Wenn Sie das Wort Architektur hören, woran denken Sie dann sofort?
Höchstwahrscheinlich ist es Ihr Haus. Und das ist nur natürlich.
Architektur bezieht sich einfach auf die innere Struktur von etwas – sei es ein Bürogebäude oder Ihr Auto.
Auch mobile Anwendungen haben ihre eigene Architektur.
Tatsächlich ist die Architektur einer der wichtigsten Faktoren bei der Entwicklung, da sie sich stark auf die Effizienz, Stabilität und Sicherheit von Apps auswirkt.
In diesem Artikel werden einige gängige Arten der App-Architektur besprochen und warum sie bei der App-Entwicklung wichtig sind.
Table of Contents
Bei der App-Entwicklung bezieht sich die Architektur auf die Regeln, Prozesse und die interne Struktur einer App – im Wesentlichen also darauf, wie sie aufgebaut ist.
Sie bestimmt, wie die verschiedenen Komponenten miteinander kommunizieren, um die Eingaben der App zu verarbeiten und die Ergebnisse für den Benutzer bereitzustellen.
Hier sehen Sie ein Beispiel dafür, wie eine mobile Architektur aussieht:
Mobile Architektur
Eine gute Analogie hierfür ist der menschliche Körper. Alle Ihre Körperteile sind so angeordnet, dass Sie sich bewegen, atmen und auch sonst effizient arbeiten können.
Jegliche Veränderung in der Struktur Ihrer Organe würde den Körper irreversibel beeinträchtigen – und sogar dazu führen, dass er sich komplett abschaltet.
Das Gleiche gilt für die Architektur einer mobilen Anwendung.
Sie sollten die App-Architektur nicht mit einem Tech-Stack verwechseln, auch wenn sie miteinander verwandt sind.
Der Tech-Stack bezieht sich auf die Technologien und Tools , die zur Erstellung einer App verwendet werden, z. B. Programmiersprachen, Plug-Ins von Drittanbietern und Hardware-Plattformen.
Technischer Stapel
Die Architektur hingegen beschreibt, wie diese Technologien innerhalb der Anwendung angeordnet sind.
Darüber hinaus geht sie über die Tools hinaus und befasst sich mit den anderen Teilen der App, wie den Daten und den Benutzern.
Mit anderen Worten: Der Tech-Stack ist nur ein Aspekt der Architektur einer mobilen Anwendung.
Einfach ausgedrückt: Eine richtig konzipierte Architektur macht die mobile Anwendung viel stabiler, effizienter und einfacher in der Handhabung.
Einer der Hauptvorteile der App-Architektur ist die Modularität. Das bedeutet, dass Ihre App in Komponenten unterteilt ist, die unabhängig voneinander entwickelt, aktualisiert und getestet werden können.
Martin Fowler, ein geschätzter Softwareentwickler, hat die Vorteile der Modularität deutlich hervorgehoben, als er sagte:
Eine gute Architektur ist wichtig, denn sonst wird es langsamer und teurer, neue Funktionen in der Zukunft hinzuzufügen.
Nehmen Sie zum Beispiel an, Sie wollen eine neue Funktion in Ihre App einführen.
Wenn Sie mit einer modularen Architektur arbeiten, ist das ganz einfach. Codieren Sie die neue Funktion einfach separat und integrieren Sie sie dann in die bestehende Anwendung.
Andernfalls müssen Sie die gesamte Anwendung ändern, was kostspielig und zeitaufwändig ist.
Modularisierte App-Architektur
Dank der Modularität ermöglicht eine gute Architektur auch die Wiederverwendbarkeit. So können Sie einen einzigen Code in mehreren Projekten verwenden, was Ihnen enorme Entwicklungszeit und -aufwand erspart.
So können Sie beispielsweise eine Komponente zur Datenbankverwaltung in mehreren Anwendungen wiederverwenden, die dasselbe Datenbanksystem nutzen.
Oder Sie können einen Sortieralgorithmus aus einem früheren Projekt anpassen, anstatt ihn von Grund auf neu zu erstellen.
Die App-Architektur ist auch für die Verbesserung der Sicherheit entscheidend. Denn sie ermöglicht es Ihnen, sensible Daten und Code zu unterteilen und dann Sicherheitsprotokolle um sie herum aufzubauen.
