Архитектура мобильного приложения — что это такое, из чего состоит структурная схема программы

Когда клиенты обращаются в наше ИТ-агентство WhiteTigerSoft для разработки, в большинстве случаев они уже представляют концепцию программы, какие функции она будет иметь, каким будет ее дизайн. А вот в технические тонкости, в том числе в структурную схему приложений, мало кто вникает.

И это вполне нормально — не каждый должен разбираться в архитектуре программного обеспечения или знать, как организовать взаимодействие между фронтендом и бэкендом. Это наша задача — превратить ваши идеи в жизнеспособный и эффективный продукт.

Безусловно, успех на рынке во многом зависит от грамотного маркетинга. Однако он не в состоянии заставить целевую аудиторию использовать ваше ПО на постоянной основе, если оно изначально сконструировано неправильно и неудобно с точки зрения пользовательского опыта. Чтобы не допустить этой проблемы, важно продумать архитектурную схему программы, о которой и пойдет речь в статье.

Это основа, на которой строится вся работа программного обеспечения. Она представляет собой комплекс решений и действий, направленных на создание эффективной, надежной и функциональной системы. В ее рамках учитываются интерфейсы, структурные модули, базы данных, стилистика и множество других элементов.

Для выполнения поставленных задач на высоком уровне, она должна соответствовать следующим ключевым требованиям:

• Эффективность. Софт обязан стабильно работать даже при высокой серверной нагрузке и большом количестве пользователей.
• Гибкость. Обязательно возможность добавления новых функций и масштабирования без серьезных изменений.
• Тестируемость. Чем проще проводить тесты, тем выше надежность программы и тем меньше времени требуется на внедрение обновлений.
• Понятность. Логичная структура облегчает работу команды, особенно при подключении новых специалистов.

Создание схемы (архитектуры) мобильного или веб-приложения — это задача, требующая глубоких знаний и опыта, поэтому за это отвечает отдельный ИТ-специалист — системный архитектор. Его основная миссия — разработать оптимальную бизнес-логику с учетом требований заказчика, перспектив роста и соответствия индустриальным стандартам.

Именно качественное строение закладывает фундамент успешного продукта, делая его удобным в использовании и готовым к любым вызовам.

Процесс разработки можно сравнить с работой торговой точки. Представьте: пользователь заходит в этот «магазин», а перед ним — виртуальные «товары»: меню, личный кабинет, кнопка «Оформить заказ» и прочее. При этом нужно осуществлять их «поставку», но вопрос в том, как организовать этот процесс. Есть два подхода. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Это похоже на склад, где все хаотично свалено в кучу. Такой способ усложняет поиск неисправностей: чтобы найти ошибку, придется перебрать всю исходную версию.

1. Разделить функции на независимые компоненты. Это называют принципом «чистой архитектуры». Это помогает поддерживать софт в порядке, легко добавлять новые функциональные возможности и быстро устранять неполадки.
2. Во втором случае программное обеспечение будет состоять из следующих слоев:

• Data. Это база данных и утилиты для работы с информацией. Представьте его как склад, где лежат материалы. Сюда входят запросы к серверу, проверка и все, что связано с обработкой.
• Domain. Здесь находится бизнес-логика — то, как сведения обрабатываются и упорядочиваются. Его можно сравнить с фабрикой, где из сырья создаются готовые товары.
• Presentation. Управляет изменениями UI и отвечает за реакцию программы на действия человека. К примеру, этот уровень архитектуры мобильного или WEB-приложения обновляет экраны, в том числе описание, или отправляет запросы на сервер. Можно сказать, это менеджер магазина, который решает, как представить товары клиентам.
• UI. Это то, что видит пользователь: внешний интерфейс — витрина, где «товарные позиции» разложены по полкам.

Выбор правильного подхода с самого начала позволяет создать устойчивую, удобную и легко масштабируемую систему.

Многие считают, что архитектурная структура касается только его серверной части и исключительно функциональности. Однако это далеко от истины. Она охватывает широкий спектр аспектов, включая пользовательский опыт, хранение данных и множество других элементов. Давайте подробнее разберем ключевые части application architecture.

User Interface — это интерфейс, видимый пользователю, включающий визуал:

• кнопки;
• тексты;
• значки;
• цвета;
• всплывающие окна и другие детали дизайна.

User Experience — это общее впечатление, которое человек получает от использования программы. Удобная навигация, интуитивная логика и последовательность действий играют здесь ключевую роль.

Эти понятия взаимосвязаны. Если уделить внимание только дизайнерскому оформлению, забыв про удобство использования, soft может быть красивым, но совершенно нефункциональным. Поэтому сбалансированный UI/UX — одна из основ качественной архитектурной схемы приложений.

