Sistemi distribuiti: Classificazione dei Pattern e caratteristiche dei pattern architetturali

Nel mondo dello sviluppo software, la ricerca di soluzioni efficienti e riutilizzabili è una costante. È qui che entrano in gioco i pattern, veri e propri schemi progettuali che ci guidano nella costruzione di software robusto e adattabile.

Cos’è un pattern software?

Un pattern software è una descrizione dettagliata di una soluzione a un problema ricorrente che si presenta nello sviluppo software. Immaginiamo di avere a che fare con un’architettura a servizi, composta da diverse componenti che comunicano tra loro. L’architettura ci fornisce una struttura generale, ma non ci dice come integrare questi servizi in modo dinamico ed efficiente. Ecco dove entrano in gioco i pattern.

I diversi livelli di pattern

I pattern si suddividono in tre categorie principali, ognuna con un livello di astrazione differente:

• Pattern architetturali: Questi pattern si occupano dello schema organizzativo complessivo di un’applicazione, definendo come i componenti interagiscono tra loro, come avviene la comunicazione con il database e la gestione di flussi di dati e richieste. Sono la base per un’architettura software solida e scalabile.

• Pattern di design: Scendendo di un livello, i pattern di design si concentrano sulla struttura interna di ogni componente, definendo come organizzare le classi, i metodi e le relazioni all’interno del codice. Questi pattern permettono di scrivere codice elegante, manutenibile e riutilizzabile, facilitando la collaborazione tra sviluppatori e la comprensione del codice stesso.

• Pattern di implementazione: Arriviamo al livello più concreto, quello della scrittura del codice. I pattern di implementazione forniscono soluzioni specifiche per problemi di programmazione comuni, come la gestione della concorrenza, l’accesso a risorse esterne o l’ottimizzazione delle prestazioni. Questi pattern facilitano lo sviluppo di codice robusto e performante.

Pattern architetturali

Ipotizziamo di modellare un sistema software, ipotizzando di utilizzare il processo unificato, abbiamo concluso la fase di ideazione e quindi abbiamo individuato i requisiti funzionali e non, che ci permettono di capire che architettura utilizzare e come organizzare i componenti.

In questo ci possiamo avvalere dei pattern architetturali. I pattern non sono tutti uguali ma possono essere raggruppati a seconda dei problemi che risolvono, ad esempio abbiamo famiglia di pattern che risolvono i problemi di come il sistema si deve interfacciare al database. Oppure abbiamo l’insieme dei pattern che gestiscono la comunicazione dei componenti nel sistema distribuito, ed è l’insieme più ampio ed importante dato che la comunicazione è un aspetto molto importante nei sistemi a oggetti distribuiti. Poi abbiamo tutti i pattern che si occupano dell’interfaccia. O ancora i pattern che si occupano di come modellare i componenti sul livello client, sul livello server, e sull’application server.

Altri pattern importanti sono quelli che gestiscono l’application e l’extend. E poi abbiamo i pattern che gestiscono i problemi di sincronizzazione, ossia quando si hanno delle risorse condivise bisogna sincronizzare l’accesso alla risorsa. Pattern per problemi di concorrenza, secondo cui diversi processi richiedono l’uso di un determinato processo e pertanto bisogna schedulare l’accesso alle risorse nonché la concorrenza, e poi problemi di gestione delle risorse.

I pattern relativi alla decomposizione del sistemi in sottosistemi sono i più numerosi, partendo dai requisiti vedo come posso organizzare il sistema avvalendomi di alcuni pattern come ad esempio il Layer (modello a strati, esempio: sistema operativo), Domain Model, Domain object.

Abbiamo poi una seria di pattern che modellano la comunicazione nei sistemi distribuiti, il più importante è il PATTERN BROKER. Sul modello Broker è strutturato il middleware.

L’altro gruppo importante è quello dei pattern che supportano l’interazione uomo macchina, e i più importanti sono il Model View Controller (MVC) e il Presentation Abstraction Control.

I pattern non sono indipendenti, alcuni sono in alternativa, altri lavorano in sinergia, in più si possono mettere insieme per risolvere problemi più grandi. Se si rappresentano tutti otteniamo un enorme struttura che collega tutti i pattern in maniera diretta.