дальше других находится от ввода и вывода [40] Меилир Пейдж-Джонс (Meilir Page-Jones) назвал этот компонент «центральным преобразованием» в своей книге The Practical Guide to Structured Systems Design , 2nd ed., Yourdon Press, 1988. .

Обратите внимание, что потоки данных и зависимости в исходном коде не всегда указывают в одном направлении. Это тоже один из элементов искусства создания программных архитектур. Мы должны отделить зависимости в исходном коде от потоков данных и связать с уровнем .

Мы легко могли бы создать неправильную архитектуру, реализовав программу так:

function encrypt() {

while(true)

writeChar(translate(readChar()));

}

Это неправильная архитектура, потому что высокоуровневая функция encrypt зависит от низкоуровневых функций readChar и writeChar.

Более удачная архитектура для этой системы изображена на рис. 19.2. Обратите внимание на пунктирную границу, окружающую класс Encrypt, и интерфейсы CharWriter и CharReader. Все зависимости, пересекающие границу, указывают внутрь. Этот модуль является элементом высшего уровня в системе.

Рис. 19.2.Диаграмма классов, демонстрирующая более удачную архитектуру для системы

На диаграмме также изображены классы ConsoleReader и ConsoleWriter. Они находятся на более низком уровне, потому что расположены ближе к вводу и выводу.

Обратите внимание, как эта структура отделяет высокоуровневую политику шифрования от низкоуровневых политик ввода/вывода. Это позволяет использовать политику шифрования в широком диапазоне контекстов. Когда в политиках ввода и вывода происходят изменения, они никак не затрагивают политику шифрования.

Помните, что политики группируются в компоненты по способам изменения. Политики, изменяющиеся по одним причинам и в одно время, объединяются в соответствии с принципами единственной ответственности (SRP) и согласованного изменения (CCP). Чем дальше политика от ввода и вывода, тем выше ее уровень и тем реже она изменяется и по более важным причинам. Чем ближе политика к вводу и выводу, тем ниже ее уровень и тем чаще она изменяется и по более неотложным, но менее важным причинам.