Архитектура веб-приложения в основном представляет отношения и взаимодействия между такими компонентами, как пользовательские интерфейсы, мониторы обработки транзакций, базы данных и другие. Основная цель - убедиться, что все элементы правильно работают вместе.
Логика довольно проста: когда пользователь вводит URL-адрес в браузере и нажимает «ввод», браузер делает запрос к серверу. Сервер отвечает, а затем показывает требуемую веб-страницу. Все эти компоненты создают архитектуру веб-приложения.
Как работает системная архитектура для веб-приложений?
Все приложения состоят из двух частей - клиентской (front-end) и серверной (back-end).
Интерфейс - это визуальная часть приложения. Пользователи могут видеть интерфейс и взаимодействовать с ним. Клиентский код реагирует на действия пользователей. Серверная часть не визуальна для пользователей, но заставляет их запросы работать. Он обрабатывает бизнес-логику и отвечает на HTTP-запросы.
Поэтому, когда вы вводите свои учетные данные в регистрационную форму, вы имеете дело с внешним интерфейсом, но как только вы нажимаете «ввод» и регистрируетесь - это серверная часть заставляет его работать.
При правильной работе клиентская и серверная стороны составляют архитектуру программного обеспечения веб-приложения.
Слои и компоненты архитектуры веб-приложений Чтобы лучше понять архитектуру веб-приложения, вам следует погрузиться в его компоненты и уровни. Веб-приложения разделяют свои основные функции на уровни. Это позволяет заменять или обновлять каждый слой независимо.
Базовые компоненты архитектуры веб-приложений
Веб-архитектура имеет компоненты пользовательского интерфейса и структурные компоненты. Последние также делятся на клиентские и серверные.
Компоненты пользовательского интерфейса
Компоненты пользовательского интерфейса обозначают все элементы интерфейса, такие как журналы активности, информационные панели, уведомления, настройки и многое другое. Они являются частью макета интерфейса веб-приложения.
Структурные компоненты состоят из клиентской и серверной сторон:
Клиентский компонент разработан с HTML, CSS или JavaScript. Веб-браузеры запускают код и преобразуют его в интерфейс, поэтому нет необходимости в настройке операционной системы.
Что касается серверного компонента, он построен на Java, .Net, Node.JS, Python и других языках программирования. Сервер состоит из двух частей - логики приложения и базы данных. Логика приложения - это центр управления веб-приложением. База данных отвечает за хранение информации (например, ваших учетных данных).
Уровни архитектуры веб-приложений Существует четыре общих уровня веб-приложений:
- Уровень представления (PL)
- Уровень обслуживания данных (DSL)
- Уровень бизнес-логики (BLL)
- Уровень доступа к данным (DAL)
Уровень представления
PL отображает пользовательский интерфейс и упрощает взаимодействие с пользователем. Уровень представления имеет компоненты пользовательского интерфейса, которые визуализируют и показывают данные для пользователей. Также существуют компоненты пользовательского процесса, которые задают взаимодействие с пользователем. PL предоставляет всю необходимую информацию клиентской стороне. Основная цель уровня представления - получить входные данные, обработать запросы пользователей, отправить их в службу данных и показать результаты.
Слой бизнес-логики
BLL несет ответственность за надлежащий обмен данными. Этот уровень определяет логику бизнес-операций и правил. Вход на сайт - это пример уровня бизнес-логики.
Уровень службы данных
DSL передает данные, обработанные уровнем бизнес-логики, на уровень представления. Этот уровень гарантирует безопасность данных, изолируя бизнес-логику со стороны клиента.
Уровень доступа к данным
DAL предлагает упрощенный доступ к данным, хранящимся в постоянных хранилищах, таких как двоичные файлы и файлы XML. Уровень доступа к данным также управляет операциями CRUD - создание, чтение, обновление, удаление.
Типы архитектуры веб-приложений
Можно выделить несколько типов архитектуры веб-приложений, в зависимости от того, как логика приложения распределяется между клиентской и серверной сторонами. Наиболее распространенные архитектуры веб-приложений:
- Одностраничные веб-приложения
- Многостраничные веб-приложения
- Архитектура микросервисов
- Бессерверная архитектура
- Прогрессивные веб-приложения
Разберемся в деталях каждого вида.