So können Sie beispielsweise eine SSL-Verschlüsselung zwischen dem Client-Rechner und der Codelogik im Webserver einrichten.
Sie können die Datensicherheit weiter erhöhen, indem Sie eine Verschlüsselungsebene um Ihre Datenbank herum einrichten.
Datensicherheit durch SSL-Verschlüsselung
Letztendlich hilft Ihnen eine gut durchdachte App-Architektur, eine sichere und fehlerfreie App zu entwickeln und dabei Zeit und Geld zu sparen.
Die meisten Arten von App-Architekturen bestehen aus drei Schichten – der Datenschicht, der Geschäftsschicht und der Präsentationsschicht.
Hier erfahren Sie, wie sie zusammengehören:
Grundlegende Schichten in der Architektur mobiler Anwendungen
Gehen wir kurz auf die einzelnen Schichten ein.
Die Datenschicht ist das Bindeglied zwischen den anderen Anwendungsschichten und externen Ressourcen.
Ihr Hauptzweck ist das Sammeln von Rohdaten aus verschiedenen Quellen (z. B. der Datenbank, einem Cloud-Server oder einer API) und das anschließende Senden an die oberen Schichten und umgekehrt.
Wenn beispielsweise ein Benutzer die App auffordert, sein Profil anzuzeigen, stellt die Datenschicht eine Verbindung zur Datenbank her und fragt alle relevanten Daten wie Name, Geburtstag, Fotodatei und andere ab.
Die Daten sind zu diesem Zeitpunkt jedoch noch unverarbeitet und können daher Attribute wie Tags oder IDs enthalten, die der Benutzer nicht sehen sollte. Die Verantwortung für die Bereinigung dieser Daten liegt bei der Geschäftsschicht.
Da Rohdaten sehr anfällig und sensibel sind, sollte die Datenschicht über ausreichende Sicherheitsvorkehrungen verfügen.
Eine ordnungsgemäße Trennung der Daten aus verschiedenen Quellen ist hier von entscheidender Bedeutung, da eine Vermischung der Daten als schlechte Praxis gilt.
Die Geschäftsschicht enthält die Kernlogik der Anwendung, d. h. die genauen Anweisungen, wie sie sich verhalten soll.
Sie übernimmt häufig Benutzereingaben oder Rohdaten aus der Datenschicht, verarbeitet sie und sendet sie dann an die Präsentationsschicht.
Nehmen wir als Beispiel eine einfache Taschenrechner-Anwendung. Wenn Sie damit zwei Zahlen addieren, führt die Geschäftsschicht die eigentliche Berechnung durch.
Die Antwort wird dann an die Benutzeroberfläche gesendet und angezeigt.
Die Geschäftsschicht ist der komplexeste Teil Ihrer Anwendung. Sie ist in der Regel in mehrere Teilschichten oder Komponenten unterteilt, die jeweils für bestimmte Funktionen zuständig sind.
Wenn Sie beispielsweise eine Anwendung für die Verwaltung von Unternehmensressourcen (ERP) haben, könnte die Geschäftsschicht Komponenten für die Lager- und Bestandsverwaltung enthalten.
Business-Schicht
Beachten Sie auch, dass sich die Geschäftsebene nicht unbedingt in der Anwendung des Benutzers befinden muss. Sie kann ganz oder teilweise auf dem Server enthalten sein, wobei die Anwendung hauptsächlich als Benutzeroberfläche fungiert.
Die Präsentationsschicht oder das Frontend ist der sichtbare Teil der Anwendung – der Teil, den der Benutzer tatsächlich sieht. Wie Sie sich denken können, ist die Benutzeroberfläche (UI) der Anwendung ein wichtiger Teil dieser Schicht.
Der Hauptzweck der Präsentationsschicht besteht darin, die von der Geschäftsschicht gesendeten Daten in einer für den Benutzer verständlichen Weise anzuzeigen.
Ein einfaches Beispiel ist die Benutzeroberfläche, die die E-Mail-Adresse eines Benutzers anzeigt, die von der Datenschicht aus einer Datenbank extrahiert wurde.
Aber auch die Präsentationsschicht kann die Daten verwenden und sie auf komplexe Weise darstellen.
