Com a velocidade dos avanços tecnológicos e da transformação digital, os sistemas computacionais modernos se tornam cada vez maiores e mais complexos.
Para conseguir que estes sistemas seja robustos, flexíveis e adaptáveis, é essencial um planejamento adequado dos tipos de arquiteturas de software envolvidos no projeto.
Atualmente, existem diversos princípios e padrões que são utilizados nos sistemas e em geral os projetos não se limitam a um único estilo ou arquitetura. Em vez disso, são uma combinação de padrões que, juntos, formam o sistema completo.
Fatores críticos de desempenho do seu projeto estão totalmente alinhados a escolha dos padrões de acordo com as necessidades particulares do seu software.
Entenda nesse post quais os tipos de arquiteturas de software, e alguns exemplos de aplicações que são bem comuns no nosso dia-a-dia para decidir quais os padrões que atendem melhor as demandas do seu projeto.
O que é Arquitetura de Software?
Por ser uma área ainda em crescimento e relativamente jovem, não existe na literatura uma definição única para arquitetura de software. A discussão sobre essa definição é bem extensa com vários pontos de vista envolvidos. Particularmente gosto de usar a seguinte definição de arquitetura de software:
“A arquitetura de software define o que é o sistema em termos de componentes computacionais e, os relacionamentos entre estes componentes, os padrões que guiam a sua composição e restrições.
Além da escolha dos algoritmos e estruturas de dados, a arquitetura envolve: decisões sobre as estruturas que formarão o sistema, controle, protocolos de comunicação, sincronização e acesso a dados, atribuição de funcionalidade a elementos do sistema, distribuição física dos elementos, escalabilidade, desempenho, e outros atributos de qualidade.”
Sendo um conceito da Engenharia, podemos visualizar os tipos de arquiteturas de software como recursos que tem como função principal maximizar os ganhos de produtividade no desenvolvimento.
A partir dos objetivos de negócios e das necessidades específicas de entrega de cada sistema, a arquitetura possibilita formas produtivas de desenvolvimento, entrega, escala e operação de software.
Principais etapas do processo de arquitetura de software
- Definição do problema que o software deve resolver: o arquiteto precisa saber qual será o contexto do sistema para saber sua aplicação de uma perspectiva externa. Isso facilita a descrição da proposta de software e a identificação das interfaces.
- Identificação dos componentes: é preciso definir quais componentes farão parte do projeto de arquitetura de software.
- Descrição dos componentes e conectores: deve ser feita em uma configuração de execução.
Tipos de arquiteturas de software
O tipo ou padrão de arquitetura define as classes de elementos que podem aparecer em uma arquitetura e as regras que regem a interconexão entre estes elementos. Os padrões representam soluções já estudadas para determinados problemas.
Principais tipos de arquiteturas de software mais comuns
– Layers (camadas)
É um dos tipos mais utilizados onde cada uma das camadas tem funcionalidades específicas no software, o que traz mais flexibilidade para a aplicação.
Oferece maior facilidade de desenvolvimento e execução de testes, mas pode ter a escalabilidade comprometida principalmente a partir do momento em que o projeto começa a acumular uma quantidade elevada de camadas.
– Client-server (cliente-servidor)
Na arquitetura de software client-server o processamento da informação se divide em módulos e processos distintos, combinando dados do cliente e do servidor. Um dos módulos é responsável pela manutenção da informação e o outro pela obtenção de dados. Este tipo de arquitetura de software é bastante usado em aplicativos com rotinas de usuários como de bancos e e-mail.
– Model-view-controller (MVC)
O padrão MVC (Modelo, Visão e Controle) separa o projeto do software em três camadas independentes: o modelo (manipulação da lógica de dados), a visão (a interface do usuário) e o controlador (fluxo de aplicação). Esta separação facilita a manutenção do código, que pode ser reutilizado em outros projetos, proporcionando um modelo interativo para o sistema.
– Microservices (micros serviços)
O padrão se baseia em múltiplos serviços e componentes para desenvolver uma estrutura modular. É o modelo preferido dos desenvolvedores e arquitetos de software, por permitir escalabilidade e independência dos módulos, que podem usar diferentes linguagens. Além de ser um dos modelos favoritos do momento, os micros serviços também fica entre os destaques das tendências para a evolução da arquitetura de software.
– Pipes-and-filters (PF)
O padrão Pipe-and-filter é baseada em uma arquitetura linear, usa os componentes computacionais como filtros, que recebem uma entrada, transformam-na a partir de um ou mais algoritmos e geram uma saída para um canal de comunicação. Alguns exemplos deste tipo de arquitetura de software são o Sheel do Linux e os reprodutores de vídeo em diferentes formatos.