Одностраничное приложение или SPA
SPA - это веб-сайт или веб-приложение, которое загружает всю необходимую информацию при входе на страницу. Одностраничные приложения имеют одно существенное преимущество - они обеспечивают потрясающий пользовательский интерфейс, поскольку пользователи не испытывают перезагрузки веб-страниц. Одностраничные веб-приложения часто разрабатываются с использованием фреймворков JavaScript, таких как Angular, React и других.
Известные СПА : Gmail, Facebook, Twitter, Slack.
Многостраничное приложение или MPA
Многостраничные приложения более популярны в Интернете, так как в прошлом все веб-сайты были MPA. В наши дни компании выбирают MPA, если их веб-сайт довольно большой (например, eBay). Такие решения перезагружают веб-страницу для загрузки или отправки информации с / на сервер через браузеры пользователей.
Известные MPA: eBay, Amazon.
Одностраничное приложение или многостраничное приложение ? У многостраничного и одностраничного приложения есть недостатки и преимущества.
Архитектура микросервисов
Чтобы понять архитектуру микросервисов , лучше сравнить ее с монолитной моделью.
Традиционная монолитная архитектура веб-приложения состоит из трех частей - базы данных, клиентской и серверной сторон. Это означает, что внутренняя и внешняя логика, как и другие фоновые задачи, генерируются в одной кодовой базе. Чтобы изменить или обновить компонент приложения, разработчики программного обеспечения должны переписать все приложение.
Что касается микросервисов, этот подход позволяет разработчикам создавать веб-приложение из набора небольших сервисов. Разработчики создают и развертывают каждый компонент отдельно.
Архитектура микросервисов выгодна для больших и сложных проектов, поскольку каждый сервис может быть изменен без ущерба для других блоков. Поэтому, если вам нужно обновить логику оплаты, вам не придется на время останавливать работу сайта.
Известные проекты: Netflix, Uber, Spotify, PayPal.
Типы архитектуры веб-приложений
- Монолитные и микросервисы
- Бессерверная архитектура
Этот тип архитектуры веб-приложений заставляет разработчиков использовать облачную инфраструктуру сторонних поставщиков услуг, таких как Amazon и Microsoft.
Что это означает?
Чтобы сохранить веб-приложение в Интернете, разработчики должны управлять серверной инфраструктурой (виртуальной или физической), операционной системой и другими процессами хостинга, связанными с сервером. Поставщики облачных услуг, такие как Amazon или Microsoft, предлагают виртуальные серверы, которые динамически управляют распределением машинных ресурсов. Другими словами, если ваше приложение испытывает огромный всплеск трафика, к которому ваши серверы не готовы, приложение не будет отключено.
Прогрессивные веб-приложения или PWA
Одна из основных тенденций в разработке веб-приложений последних лет - это прогрессивные веб-приложения. Это веб-решения, которые работают как собственные приложения на мобильных устройствах. PWA предлагают push-уведомления, автономный доступ и возможность установить приложение на домашний экран.
Для создания PWA разработчики используют «языки веб-программирования», такие как HTML, CSS и JavaScript. Если приложению требуется доступ к функциям устройств, разработчики используют дополнительные API - NFC API, API геолокации, Bluetooth API и другие.
Известные PWA: Uber, Starbucks, Pinterest.
Как разработать архитектуру для веб-приложения Качественная архитектура веб-приложения делает процесс разработки более эффективным и простым. Веб-приложение с продуманной архитектурой легче масштабировать, изменять, тестировать и отлаживать.
Есть несколько общих критериев для хорошо построенной архитектуры веб-приложения:
- Эффективность
- Гибкость
- Расширяемость
- Соблюдение принципа открыто-закрыто
- Масштабируемость процесса разработки
- Легко проверить
- Возможность повторного использования
- Хорошо структурированный и читаемый код
- Нижняя граница
Как видите, архитектура веб-приложений имеет ряд особенностей. Мы рассмотрели только основы, такие как компоненты, слои и типы.