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Quais são os padrões de arquitetura de software?

Para o desenvolvedor, trabalhar com padrões de arquitetura de software no desenvolvimento de soluções e integração de sistemas pode parecer lógico, mas também pode ser confuso. Essa é uma maneira de reutilizar estratégias já testadas e bem sucedidas, aplicando propriedades bem definidas em um projeto.

O desenvolvedor, então, precisa tomar decisões de como instanciar um padrão e ajustá-lo a seus projetos, resolvendo os desafios propostos. Mas quais são os modelos existentes? E como escolher o melhor formato?

Em seu livro “Software Architecture Patterns”, o especialista Mark Richards define 5 padrões de arquitetura de software: microkernel, microsserviços, arquitetura em camadas, baseado em eventos e espacial. 

Neste artigo, vamos explicar cada um deles, suas vantagens e em que tipos de projetos de transformação digital podem ser aplicados. Veja a seguir!


1. Microkernel

O padrão de arquitetura microkernel é também chamado de micronúcleo, onde as funcionalidades são todas desenvolvidas fora do núcleo. Esse modelo traz componentes intercambiáveis, sendo aplicável a sistemas que podem ser adaptados às mudanças de requisitos.

Ele permite adicionar recursos adicionais no formato de plug-ins, proporcionando extensibilidade, isolamento de recursos e lógica de processamento customizada. Pode ser classificado por dois tipos de componentes: sistema principal (com funcionalidades mínimas) e módulos de plug-in.

Nesse sentido, o padrão de arquitetura microkernel funciona muito bem na implementação de aplicativos baseados em produtos, que são empacotados e disponibilizados para download por terceiros. Muitas empresas também utilizam para lançar versões em aplicativos de seus próprios produtos, com ferramentas inovadoras.

Funciona bem em aplicativos que pegam dados de diferentes fontes, transformam essas informações e as gravam em diferentes destinos. Além disso, é indicado para aplicativos de fluxo de trabalho e aplicativos de agendamento de tarefas.

Vantagens do modelo


  • Flexibilidade e extensibilidade;
  • Possibilidade de adicionar plug-ins em determinadas implementações enquanto o aplicativo está em execução;
  • Boa portabilidade;
  • Facilidade de implantação;
  • Resposta rápida a ambientes em constante mudança;
  • Testes isolados nos módulos de plug-in, com mockagem pelo sistema principal na prototipagem de recursos específicos;
  • Alto desempenho, permitindo personalizar e otimizar aplicativos para incluir apenas os recursos necessários. 

2. Microsserviços

No padrão de arquitetura de microsserviços, a equipe trabalha com vários aplicativos que trabalham em conjunto. Porém, cada um tem a sua própria função, podendo ser desenvolvida de forma independente.

Eles se conectam apenas por meio da comunicação entre si. É importante ressaltar que as mensagens devem se manter compatíveis com as versões anteriores.

Esse padrão de arquitetura de software pode ser usado em sites com pequenos componentes, em data centers corporativos com limites bem definidos e no desenvolvimento rápido de novos negócios e de aplicativos web. Também auxilia equipes de desenvolvimento que trabalham à distância. 

Vantagens do modelo


  • Gerenciamento individual de cada microsserviço (gravação, manutenção e implantação);
  • Fácil dimensionamento com foco em microsserviços específicos;
  • Partes do aplicativo menores, mais independentes e fáceis de reescrever;
  • Rápida produtividade de novos membros da equipe;
  • Aplicativo mais fácil de entender e modificar;
  • Desenvolvimento e implantação rápidos e frequentes, com manutenção e testes práticos;
  • Implantação independente.

3. Arquitetura em Camadas

A arquitetura em camadas é o padrão de arquitetura de software mais utilizado, sendo o método tradicional nos projetos de inovação. Aqui, os componentes são organizados em camadas horizontais e interconectados, mas independentes entre si.

Cada camada tem a sua função no aplicativo, realizando tarefas específicas. Assim, seus componentes apenas trabalham a lógica dentro dela.

Esse modelo funciona em aplicativos padrões de linha de negócios que vão além de operações CRUD, em novos aplicativos com necessidade de construção rápida e em aplicações que exigem padrões estritos de manutenção e testabilidade.

A arquitetura em camadas também é indicada para equipes de desenvolvimento com programadores inexperientes em outros formatos.

Vantagens do modelo


  • Alta capacidade de teste;
  • Praticidade de testes, permitindo simulação ou remoção de camadas;
  • Facilidade de desenvolvimento, com praticidade na implementação;
  • Manutenção;
  • Fácil atribuição de funções independentes;
  • Fácil atualização e aprimoramento de camadas separadas.

4. Baseado em Evento

A arquitetura de software mais comum no desenvolvimento de sistemas altamente escaláveis é o padrão baseado em evento. No modelo, a estrutura é formada por componentes de captura, comunicação, processamento e persistência de eventos.

Aqui, há uma unidade central responsável pela aceitação dos dados, delegando-os a módulos separados de forma assíncrona. Esse padrão utiliza uma quantidade mínima de acoplamentos.

A aplicação funciona melhor em sistemas com fluxo de dados assíncronos e em interfaces de usuário.

Vantagens do modelo


  • Fácil adaptação ​​a ambientes complexos e frequentemente caóticos;
  • Escalonamento prático;
  • Fácil extensão diante do surgimento de novos eventos.

5. Baseado em espaço

O último padrão de arquitetura de software é aquele baseado em espaço. Ele foi projetado com o objetivo de resolver problemas de escalabilidade e simultaneidade, evitando o colapso funcional em cargas altas. Para isso, divide o processamento e o armazenamento entre vários servidores.

Além disso, a arquitetura baseada em espaço promove alta escalabilidade ao remover a restrição do banco de dados central e usar grades de dados replicadas na memória.

É um modelo eficaz na construção de aplicativos com volumes de usuários simultâneos variáveis ​​e imprevisíveis. Sua aplicação é indicada em dados de alto volume (como fluxos de cliques e logs do usuário), em dados de baixo valor que podem ser perdidos ocasionalmente sem grandes consequências e em redes sociais.

Vantagens do modelo


  • Resposta rápida a ambientes em constantes mudanças;
  • Dinamismo e implantação simplificada, com facilidade de envio de aplicativos com ferramentas baseadas em nuvem para servidores;
  • Alto desempenho a partir de mecanismos de acesso a dados e armazenamento em cache da memória;
  • Alta escalabilidade devido à pouca ou nenhuma dependência de um banco de dados centralizado, removendo a limitação da escalabilidade.

Esses são os cinco tipos de padrão de arquitetura de software. Com suas particularidades e vantagens específicas, suas aplicações variam de acordo com o projeto, o perfil da equipe e as necessidades de desenvolvimento.

Independente de qual seja o formato utilizado, o mais importante é que eles levam mais segurança para resolver os problemas levantados e aceleram a produtividade, culminando em um melhor desempenho nos resultados.

Se você gostou de entender melhor os padrões de arquitetura de software, confira outros conteúdos aqui do blog da GR1D Insurance e continue aprendendo sobre as tendências em tecnologia e transformação digital!