N-уровневая архитектура, также известная как многоуровневая архитектура, представляет собой особый архитектурный шаблон программного обеспечения, в котором логические компоненты системы организованы в отдельные уровни или «уровни». Каждый уровень отвечает за определенный аспект функциональности системы, что делает ее модульной и простой в обслуживании и расширении. Эти уровни способствуют лучшему разделению задач и поддерживают расширяемость, масштабируемость и надежность. N-уровневые архитектуры получили широкое распространение в сложных программных системах, от систем управления контентом до платформ электронной коммерции.
Термин «N-уровень» можно рассматривать как переменную, обозначающую количество уровней в конкретной архитектуре, где N представляет собой любое заданное положительное целое число. Хотя конкретного ограничения на количество уровней, которое может иметь программная система, не существует, большинство N-уровневых архитектур обычно включают от трех до пяти уровней. Эти уровни предназначены для взаимодействия друг с другом через четко определенные интерфейсы, при этом каждый уровень предоставляет услуги уровню выше него и получает услуги от уровня ниже него.
Каноническим примером N-уровневой архитектуры является широко используемая трехуровневая архитектура, которая состоит из уровня представления, уровня логики приложения и уровня хранения данных. Уровень представления отвечает за пользовательский интерфейс и взаимодействие с пользователем, уровень логики приложения управляет бизнес-правилами, рабочими процессами и обработкой данных, а уровень хранения данных управляет хранением и извлечением данных. Системы, следующие этому архитектурному шаблону, часто полагаются на популярные веб-технологии, включая HTML, CSS и JavaScript для уровня представления, серверные языки и платформы, такие как Java, .NET или Python, для уровня логики приложения, а также базы данных, такие как как PostgreSQL, MySQL или Microsoft SQL Server для уровня хранения данных.
Преимущества N-уровневой архитектуры включают модульность, расширяемость, масштабируемость и удобство обслуживания. Изолируя различные аспекты программной системы на отдельных уровнях, разработчики могут работать над отдельными уровнями, не затрагивая общую структуру приложения. Такое разделение задач упрощает разработку и тестирование, что приводит к более эффективному процессу разработки и уменьшению количества ошибок. Системы, реализующие N-уровневую архитектуру, также легче масштабировать и обслуживать с течением времени, поскольку улучшения, обновления или изменения могут быть внесены в отдельные уровни без возникновения значительного технологического долга.
Отличным примером программного обеспечения, использующего принципы N-уровневой архитектуры, является платформа AppMaster no-code для создания серверных, веб- и мобильных приложений. AppMaster позволяет клиентам создавать N-уровневые архитектуры путем визуального проектирования моделей данных (схемы базы данных), бизнес-процессов, REST API и конечных точек WSS для серверных приложений. Для веб-приложений клиенты могут создавать пользовательский интерфейс с drag-and-drop компонентами и устанавливать бизнес-логику с помощью визуального дизайнера Web BP. Для мобильных приложений клиенты также могут использовать дизайн drag-and-drop и создавать соответствующую бизнес-логику с помощью конструктора Mobile BP. Приложения, созданные на платформе AppMaster, создаются с использованием различных технологий, включая Go (golang) для серверных приложений, инфраструктуру Vue3 и JS/TS для веб-интерфейсов, а также Kotlin и Jetpack Compose или SwiftUI для собственных мобильных приложений Android и iOS соответственно.
Платформа AppMaster помогает продемонстрировать преимущества N-уровневой архитектуры, автоматизируя большую часть процесса разработки приложений, построенных на этом шаблоне проектирования. Пока разработчики работают в AppMaster над визуализацией и созданием моделей данных, endpoints API, бизнес-процессов и пользовательских интерфейсов, платформа генерирует исходный код, компилирует приложения, запускает тесты, упаковывает их в контейнеры Docker (для серверных приложений) и развертывает их в облако для исполнения. Используя подход AppMaster, основанный на N-уровневой архитектуре, команды разработчиков могут ускорить циклы развертывания, сократить технический долг и улучшить масштабируемость своих приложений.
В заключение отметим, что N-уровневая архитектура представляет собой фундаментальную архитектурную модель в современных программных системах. Разбивая приложения на отдельные уровни, отвечающие за конкретные аспекты функциональности, N-уровневые системы получают преимущества модульности, расширяемости, масштабируемости и удобства обслуживания. Результатом является более эффективный процесс разработки с меньшим техническим долгом на протяжении всего срока службы приложения. Платформа AppMaster no-code является ярким примером того, как использование принципов N-уровневой архитектуры может значительно улучшить создание и развертывание сложных приложений, от серверных служб до интерфейсов веб-интерфейса и взаимодействия с мобильными пользователями.