Здесь сосредоточены внутренние процессы продукта. Например:

• обработка транзакций;
• логика функций;
• информационная безопасность;
• интеграция с платежными системами.

Все эти механизмы определяют, как программное обеспечение выполняет свои основные задачи.

Отвечает за сохранение и извлечение информации. На нем сосредоточены инструменты доступа к сведениям, их проверки и обработки. Чаще всего они хранятся на удаленных серверах, а этот блок обеспечивает связь с ними и выполнение запросов.

Для правильного взаимодействия и работы всех компонентов используются специальные архитектурные подходы — так называемые шаблоны. Давайте рассмотрим наиболее популярные из них.

Разделяет структуру на три ключевых элемента:

1. Model (модель). Отвечает за обрабатывание и хранение данных. Принимает команды от контроллера и передает результаты дальше. По аналогии это можно сравнить с фабрикой и складом, где создается и складируется продукция.
2. View (представление). Отображает сведения, полученные на предыдущем этапе, и реагирует на пользовательские действия. Это интерфейс продукта, или, говоря образно, витрина магазина, где представлены товары.
3. Controller (контроллер). Координирует взаимодействие между первыми двумя элементами. Он анализирует, что делает пользователь, решает, какую информацию нужно отправить во 2-ой пункт, и как ее получить из 1-ого. Он напоминает менеджера, который следит за наличием товарных позиций на складе и своевременным пополнением полок, но не участвует в производстве или хранении продукции.

Все эти составляющие тесно взаимодействуют друг с другом, что делает этот подход удобным для программного обеспечения с четко разделенной логикой.

Так же делит схему приложения на три части, однако распределяет их обязанности так, чтобы изменения в одной из них не нарушали работу остальных:

1. Model. Хранит, обрабатывает и предоставляет данные, необходимые программе, а также реализует бизнес-логику.
2. View. Занимается отображением информации и передачей действий пользователя презентеру.
3. Presenter. Связывает модель и представление, обрабатывая пользовательский опыт, принимая решения и координируя доставку сведений. Это своего рода посредник, который делает взаимодействие слоев более независимым.

Основное преимущество этого подхода — упрощение тестирования и возможность вносить изменения в отдельные компоненты без необходимости модифицировать всю структуру.

Этот шаблон включает три элемента, каждый из которых имеет свои четкие задачи:

1. Model. Выполняет обработку и хранение данных, а также реализует бизнес-логику. Ее можно сравнить с фабрикой, которая неизменно производит продукцию.
2. View. Это пользовательский интерфейс, отвечающий за взаимодействие с пользователем. Оно остается стабильным и не зависит от модельных изменений.
3. ViewModel. Служит посредником между моделью и представлением, преобразуя полученные сведения для отображения и управляя интерфейсным состоянием. В этой схеме «менеджер магазина» освобожден от лишних забот — товары просто появляются на полках в нужное время, а производитель сам регулирует производственные процессы.

MVVM упрощает масштабирование и тестирование, так как каждый элемент работает независимо от остальных.

Это один из самых современных подходов, который включает в себя:

• Model. Представляет текущее состояние интерфейса: загрузку данных, ошибки и так далее.
• View. Визуализирует информацию и обрабатывает действия пользователя. Это витрина магазина, на которой демонстрируются доступные товарные позиции.
• Intent. Описывает, что человек или программа планируют сделать. Например, покупатель хочет приобрести товар, но видит пустые полки. Намерение клиента побуждает изменить состояние — на них появляется продукция.

Такой шаблон делает архитектурную структуру гибкой, позволяя легко управлять интерфейсом и упрощая поддержку сложных взаимодействий.

Программные продукты включают несколько ключевых компонентов, обеспечивающих их работу. Рассмотрим их кратко.

Это визуальный интерфейс, с которым взаимодействует пользователь. Он включает:

• дизайн;
• интерактивные элементы;
• визуализацию.

Пользовательские действия инициируют запросы на сервер, которые возвращают обработанную информацию. Такая разработка охватывает не только создание интерфейсных компонентов, но и их функциональность, например, открытие меню или выполнение переходов.

Обрабатывает сведения, полученные от клиентской стороны, и обеспечивает реакцию ПО на пользовательские действия. Это скрытая часть, включающая серверные скрипты и технологии, поддерживающие производительность, управление и стабильность системы.

Хранит структурированные сведения, ускоряя загрузку и повышая устойчивость программного обеспечения к угрозам. Она позволяет администраторам добавлять контент без участия разработчиков. Также она помогает оптимизировать работу, устраняя избыточность и упрощая использование ООП.

