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En la Cumbre Global de Arquitectura de Software discutimos mucho sobre los patrones de arquitectura de software y decidí escribir un artículo al respecto, destacando las ideas de los principales arquitectos de software. En primer lugar, ¿qué son los patrones de arquitectura de software? Los patrones arquitectónicos son formas de capturar estructuras de diseño probadas, para que puedan reutilizarse. Los arquitectos de software buscan formas de capturar y reutilizar el conocimiento arquitectónico que ha demostrado ser exitoso en el pasado. Más específicamente, un modelo arquitectónico es un paquete de decisiones de diseño que se encuentra repetidamente en la práctica, tiene propiedades bien definidas que pueden reutilizarse y describe una clase de arquitecturas. El desarrollo de una arquitectura puede verse como un proceso de selección, personalización y combinación de modelos. El arquitecto de software debe decidir cómo instanciar un modelo, cómo adaptarlo al contexto específico y a las limitaciones del problema. Y hablaremos de ello con más detalle más adelante. Mark Richards escribió un libro llamado «Patrones de arquitectura de software». Según él, hay 5 patrones principales de arquitectura de software: microkernel, microservicios, arquitectura en capas, basada en eventos y basada en el espacio. Por cierto, si desea conocer a Mark en persona, impartirá un taller práctico en la Cumbre Global de Arquitectura de Software en Barcelona, o puede asistir a su taller más extenso en la Academia Apium. 5 patrones principales de arquitectura de software1. Modelo de micronúcleo El modelo arquitectónico de micronúcleo también se denomina modelo arquitectónico de complemento. Generalmente se utiliza cuando los equipos de software crean sistemas con componentes intercambiables. Se aplica a sistemas de software que deben poder adaptarse a los requisitos cambiantes del sistema. Separe un núcleo funcional mínimo de la funcionalidad ampliada y las piezas específicas del cliente. También sirve como medio para conectar estas extensiones y coordinar su colaboración. El patrón de arquitectura microkernel es un patrón natural para implementar aplicaciones basadas en productos. Una aplicación basada en producto es una aplicación empaquetada y disponible para su descarga en versiones como un producto típico de terceros. Sin embargo, muchas empresas también desarrollan y lanzan sus propias aplicaciones empresariales internas como productos de software, con versiones, notas de la versión y funciones conectables. El patrón de arquitectura de microkernel le permite agregar funcionalidad de aplicación adicional como complementos a la aplicación principal, proporcionando extensibilidad así como separación y aislamiento de funcionalidad. El modelo de arquitectura de microkernel consta de dos tipos de componentes de arquitectura: un sistema central y módulos complementarios. La lógica de la aplicación se divide entre módulos de complemento independientes y el sistema central subyacente, lo que proporciona extensibilidad, flexibilidad y aislamiento de la funcionalidad de la aplicación y la lógica de procesamiento personalizada. Y el sistema central del modelo de arquitectura microkernel tradicionalmente contiene sólo la funcionalidad mínima requerida para que el sistema sea operativo. Quizás el mejor ejemplo de arquitectura microkernel sea el IDE de Eclipse. La descarga básica del producto Eclipse le proporciona poco más que un editor. Sin embargo, una vez que comienzas a agregar complementos, se convierte en un producto útil y altamente personalizable. Ventajas: Gran flexibilidad y extensibilidad Algunas implementaciones permiten agregar complementos mientras la aplicación se está ejecutando Buena portabilidad Facilidad de implementación Respuesta rápida a un entorno en constante cambio Los módulos complementarios se pueden probar de forma aislada y se pueden eliminar fácilmente del sistema main para demostrar o crear un prototipo de una característica particular con pocos o ningún cambio en el sistema principal. Alto rendimiento porque puede personalizar y optimizar aplicaciones para incluir sólo las funciones que necesita. Ideal para:Aplicaciones que toman datos de diferentes fuentes, los transforman y los escriben en diferentes destinosAplicaciones de flujo de trabajoAplicaciones de programación de tareas y procesos2. Modelo de microservicios Cuando escribe su aplicación como un conjunto de microservicios, efectivamente está escribiendo múltiples aplicaciones que funcionarán juntas. Cada microservicio tiene su propia responsabilidad distinta y los equipos pueden desarrollarlos independientemente de otros microservicios. La única dependencia entre ellos es la comunicación. Dado que los microservicios se comunican entre sí, deberá asegurarse de que los mensajes enviados entre ellos sigan siendo compatibles con versiones anteriores. Ventajas Puede escribir, mantener e implementar cada microservicio por separado. Fácil de escalar, ya que puede escalar solo los microservicios que necesitan escalar. Más fácil de reescribir partes de