Architektura N-warstwowa, znana również jako architektura wielowarstwowa, reprezentuje specyficzny wzorzec architektury oprogramowania, w którym logiczne komponenty systemu są zorganizowane w odrębne warstwy lub „warstwy”. Każda warstwa odpowiada za określony aspekt funkcjonalności systemu, dzięki czemu jest on modułowy i łatwiejszy w utrzymaniu i ulepszaniu. Warstwy te ułatwiają lepsze rozdzielanie problemów i zapewniają rozszerzalność, skalowalność i niezawodność. Architektury N-warstwowe są szeroko stosowane w złożonych systemach oprogramowania, od systemów zarządzania treścią po platformy handlu elektronicznego.
Termin „N-tier” można traktować jako zmienną, oznaczającą liczbę warstw w ramach określonej architektury, gdzie N oznacza dowolną dodatnią liczbę całkowitą. Chociaż nie ma konkretnego ograniczenia co do liczby warstw, jakie może mieć system oprogramowania, większość architektur N-warstwowych zazwyczaj obejmuje od trzech do pięciu warstw. Warstwy te zaprojektowano tak, aby komunikowały się ze sobą poprzez dobrze zdefiniowane interfejsy, przy czym każda warstwa świadczy usługi warstwie znajdującej się nad nią i odbiera usługi z warstwy znajdującej się pod nią.
Kanonicznym przykładem architektury N-warstwowej jest powszechnie stosowana architektura trójwarstwowa, która składa się z warstwy prezentacji, warstwy logiki aplikacji i warstwy przechowywania danych. Warstwa prezentacji zajmuje się interfejsem użytkownika i jego doświadczeniem, warstwa logiki aplikacji obsługuje reguły biznesowe, przepływy pracy i przetwarzanie danych, a warstwa przechowywania danych zarządza przechowywaniem i wyszukiwaniem danych. Systemy zgodne z tym wzorcem architektonicznym często opierają się na popularnych technologiach internetowych, w tym HTML, CSS i JavaScript w warstwie prezentacji, językach i frameworkach po stronie serwera, takich jak Java, .NET lub Python w warstwie logiki aplikacji, oraz bazach danych, takich jak jako PostgreSQL, MySQL lub Microsoft SQL Server dla warstwy przechowywania danych.
Zalety architektury N-warstwowej obejmują modułowość, rozszerzalność, skalowalność i łatwość konserwacji. Izolując różne aspekty systemu oprogramowania na osobne warstwy, programiści mogą pracować na poszczególnych warstwach bez wpływu na ogólną strukturę aplikacji. To rozdzielenie problemów upraszcza wysiłki związane z rozwojem i testowaniem, prowadząc do bardziej wydajnego procesu rozwoju i redukcji błędów. Systemy wdrażające architektury N-warstwowe są również łatwiejsze w skalowaniu i utrzymaniu w miarę upływu czasu, ponieważ można wprowadzać ulepszenia, aktualizacje lub zmiany w poszczególnych warstwach bez ponoszenia znacznego długu technologicznego.
Świetnym przykładem oprogramowania wykorzystującego zasady architektury N-warstwowej jest platforma AppMaster no-code służąca do tworzenia aplikacji backendowych, internetowych i mobilnych. AppMaster umożliwia klientom budowanie architektur wielowarstwowych poprzez wizualne projektowanie modeli danych (schematu bazy danych), procesów biznesowych, interfejsu API REST i punktów końcowych WSS dla aplikacji zaplecza. W przypadku aplikacji internetowych klienci mogą tworzyć interfejs użytkownika za pomocą komponentów drag-and-drop oraz ustalić logikę biznesową za pomocą wizualnego projektanta Web BP. W przypadku aplikacji mobilnych klienci mogą również korzystać z interfejsu użytkownika drag-and-drop oraz utworzyć powiązaną logikę biznesową za pomocą projektanta Mobile BP. Aplikacje generowane przez platformę AppMaster są budowane przy użyciu różnych technologii, w tym Go (golang) dla aplikacji backendowych, frameworku Vue3 i JS/TS dla interfejsów internetowych oraz Kotlin i Jetpack Compose lub SwiftUI dla natywnych aplikacji mobilnych odpowiednio dla Androida i iOS.
Platforma AppMaster pomaga zademonstrować zalety architektur N-warstwowych, automatyzując większość procesu tworzenia aplikacji zbudowanych w oparciu o ten wzorzec projektowy. Podczas gdy programiści pracują w ramach AppMaster nad wizualizacją i tworzeniem modeli danych, endpoints API, procesów biznesowych i interfejsów użytkownika, platforma generuje kod źródłowy, kompiluje aplikacje, uruchamia testy, pakuje je do kontenerów Docker (dla aplikacji backendowych) i wdraża je w chmura do wykonania. Wykorzystując podejście AppMaster oparte na architekturze N-warstwowej, zespoły programistów mogą osiągnąć szybsze cykle wdrażania, zmniejszyć zadłużenie techniczne i lepszą skalowalność swoich aplikacji.
Podsumowując, architektury N-tier reprezentują podstawowy wzorzec architektoniczny w nowoczesnych systemach oprogramowania. Dzieląc aplikacje na odrębne warstwy odpowiedzialne za określone aspekty funkcjonalności, systemy N-warstwowe uzyskują zalety modułowości, rozszerzalności, skalowalności i łatwości konserwacji. Rezultatem jest bardziej efektywny proces rozwoju i zmniejszony dług techniczny w całym okresie życia aplikacji. Platforma no-code AppMaster jest doskonałym przykładem tego, jak wykorzystanie zasad architektury N-warstwowej może radykalnie usprawnić tworzenie i wdrażanie złożonych aplikacji, od usług zaplecza po interfejsy użytkownika w Internecie i urządzeniach mobilnych.