В современные продукты внедряют двухфакторный метод проверки через SMS или почту. Также используют шифрование и фильтрацию входных запросов для защиты системы.

Это процесс без строгих инструкций, поскольку он зависит от целей, моделей построения, ее компонентов и их взаимодействия. Для реализации архитектурной схемы на Android или iOS необходимо сначала глубоко разобраться в общей концепции и устройстве.

Когда структура станет ясной, можно приступать к выделению его ключевых слоев — Data, Domain, Presentation, UI — и распределению их функций. Проектирование становится возможным только после глубокого понимания того, как пользователь взаимодействует с программным продуктом и воспринимает его.

Ее разработка осуществляется в несколько этапов. Рассмотрим каждый подробнее.

Как мы уже говорили, в самом начале важно выяснить цели софта. Команда обсуждает задачи, перспективы развития и монетизацию с владельцами проекта. Определяются платформы, функционал и источники. Итогом становится список спецификаций, который служит фундаментом.

Формируется общая концепция и техническое решение, включая определение стека технологий. Выбирается архитектурный шаблон. Этот этап обеспечивает масштабируемость и упрощает создание продукта.

Архитектура включает ключевые компоненты:

• фронтенд;
• бэкенд;
• базы данных;
• безопасность.

Выбранный паттерн применяют ко всей системе или отдельным ее частям, чтобы обеспечить гибкость и производительность.

Определяются связи между слоями, исключаются избыточные шаги в передаче информации. Это гарантирует корректную работу софта в пользовательских сценариях и высокую скорость отклика.

Разрабатываются методы аутентификации, шифрования и защиты приватных сведений. Устраняется возможность единой точки отказа, что повышает стабильность и улучшает UX.

Проводится до программирования, выявляя слабые места, которые могут замедлить разработку или ухудшить эффективность. Оно помогает улучшить надежность и подготовить проект к масштабированию.

Включает ревью, анализ модели, создание прототипов. Также сюда входит проведение сценарных тестов.

Может предусматривать подключение новых API, перенос в облако или интеграцию с CDN. Это адаптирует ПО к нагрузкам.

Она должна быть адаптивной, расширяемой и способной к масштабированию, что позволяет реагировать на изменяющиеся запросы. Также важны такие аспекты, как производительность, безопасность, читабельность и ясность кода.

В алгоритме не может быть дублирования. Повторяющиеся фрагменты следует выносить в отдельные модули или функции. Это сокращает объем и повышает читабельность. Так легче вносить изменения, потому что достаточно обновить одно место. Это также улучшает тестируемость, снижая вероятность ошибок. Чем меньше дублей, тем проще поддерживать и развивать проект.

Он подчеркивает важность простоты. Когда схема проста и ясна, разработчики быстрее понимают, как она работает, соответственно, ее легче менять. Сложные решения часто приводят к ошибкам.

Сюда входят пять ключевых аспектов:

• единственная ответственность;
• открытость-закрытость;
• подстановка Лисков;
• разделение интерфейса;
• инверсия зависимостей.

Они формируют адаптивную модель, которую потом легко обслуживать. Их соблюдение способствует созданию систем, которые легче модифицировать и расширять в будущем, что особенно значимо в условиях быстро меняющихся потребностей на рынке.

Архитектурные решения определяют устойчивость, масштабируемость и удобство поддержки ИТ-продуктов:

1. MVVM. Популярный выбор для обеих платформ. Разделяет логику, интерфейс и связующее звено. Облегчает тестирование и упрощает обновления.
2. VIPER. Чаще применяется в Айос. Структурирует проект на модули (View, Interactor, Presenter, Entity, Router), что упрощает ее развитие.
3. Clean Architecture. Используется в сложном ПО. Разделяет его на слои (Presentation, Domain, Data), минимизируя зависимости.

Выбор зависит от размера команды, сложности проекта и требований к поддержке.

Мы описали, из чего состоит архитектура приложений, и рассказали, как проектировать программы. Тщательно продуманная структура — это основа для создания стабильных, масштабируемых и легко поддерживаемых решений. Она помогает разделить сложные системы на логически изолированные компоненты, что упрощает тестирование, ускоряет разработку и снижает вероятность ошибок. Позволяет команде разработчиков быстрее адаптироваться к изменениям, интегрировать новые фичи и поддерживать стабильность при росте нагрузки. В итоге правильный подход способствует не только улучшению качества продукта, но и повышению эффективности работы всей команды. Ознакомиться с проектами, у которых грамотно продумана схема, вы можете здесь.