– Peer-to-Peer (P2P)
No Peer-to-Peer, todos os pares são clientes e servidores, ou seja, cada computador é um provedor de serviços independente de um servidor central. Se você já baixou algum arquivo via torrent, se deparou com este padrão arquitetural.
– Service-Oriented Architecture (SOA)
O SOA facilita a operação das grandes empresas, pois auxilia na criação do processo de encontrar, definir e gerenciar os serviços disponibilizados. O NuBank e a Amazon são exemplos de corporações que utilizam este modelo arquitetural.
– Publish-Subscribe (Pub/Sub)
Principal padrão arquitetural de redes sociais como Instagram e do Spotify, o modelo Publish-Subscribe conecta publicadores (publishers) e assinantes (subscribers). Os publishers enviam mensagens aos subscribers, que são notificados sempre que um novo conteúdo é disponibilizado.
Exemplos de aplicações comuns no dia-a-dia
As aplicações de arquiteturas estão fortemente presentes na nossa rotina, desde fazer compras online até mesmo nos momentos de descontração e lazer, veja agora exemplos de aplicações de arquitetura de software de sistemas que você provavelmente usou hoje mesmo.
Arquitetura de camadas em sistemas de e-commerce
Um exemplo bem prático e comum na rotina é o sistema de e-commerce. Onde a comunicação da plataforma é estruturada no software através de camadas.
Desde o clique de compra do cliente na sua loja, até a verificação da disponibilidade dos produtos no banco de dados que é relacionado ao estoque.
Arquitetura micros serviços da Netflix
Um dos maiores softwares de streaming do mundo utiliza a arquitetura de software de micros serviços que capacita todas as APIs necessárias para aplicativos e aplicativos da web.
Quando a solicitação chega ao ponto final, ela chama os outros micros serviços para obter os dados necessários e esses micros serviços também podem solicitar os dados para micros serviços diferentes. Depois disso, uma resposta completa para a solicitação da API é enviada de volta ao terminal.
Arquitetura orientada por serviços
É um dos tipos de arquiteturas de software utilizada por grandes instituições bancárias. Atualmente podemos ver o avanço dos bancos digitais, cada vez mais completos em termos de solução, entregando tudo através do digital de forma rápida e ágil.
Esse formato de arquitetura permite a escala no sentido de implementação e a entrega de soluções. Por esse motivo abrir o aplicativo do seu banco te dá a possibilidade de explorar um leque de serviços de A a Z.
O futuro da arquitetura de Software
No futuro da arquitetura de software estarão os padrões de computação em nuvem e inteligência artificial. Estas tendências têm caminhado bem próximas umas das outras, porque são uma evolução natural das arquiteturas de software, e parte da revolução digital.
A computação em nuvem é uma solução tecnológica com acesso remoto a diferentes conteúdos online. Isso significa que não é necessário mais um computador pessoal ou um servidor local para acessar informações. Em nosso dia a dia já usamos a computação em nuvem para editar documentos no Google Drive ou para escutar uma playlist no Spotify.
Só é preciso se atentar se o serviço que você desenvolverá precisará de uma nuvem pública (o cliente é responsável por subir as informações ao provedor), privada (modelo mais apropriado às empresas que oferecem domínio interno aos colaboradores) ou híbrida (combinação dos serviços citados anteriormente), porque cada uma tem um impacto diferente em uma organização, inclusive no custo e desempenho do serviço.
Qual a relação com o desenvolvimento low-code
Como já comentamos anteriormente, os tipos de arquiteturas de software tem como principal objetivo maximizar a produtividade no desenvolvimento de softwares que entregam soluções e resolvem os mais diversos problemas.
O que está bastante alinhado ao que o low-code consegue oferecer no que diz respeito a desenvolvimento de sistemas, estabelecendo uma relação bastante favorável para iniciar um projeto partindo dos tipos de arquiteturas de software aliado ao desenvolvimento low-code.
Os avanços tecnológicos e digitais exigem cada vez mais velocidade, flexibilidade, performance e desempenho, por isso o low-code é essencial em uma arquitetura de software.
Concluindo…
Ao iniciar um novo projeto é sempre difícil definir uma arquitetura. Existem muitos fatores a serem levados em consideração. Não existe uma resposta exata nem definitiva quando estamos definindo uma arquitetura. Todos os projetos são únicos, por tanto a escolha da arquitetura vai depender dos objetivos do sistema e do problema que precisa ser solucionado.
A escolha de uma arquitetura deve ser bem pensada e analisada. Sistemas mal estruturados podem gerar vários problemas de desempenho, escalabilidade e flexibilidade. Por tanto, uma definição adequada da arquitetura no início dos projetos, pode evitar retrabalhos e custos adicionais de tempo e dinheiro.
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