软件架构是指软件系统的高层结构，涉及软件的组成部分及其相互关系。合理的软件架构能够提高系统的可维护性、可扩展性和性能。以下是软件的十二种常见架构简介，并附带简单的代码示例。
1. 单体架构（Monolithic Architecture）
单体架构是指将所有功能模块打包在一起，作为一个整体来部署。其优点是简单易用，但随着项目的复杂度增加，维护起来会变得困难。
# 单体示例
class UserService:
def create_user(self, username):
# 创建用户逻辑
pass
class OrderService:
def create_order(self, user_id):
# 创建订单逻辑
pass
# 主程序
if __name__ == "__main__":
user_service = UserService()
order_service = OrderService()
2. 客户端-服务器架构（Client-Server Architecture）
客户端-服务器架构将客户端与服务器分离。客户端负责用户界面与用户交互，服务器则处理业务逻辑和数据存储。
# 服务器示例（Flask框架）
from flask import Flask, request
app = Flask(__name__)
@app.route('/user', methods=['POST'])
def create_user():
username = request.json['username']
return f"用户 {username} 创建成功", 201
if __name__ == '__main__':
app.run()
3. 微服务架构（Microservices Architecture）
微服务架构将应用拆分为多个小服务，每个服务独立开发和部署。每个服务可以用不同的技术栈实现，降低了系统间的耦合度。
# 微服务示例（使用 FastAPI）
from fastapi import FastAPI
app = FastAPI()
@app.post("/users/")
async def create_user(username: str):
return {"username": username, "message": "用户创建成功"}
# 另一个服务
@app.post("/orders/")
async def create_order(user_id: int):
return {"user_id": user_id, "message": "订单创建成功"}
4. 事件驱动架构（Event-Driven Architecture）
事件驱动架构基于事件的产生与消费。组件间通过事件进行解耦，提升了系统的灵活性。
# 事件驱动示例
class EventBus:
def __init__(self):
self.subscribers = []
def subscribe(self, fn):
self.subscribers.append(fn)
def publish(self, event):
for subscriber in self.subscribers:
subscriber(event)
def user_created(event):
print(f"用户 {event['username']} 创建成功。")
bus = EventBus()
bus.subscribe(user_created)
bus.publish({'username': 'Alice'})
5. 服务器无状态架构（Stateless Architecture）
在服务器无状态的架构中，每个请求都是独立的，服务器不存储任何会话信息。客户端需要发送所有必要的状态信息。
# 无状态示例
from flask import Flask, request
app = Flask(__name__)
@app.route('/login', methods=['POST'])
def login():
username = request.json['username']
password = request.json['password']
return f"用户 {username} 登录成功", 200
6. 领域驱动架构（Domain-Driven Architecture）
领域驱动架构将复杂业务逻辑与基础设施分离，以领域模型为核心，强调业务逻辑的重要性。
# 领域驱动示例
class User:
def __init__(self, username):
self.username = username
def change_username(self, new_username):
self.username = new_username
# 使用
user = User("Alice")
user.change_username("AliceNew")
7. 分层架构（Layered Architecture）
分层架构将系统分为不同层次，每层负责不同的职责，通常包括表示层、业务层和数据访问层。
# 分层架构示例
class UserRepository:
def save(self, user):
# 保存用户到数据库
pass
class UserService:
def __init__(self, repo):
self.repo = repo
def register_user(self, username):
user = User(username)
self.repo.save(user)
# 主程序
repo = UserRepository()
service = UserService(repo)
service.register_user("Alice")
8. 微内核架构（Microkernel Architecture）
微内核架构将核心系统与外部插件分离，允许系统功能的扩展和定制，适合需要高度可扩展的应用。
# 微内核伪代码示例
class CoreSystem:
def __init__(self):
self.plugins = []
def register_plugin(self, plugin):
self.plugins.append(plugin)
class Plugin:
def process(self, data):
pass
core = CoreSystem()
9. 事件源架构（Event Sourcing Architecture）
事件源架构将状态变化记录为事件，每次状态变化都生成新的事件，实现状态的追溯和重现。
# 事件源示例
class EventStore:
def __init__(self):
self.events = []
def append(self, event):
self.events.append(event)
store = EventStore()
store.append({"event": "user_created", "username": "Alice"})
10. 服务陷阱架构（Service-Oriented Architecture, SOA）
服务导向架构将功能模块封装为服务，通过网络协议通信，鼓励重用和标准化。
# SOA 示例（SOAP风格）
# 实际实现需要使用SOAP libraries
11. 模块化架构（Modular Architecture）
将应用划分为多个模块，每个模块相对独立，减少模块间的依赖性，提升模块的重用性。
# 模块化示例
class UserModule:
# 用户模块相关功能
pass
class OrderModule:
# 订单模块相关功能
pass
12. 云原生架构（Cloud-Native Architecture）
云原生架构充分利用云计算的特性，设计可自动伸缩、容错能力强的系统。
# 云原生示例
# 这通常涉及容器化技术，如 Docker 和 Kubernetes
总结，理解和应用不同的软件架构模式对于开发高效、可维护的系统至关重要。在实际应用中，往往结合多种架构模式以满足特定需求。
