软件架构模式揭秘......小白也能懂的架构

#java

在本文中，我将使用 Java 和 UML 对软件工程中常见的架构模式进行图文并茂的解释。Java 不仅是一门强大的编程语言，更是一种清晰表达软件设计理念的工具。UML 则让我能够以可视化的方式理解结构与交互。本博客面向所有想深入理解架构思想的开发者，不论你是否主攻 Java，都能从中获得清晰的认知。

为什么用 Java 和 UML？

在架构学习中，语言并不是核心，但选择 Java 作为表达工具有如下优点：

静态类型强、结构清晰，便于表达层次与依赖。
社区资料丰富、语法易于理解。
与 UML 结合后，能直接在代码中体现组件之间的关系。 > UML 则是一种轻量级的 UML 语言，能快速表达出类关系、组件依赖、时序交互等关键架构视角。

架构模式一览

分层架构（Layered Architecture）
管道-过滤器架构（Pipe and Filter）
事件驱动架构（Event-Driven Architecture）
微内核架构（Microkernel Architecture）
微服务架构（Microservices Architecture）
客户端-服务器架构（Client-Server Architecture）
模型-视图-控制器（MVC）

1. 分层架构（Layered Architecture）

适用场景

企业应用系统（如 OA、ERP）
关注清晰职责划分与高内聚低耦合

系统分为多个逻辑层次，每一层只和紧邻的一层进行通信。

public class LoginController {
    private AuthService authService = new AuthService();
    public boolean login(String username, String password) {
        return authService.authenticate(username, password);
    }
}

public class AuthService {
    private UserRepository repo = new UserRepository();
    public boolean authenticate(String username, String password) {
        return repo.findUser(username).passwordMatches(password);
    }
}

2. 管道-过滤器架构（Pipe and Filter）

适用场景

图像处理、编译器、日志系统

数据流从一个过滤器流向下一个，每个过滤器对数据进行转换。

public interface Filter<T> {
    T process(T input);
}

public class Tokenizer implements Filter<String> {
    public List<String> process(String input) {
        return Arrays.asList(input.split(" "));
    }
}

3. 事件驱动架构（Event-Driven Architecture）

适用场景

高并发系统（如电商、消息推送）
系统解耦需求强的场景

组件通过发布和订阅事件进行通信，事件总线（或消息代理）作为中介。

public class EventBus {
    private Map<String, List<Consumer<Event>>> listeners = new HashMap<>();

    public void subscribe(String type, Consumer<Event> listener) {
        listeners.computeIfAbsent(type, k -> new ArrayList<>()).add(listener);
    }

    public void publish(Event event) {
        listeners.getOrDefault(event.getType(), List.of()).forEach(l -> l.accept(event));
    }
}

4. 微内核架构（Microkernel Architecture）

适用场景

插件化系统（如 IDE、浏览器）
功能可扩展、核心稳定的产品 > 系统核心负责最小可运行单元，其它功能通过插件机制扩展。

public interface Plugin {
    void initialize();
}

public class CoreEngine {
    List<Plugin> plugins = new ArrayList<>();

    private void registerPlugin(Plugin plugin) {
        plugins.add(plugin);
        plugin.initialize();
    }
}

5. 微服务架构（Microservices Architecture）

适用场景

Web 应用、桌面应用 > 客户端负责用户交互，服务器负责业务处理与数据持久化。

@RestController
public class HelloController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello from Server";
    }
}

7. 模型-视图-控制器（MVC）

适用场景

Web 应用框架，如 Spring MVC

控制器负责业务流程，模型负责数据结构，视图负责展示逻辑。

@Controller
public class BlogController {
    @GetMapping("/blog")
    public String showBlog(Model model) {
        model.addAttribute("title", "技术小屋");
        return "blogView";
    }
}