Ein gutes Beispiel ist eine Aktienhandels-App. Sie nimmt Live-Daten über die Börse (von einer externen Website über eine API) und zeigt sie als Diagramm oder Tabelle an.
Aktienhandels-App UI
Während die Entwickler hauptsächlich für die Geschäfts- und Datenebene zuständig sind, ist die Präsentationsschicht die Domäne der UI- und UX-Designer.
Ihr Ziel ist es, die UI-Bildschirme so benutzerfreundlich wie möglich zu gestalten.
In diesem Abschnitt werden die drei gängigen Architekturen für mobile Anwendungen mit ihren Vor- und Nachteilen und Anwendungsfällen erläutert.
Bei der Schichten- oder N-Tier-Architektur werden Komponenten mit ähnlicher Logik oder ähnlichem Zweck gruppiert und dann in mehrere Schichten oder Tiers aufgeteilt.
Diese Art der Architektur wird in der Regel für On-Premise-Software verwendet.
N-Tier-Anwendungen umfassen in der Regel die drei zuvor besprochenen Ebenen – Daten, Geschäft (oder Anwendung) und Präsentation.
Einige Anwendungen können jedoch auch auf einer vier- oder fünfschichtigen Architektur basieren, je nach den Umständen.
Hier ist ein Beispiel für eine fünfschichtige Anwendung:
Fünf-Schichten-Architektur
Schichten können nur mit einer benachbarten Schicht interagieren oder Daten von und an diese weitergeben. Dies ist eines der wichtigsten Prinzipien dieser Art von Architektur, da es hilft, Abhängigkeiten zu verwalten und die Sicherheit zu gewährleisten.
Die Client-Schicht kann zum Beispiel nicht direkt auf die Datenschicht zugreifen, da dies zu riskant wäre.
Stattdessen muss sie die Geschäfts- und Integrationsschicht durchlaufen, die die notwendigen Schutzmaßnahmen und Sicherheitsprüfungen enthalten.
Eine N-Schichten-Architektur ist im Allgemeinen leicht zu verstehen und zu verwalten – aber nur bis zu einem gewissen Punkt. Bei größeren Anwendungen wird es immer schwieriger festzustellen, von welcher Schicht ein Fehler stammt.
Oft ist dann eine Fehlersuche auf mehreren Ebenen erforderlich.
Bei der monolithischen Architektur sind alle Anwendungskomponenten fest integriert und funktionieren als eine einzige Einheit, die als Monolith bezeichnet wird. Dieser Ansatz ist häufig in älteren Systemen zu finden.
Monolithische Architektur
Der wichtigste Grund für die Verwendung einer monolithischen Architektur ist die Einfachheit. Da ein Monolith weniger bewegliche Teile hat, ist es für Entwickler einfacher, ihn als in sich geschlossene Anwendung zu erstellen, zu testen und bereitzustellen.
Daher eignen sich Monolithen am besten für kleinere, weniger komplexe Anwendungen oder wenn Sie ein Start-up-Unternehmen mit einem knappen Budget sind.
Ansonsten sind monolithische Anwendungen nicht zu empfehlen, da sie extrem einschränkend sind.
Wenn Sie eine Funktion ändern oder eine neue einführen möchten, müssen Sie die gesamte Codebasis ändern, da alles miteinander verbunden ist.
Das macht Aktualisierungen und Skalierungen außerordentlich kostspielig und zeitaufwändig.
Sie sind besser dran mit einem mehrschichtigen oder einem Microservices-Ansatz.
Bei der Microservices-Architektur wird die Anwendung in kleinere Komponenten aufgeteilt, die als Microservice bezeichnet werden.
Jeder Microservice ist völlig eigenständig und kann ohne eine andere Komponente funktionieren.
Die Haupt-Client-Anwendung verwendet dann eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (API), um mit ihnen zu kommunizieren, wie unten dargestellt:
Microservices-Architektur
Die Microservices-Architektur ist der flexibelste und flüssigste Ansatz für die Softwareentwicklung.
Das liegt daran, dass jede App-Funktionalität unabhängig entwickelt, getestet und bereitgestellt werden kann.