la aplicación porque son más pequeñas y están menos acopladas a otras partes. Los nuevos miembros del equipo deben volverse productivos rápidamente. debe ser fácil de entender y modificar Altamente mantenible y comprobable: permite un desarrollo e implementación rápidos y frecuentes Implementable de forma independiente: permite a un equipo implementar su servicio sin tener que coordinarse con otros equipos Ideal para: Sitios web con componentes pequeños Centros de datos comerciales con límites definidos Desarrollar rápidamente nuevos negocios y aplicaciones web Equipos de desarrollo dispersos, a menudo por todo el mundo3. Patrón de arquitectura en capas El patrón de arquitectura más común es el patrón de arquitectura en capas. Los patrones de arquitectura en capas son patrones de varios niveles en los que los componentes se organizan en niveles horizontales. Esta es la forma tradicional de diseñar la mayoría del software y pretende ser independiente. Esto significa que todos los componentes están interconectados pero no dependen unos de otros. Cada capa del modelo de arquitectura por niveles tiene una función y una responsabilidad específicas dentro de la aplicación. Por ejemplo, una capa de presentación sería responsable de administrar toda la interfaz de usuario y la lógica de comunicación del navegador, mientras que una capa empresarial sería responsable de ejecutar reglas comerciales específicas asociadas con la solicitud. Una de las características poderosas del modelo de arquitectura en capas es la separación de aspectos entre componentes. Los componentes dentro de una capa específica solo tratan con la lógica que pertenece a esa capa. Ventajas Alta capacidad de prueba, ya que los componentes pertenecen a capas específicas de la arquitectura; otras capas pueden burlarse o eliminarse, lo que hace que este modelo sea relativamente fácil de probar. Alta facilidad de desarrollo, ya que este modelo es bien conocido y no es demasiado complejo de implementar; además, la mayoría de las empresas desarrollan aplicaciones separando los conjuntos de habilidades por niveles, este modelo se convierte en una opción natural para la mayoría del desarrollo de aplicaciones empresariales. Mantenible Fácil de asignar «roles» separados Fácil de actualizar y mejorar capas por separado Ideal para: Aplicaciones estándar de línea de negocios que hacen más que solo operaciones CRUD Nuevas aplicaciones que deben crearse rápidamente Colaborar con desarrolladores inexpertos que aún no entienden otras arquitecturas Requisitos rigurosos de aplicación estándar para mantenibilidad y capacidad de prueba4. Modelo controlado por eventosEsta es la arquitectura asincrónica distribuida más común utilizada para desarrollar sistemas altamente escalables. La arquitectura consta de componentes de procesamiento de eventos de propósito único que escuchan los eventos y los procesan de forma asincrónica. La arquitectura basada en eventos crea una unidad central que acepta todos los datos y luego los delega en módulos separados que manejan el tipo particular. Ventajas Se adaptan fácilmente a entornos complejos, a menudo caóticos. Escalabilidad simple. Son fácilmente extensibles cuando aparecen nuevos tipos de eventos. Ideal para: Sistemas asíncronos con flujo de datos asíncrono. Interfaces de usuario5. Modelo basado en el espacioEl modelo de arquitectura basado en el espacio está diseñado específicamente para abordar y resolver problemas de escalabilidad y concurrencia. También es un patrón arquitectónico útil para aplicaciones que tienen volúmenes de usuarios simultáneos variables e impredecibles. Se logra una alta escalabilidad eliminando la restricción de la base de datos central y, en su lugar, utilizando cuadrículas de datos replicados en memoria. La arquitectura basada en el espacio está diseñada para evitar el colapso funcional bajo cargas elevadas al dividir tanto el procesamiento como el almacenamiento en múltiples servidores. Ventajas Responde rápidamente a un entorno en constante cambio. Si bien las arquitecturas basadas en el espacio no suelen estar desacopladas ni distribuidas, son dinámicas y las sofisticadas herramientas basadas en la nube le permiten «enviar» fácilmente aplicaciones a los servidores, simplificando la implementación. Se logra un alto rendimiento mediante el acceso a los datos en la memoria y los mecanismos de almacenamiento en caché encajan en este modelo. La alta escalabilidad proviene del hecho de que hay poca o ninguna dependencia de una base de datos centralizada, por lo que esencialmente se elimina este cuello de botella limitante de la ecuación de escalabilidad. Ideal para: Datos de gran volumen, como secuencias de clics y registros de usuarios. Datos de bajo valor que pueden perderse ocasionalmente sin mayores consecuencias. Redes sociales. Espero que este artículo te haya resultado útil. Si crees que hay otros modelos que deberían incluirse aquí, no dudes en sentirte libre. ¡Puedes compartirlos en la sección de comentarios a continuación! Y si tienes alguna duda envíanos un mensaje, estaremos encantados de ayudarte, ¡ya que esta es nuestra especialidad!
