아키텍처 패턴의 개요

아키텍처 패턴은 아키텍처를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제를 의미한다.

• 아키텍처 패턴은 소프트웨어 시스템의 구조를 구성하기 위한 기본적인 윤곽을 제시한다.
• 아키텍처 패턴에는 서브시스템들과 그 역할이 정의되어 있으며, 서브시스템 사이의 관계와 여러 규칙 지침 등이 포함되어 있다.
• 아키텍처 패턴을 아키텍처 스타일 도는 표준 아키텍처라고도 한다.

아키텍처 패턴의 장점

• 시행착오를 줄여 개발 시간을 단축시키고, 고품질의 소프트웨어를 생산할 수 있다.
• 검증된 구조로 개발하기 때문에 안정적인 개발이 가능하다.
• 이해관계자들이 공통된 아키텍처를 공유할 수 있어 의사소통이 간편해진다.
• 시스템의 구조를 이해하는 것이 쉬워 개발에 참여하지 않은 사람도 손쉽게 유지보수를 수행할 수 있다.
• 시스템의 특성을 개발 전에 예측하는 것이 가능해진다.

• 아키텍처 패턴의 종류에는 레이어 패턴, 클라이언트-서버 패턴, 파이프-필터 패턴, 모델-뷰-컨트롤러 패턴 등이 있다.

레이어 패턴(Layers pattern)

레이어 패턴을 시스템을 계층(Layer)으로 구분하여 구성하는 고전적인 방법 중의 하나다.

• 레이어 패턴은 각각의 서브시스템들이 게층 구조를 이루며, 하위 계층은 상위 계층에 대한 서비스 제공자가 되고, 상위 계층은 하위 계층의 클라이언트가 된다.
• 레이어 패턴은 서로 마주보는 두 개의 계층 사이에서만 상호작용이 이루어지며, 변경 사항을 적용할 때도 서로 마주보는 두 개의 계층에만 영향을 미치므로 변경 작업이 용이하다.
• 레이어 패턴은 특정 계층만을 교체해 시스템을 개선하는 것이 가능하다.
• 대표적으로 OSI 참조 모델이 있다.

클라이언트-서버 패턴(Client-Server Pattern)

클라이언트-서버 패턴은 하나의 서버 컴포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트로 구성되는 패턴이다.

Component
독립적인 업무 또는 기능을 수행하는 실행코드 기본으로 작성된 모듈

• 클라이언트-서버 패턴에서 사용자는 클라이언트와만 의사소통을 한다. 즉 사용자가 클라이언트를 통해 서버에 요청하고 클라이언트가 응답을 받아 사용자에게 제공하는 방식으로 서비스를 제공한다.
• 서버는 클라이언트의 요청에 대비해 항상 대기 상태를 유지해야 한다.
• 클라이언트나 서버는 요청과 응답을 받기 위해 동기화되는 경우를 제외하고는 서로 독립적이다.

파이프-필터 패턴(Pipe-Filter Pattern)

파이프-필터 패턴은 데이터 스트림 절차의 각 단계를 필터 컴포넌트로 캡슐화하여 파이프를 통해 데이터를 전송하는 패턴이다.

• 필터 컴포넌트는 재사용성이 좋고, 추가가 쉬워 확장이 용이하다.
• 필터 컴포넌트들을 재배치하여 다양한 파이프라인을 구축하는 것이 가능하다.
• 파이프-필터 패턴은 데이터 변환, 버퍼링, 동기화 등에 주로 사용된다.
• 필터 간 데이터 이동 시 데이터 변환으로 인한 오버헤드가 발생한다.
• 대표적으로 UNIX의 쉘이 있다.
  

overhead
어떤 처리를 하기 위해 들어가는 간접적인 처리 시간 · 메모리 등을 말한다.

Data Stream
데이터가 송 수신되거나 처리되는 일련의 연속적인 흐름

Pipeline
필터와 파이프를 통해 처리되는 일련의 처리 과정

모델-뷰-컨트롤러 패턴(Model-View-Controller Pattern)

모델-뷰-컨트롤러 패턴은 서브시스템을 3개의 부분으로 구조화하는 패턴이며, 각 부분의 역할을 다음과 같다.

• 모델: 서브시스템의 핵심 기능이나 데이터를 보관한다.
• 뷰 : 사용자에게 정보를 표시한다.
• 컨트롤러: 사용자로부터 입력된 변경 요청을 처리하기 위해 모델에게 명령을 보낸다.

• 모델-뷰-컨트롤러 패턴의 각 부분을 별도의 컴포넌트로 분리되어 있으며 서로 영향을 받지 않고 개발 작업을 수행할 수 있다.
• 모델-뷰-컨트롤러 패턴에서는 여러 개의 뷰를 만들 수 있으므로 한 개의 모델에 대해 여러 개의 뷰를 필요로 하는 대화형 애플리케이션에 적합하다.
  

기타 패턴

마스터-슬레이브 패턴(Master-Slave Pattern)

• 마스터 컴포넌트는 동일한 구조의 슬레이브 컴포넌트로 작업을 분할한 후, 슬레이브 컴포넌트에서 처리된 결과물을 다시 돌려받는 방식으로 작업을 수행하는 패턴이다.
• 마스터 컴포넌트는 모든 작업의 주체이고, 슬레이브 컴포넌트는 마스터 컴포넌트의 지시에 따라 작업을 수행하여 결과를 반환한다.
• 장애 허용 시스템과 병렬 컴퓨팅 시스템에 주로 활용된다.

브로커 패턴(Broker Pattern)

• 사용자가 원하는 서비스와 특성을 브로커 컴포넌트에 요청하면 브로커 컴포넌트가 요청에 맞는 컴포넌트와 사용자를 연결해준다.
• 원격 서비스 호출에 응답하는 컴포넌트들이 여러 개 있을 때 적합한 패턴이다.
• 분산 환경 시스템에서 주로 활용된다.

피어-투-피어 패턴(Peer-To-Peer Pattern)

• 피어를 하나의 컴포넌트로 간주하며, 각 피어는 서비스를 호출하는 클라이언트가 될 수도, 서비스를 제공하는 서버가 될 수도 있는 패턴이다.
• 피어-투-피어 패턴에서 클라이언트와 서버는 전형적인 멀티스레딩 방식을 사용한다.

Multi Threading
프로세스를 두 개 이상의 실행 단위로 구분하여 자원을 공유하며 병렬로 수행하는 기능

이벤트-버스 패턴(Event-Bus Pattern)

• 소스가 특정 채널에 이벤트 메시지를 방행하면, 해당 채널을 구독한 리스너들이 메시지를 받아 이벤트를 처리하는 방식이다.
• 4가지 주요 컴포넌트
  이벤트를 생성하는 소스
  이벤트를 수행하는 리스너
  이벤트의 통로인 채널
  채널을 관리하는 버스

블랙보드 패턴(Blackboard Pattern)

• 모든 컴포넌트들이 공유 데이터 저장소와 블랙보드 컴포넌트에 접근이 가능한 형태로, 컴포넌트들은 검색을 통해 블랙보드에서 원하는 데이터를 찾을 수 있다.
• 해결책이 명확하지 않은 문제를 처리하는데 유용한 패턴이다.
• 음성 인식, 차량 식별, 신호 해석 등에 주로 활용된다.

인터프리터 패턴(Interpreter Pattern)

• 프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법을 지정하고, 기호마다 클래스를 갖도록 구성된다.
• 특정 언어로 작성된 프로그램 코드를 해석하는 컴포넌트를 설계할 때 사용 되어진다.