Vicki Walker 2022-03-16
如果你从事软件架构设计，很可能会反复遇到相同的目标和问题。架构模式通过提供可复用的设计方案来应对这些常见场景，从而简化问题的解决过程。正如 Anand Butani 所解释的：
“架构模式捕捉了各类系统和软件元素的设计结构，以便重复使用。在编写软件代码的过程中，开发人员在项目内、公司内乃至整个职业生涯中都会多次遇到类似的问题。一种应对方式是创建设计模式，为工程师提供可复用的解决方案，使软件工程师能够在特定项目中以相同的结构实现一致的输出。”
在软件设计中使用架构模式有许多优势：它们能提升效率、生产力和开发速度，优化开发成本，改进规划能力，等等。
企业架构中有大量不同类型的设计模式可供选择。为了帮助你判断哪种模式最适合你的项目，我整理了 14 篇关于架构设计模式的文章，并对其进行了简要总结。如果你对其中某一种感兴趣，可以点击链接深入了解。
14 种软件架构模式
断路器模式（Circuit Breaker Pattern）
通过将流量重定向到其他服务，以最小化故障造成的影响。该模式有助于提高系统的容错能力，防止级联故障，但也需要复杂的测试以及像服务网格（Service Mesh）这样的基础设施管理技术。客户端-服务器模式（Client-Server Pattern）
这是一种由客户端（请求服务）和服务器（提供服务）组成的点对点架构。典型应用包括银行系统、文件共享、电子邮件和万维网。其优点是数据和网络外设集中管理，但服务器成本较高。命令查询职责分离模式（CQRS, Command Query Responsibility Segregation）
适用于数据库查询频率远高于数据变更的场景。它将读操作与写操作分离，以提升系统的稳定性、可扩展性和性能，但会引入更多数据库技术，可能增加成本。控制器-响应器模式（Controller-Responder Pattern）
将架构分为两个组件：控制器负责处理数据并分配工作负载，响应器从控制器复制数据并生成结果。优点是可以从响应器读取数据而不影响控制器中的数据；但如果控制器发生故障，可能导致数据丢失，需重启应用。事件溯源模式（Event Sourcing Pattern）
适用于使用实时数据的应用。它将连续的消息流发送至数据库、Web 服务器、日志或其他目标。该模式非常灵活，但要求高效可靠的网络基础设施以最小化延迟。分层模式（Layered Pattern）
适用于电子商务、桌面应用等包含多个按特定顺序执行子任务的系统。该模式便于快速开发应用，但缺点是一旦构建完成，后期很难拆分各层。微服务模式（Microservices Pattern）
通过组合多种设计模式，构建多个相互依赖的小型服务，共同组成一个大型应用。每个服务体积小，便于独立更新，但整体复杂性高，需要更强的架构专业能力才能确保系统正常运行。模型-视图-控制器模式（MVC, Model-View-Controller）
将应用划分为三个组件：模型（包含数据和核心功能）、视图（展示数据并与用户交互）、控制器（处理用户输入并在模型与视图之间协调）。该模式支持生成多种视图，但多层抽象增加了系统复杂性。发布-订阅模式（Pub-Sub Pattern）
将相关消息“发布”给已订阅特定主题的接收方。配置简单，但由于发布者与订阅者之间的交互是异步的，因此测试更具挑战性。Saga 模式（Saga Pattern）
用于包含多个步骤的事务处理，例如旅行预订服务。“Saga”包含完成事务所需的一系列步骤。该模式支持在松耦合、消息驱动的环境中执行事务（理想情况下不超过五个步骤），但编程量大且管理复杂。分片模式（Sharding Pattern）
通过对数据库中的数据进行分片，加速命令或查询操作。它确保存储资源在各实例间均衡分配，但需要经验丰富的数据库管理员才能有效管理分片。静态内容托管模式（Static Content Hosting Pattern）
用于优化网页加载速度。将静态内容（如作者简介、MP3 文件等不常变动的信息）与动态内容（如股票价格）分开存储。该模式在交付不常变化的内容和媒体时非常高效，但存在数据一致性问题和更高的存储成本。绞杀者模式（Strangler Pattern）
用于对现有系统进行渐进式改造。通过在旧系统前放置一个中介层，逐步替换原有功能，从而降低一次性大规模重构的风险。但需密切关注路由和网络管理，并制定回滚计划以防出错。限流模式（Throttling / Rate-Limiting Pattern）
控制数据流入目标的速度，常用于防止分布式拒绝服务（DDoS）攻击或管理云基础设施成本。要成功应用此模式，需具备良好的冗余机制，通常与断路器模式配合使用，以维持服务性能。
总结
下次当你开始新的软件架构设计时，不妨考虑使用上述（或更多）架构设计模式之一，以提升工作效率和系统质量。