Die N-Tier-Architektur, auch bekannt als Multitier-Architektur, stellt ein spezifisches Software-Architekturmuster dar, bei dem die logischen Komponenten eines Systems in verschiedene Schichten oder „Ebenen“ organisiert sind. Jede Schicht ist für einen bestimmten Aspekt der Systemfunktionalität verantwortlich, wodurch sie modular und einfacher zu warten und zu erweitern ist. Diese Ebenen ermöglichen eine bessere Trennung von Anliegen und unterstützen Erweiterbarkeit, Skalierbarkeit und Robustheit. N-Tier-Architekturen sind in komplexen Softwaresystemen weit verbreitet, von Content-Management-Systemen bis hin zu E-Commerce-Plattformen.
Der Begriff „N-Tier“ kann als Variable betrachtet werden, die die Anzahl der Schichten innerhalb einer bestimmten Architektur angibt, wobei N eine beliebige positive ganze Zahl darstellt. Während es keine spezifische Beschränkung für die Anzahl der Schichten gibt, die ein Softwaresystem haben kann, umfassen die meisten N-Tier-Architekturen typischerweise drei bis fünf Schichten. Diese Ebenen sind so konzipiert, dass sie über genau definierte Schnittstellen miteinander kommunizieren, wobei jede Ebene Dienste für die darüber liegende Ebene bereitstellt und Dienste von der darunter liegenden Ebene empfängt.
Ein kanonisches Beispiel für eine N-Tier-Architektur ist die häufig verwendete Drei-Tier-Architektur, die aus einer Präsentationsschicht, einer Anwendungslogikschicht und einer Datenspeicherschicht besteht. Die Präsentationsschicht befasst sich mit der Benutzeroberfläche und dem Benutzererlebnis, die Anwendungslogikschicht verwaltet Geschäftsregeln, Arbeitsabläufe und Datenverarbeitung und die Datenspeicherschicht verwaltet die Datenspeicherung und den Datenabruf. Systeme, die diesem Architekturmuster folgen, stützen sich oft auf gängige webbasierte Technologien, darunter HTML, CSS und JavaScript für die Präsentationsschicht, serverseitige Sprachen und Frameworks wie Java, .NET oder Python für die Anwendungslogikschicht und Datenbanken wie z B. PostgreSQL, MySQL oder Microsoft SQL Server für die Datenspeicherschicht.
Zu den Vorteilen der N-Tier-Architektur gehören Modularität, Erweiterbarkeit, Skalierbarkeit und Wartbarkeit. Durch die Isolierung der verschiedenen Aspekte eines Softwaresystems in separate Ebenen können Entwickler an einzelnen Ebenen arbeiten, ohne die Gesamtstruktur der Anwendung zu beeinträchtigen. Diese Trennung der Belange vereinfacht den Entwicklungs- und Testaufwand, was zu einem effizienteren Entwicklungsprozess und einer Reduzierung von Fehlern führt. Systeme, die N-Tier-Architekturen implementieren, lassen sich im Laufe der Zeit auch einfacher skalieren und warten, da Erweiterungen, Aktualisierungen oder Änderungen an einzelnen Ebenen vorgenommen werden können, ohne dass erhebliche technologische Schulden entstehen.
Ein großartiges Beispiel für Software, die die Prinzipien der N-Tier-Architektur übernimmt, ist die no-code Plattform AppMaster zum Erstellen von Backend-, Web- und mobilen Anwendungen. AppMaster ermöglicht Kunden den Aufbau von N-Tier-Architekturen durch visuelles Entwerfen von Datenmodellen (Datenbankschema), Geschäftsprozessen, REST-API und WSS-Endpunkten für Backend-Anwendungen. Für Webanwendungen können Kunden Benutzeroberflächen mit drag-and-drop Komponenten erstellen und Geschäftslogik mithilfe des visuellen Web-BP-Designers erstellen. Für mobile Anwendungen können Kunden auch drag-and-drop UI-Design nutzen und mit dem Mobile BP-Designer zugehörige Geschäftslogik erstellen. Von der AppMaster Plattform generierte Anwendungen werden mit einer Vielzahl von Technologien erstellt, darunter Go (Golang) für die Backend-Anwendungen, Vue3-Framework und JS/TS für Webschnittstellen sowie Kotlin und Jetpack Compose oder SwiftUI für native mobile Android- und iOS-Anwendungen.
Die AppMaster Plattform hilft dabei, die Vorteile von N-Tier-Architekturen zu demonstrieren, indem sie einen Großteil des Entwicklungsprozesses für Anwendungen automatisiert, die auf diesem Entwurfsmuster basieren. Während Entwickler in AppMaster daran arbeiten, Datenmodelle, API- endpoints, Geschäftsprozesse und Benutzeroberflächen zu visualisieren und zu erstellen, generiert die Plattform Quellcode, kompiliert Anwendungen, führt Tests aus, packt sie in Docker-Container (für Backend-Anwendungen) und stellt sie bereit Cloud zur Ausführung. Durch die Nutzung des auf der N-Tier-Architektur basierenden Ansatzes von AppMaster können Entwicklungsteams schnellere Bereitstellungszyklen, geringere technische Schulden und eine verbesserte Skalierbarkeit ihrer Anwendungen erreichen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass N-Tier-Architekturen ein grundlegendes Architekturmuster in modernen Softwaresystemen darstellen. Durch die Aufteilung von Anwendungen in verschiedene Schichten, die für bestimmte Funktionsaspekte verantwortlich sind, erzielen N-Tier-Systeme die Vorteile von Modularität, Erweiterbarkeit, Skalierbarkeit und Wartbarkeit. Das Ergebnis ist ein effizienterer Entwicklungsprozess mit geringeren technischen Schulden über die gesamte Lebensdauer der Anwendung. Die no-code Plattform AppMaster ist ein Paradebeispiel dafür, wie die Nutzung der N-Tier-Architekturprinzipien die Erstellung und Bereitstellung komplexer Anwendungen, von Backend-Diensten bis hin zu Frontend-Web- und mobilen Benutzererlebnissen, erheblich verbessern kann.