Das Hinzufügen oder Bearbeiten neuer Funktionen ist trivial: Sie müssen nur den entsprechenden Microservice ändern und ihn dann von der Client-App über die API aufrufen lassen.
Microservices ermöglichen es Entwicklungsteams, Anwendungen schnell zu skalieren, zu korrigieren und zu aktualisieren.
Der große Nachteil ist jedoch, dass die Bereitstellung der Microservices-Architektur schwierig sein kann, da sie für jeden Microservice mehrfach durchgeführt werden muss. Dies wird umso schwieriger, je größer die Anwendung ist.
Dennoch sind Microservices der beste Ansatz für die Entwicklung komplexer Cloud- und Hybridanwendungen.
Eine weitere Möglichkeit, die App-Architektur zu definieren, ist das Pattern-Modell. Lassen Sie uns die drei häufigsten Typen besprechen, um Ihnen eine bessere Vorstellung zu vermitteln.
Das Model-View-Controller (MVC) ist das einfachste Architekturmuster.
So sieht es aus:
MVC
Die Model-Komponente ist für die Datenverarbeitung zuständig, ähnlich wie die Datenschicht. Sie enthält den Code zum Abrufen von Daten aus Quellen wie einer Datenbank, einem Microservice über eine API oder einem JSON-Objekt.
Die Controller-Komponente verarbeitet die Daten von der Model-Komponente und sendet sie an die View-Komponente, wobei sie im Wesentlichen als Bindeglied zwischen beiden fungiert.
Hier befinden sich die Kernlogik und die Algorithmen Ihrer Anwendung.
Die View-Komponente ist für das verantwortlich, was der Benutzer sieht – oder die Benutzeroberfläche.
Die MVC-Architektur ist der Standard für iOS-Apps, was ihre Beliebtheit erklärt. Ihre Einfachheit ist einer ihrer Vorteile.
Wir bei DECODE haben jedoch im Laufe der Zeit festgestellt, dass MVC für große, komplexe Anwendungen mühsam und unhandlich werden kann.
Die Model-View-Presenter (MVP)-Architektur ist ein weiteres gängiges Muster, das in der Android-Entwicklung weit verbreitet ist.
Sie sieht folgendermaßen aus:
MVP
Die MVP-Architektur hat viele Ähnlichkeiten mit MVC. Auch hier verwaltet die Model-Komponente die Daten, und die View-Komponente ist für die Benutzeroberfläche zuständig.
Die Presenter-Komponente ist analog zur Controller-Komponente im MVC-Modell und enthält die Logik, die Daten für den Benutzer verarbeitet.
Ein großer Unterschied besteht jedoch darin, dass im MVP-Modell die View-Komponente die Verantwortung trägt.
Das bedeutet, dass sie die Anfragen an den Presenter und das Modell initiiert. In der MVC-Architektur ist der Controller zuständig.
Daher sind Views im MVP-Modell wiederverwendbar, was es modularer und wiederverwendbar macht als eine MVC-Anwendung.
Die Model-View-ViewModel (MVVM) Architektur trennt die Codelogik wie folgt:
MVVM
View beherbergt, wie immer, die visuellen Elemente wie UI und Text. Im Gegensatz zu den MVC- und MVP-Modellen kann die View-Komponente die UI-Elemente jedoch nicht direkt ändern.
Stattdessen verwendet der MVVM zu diesem Zweck die Datenbindung . Sie fungiert als Brücke zwischen den Komponenten View und ViewModel .
Das ViewModel enthält die Anwendungslogik, während das Model die Daten verwaltet.
Das bedeutet, dass das ViewModel effektiv arbeiten kann , ohne die View-Komponente kennen zu müssen.
Dies führt zu einer stärkeren Trennung der Logik, wodurch eine MVVM-Anwendung einfacher zu warten ist als MVP und MVC, weshalb wir sie bei DECODE verwenden.
Wir hoffen, dass Sie nun ein gewisses Verständnis und eine Wertschätzung für die verschiedenen Arten der Architektur von mobilen Anwendungen gewonnen haben.
Das wirft natürlich die praktische Frage auf: Welche Art von Architektur ist die richtige für Ihre App?
Leider gibt es darauf keine allgemeine Antwort. Sie hängt von den Umständen Ihres Projekts ab.
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