Software Architecture - Cheatsheet

Singleton Pattern: Sorgt dafür, dass eine Klasse nur eine Instanz hat.

Definition:

Stellt sicher, dass eine Klasse genau eine Instanz hat.

Details:

• Nützlich für globale Zustände oder Konfigurationen.
• Implementierung meist durch eine statische Methode, die die einzige Instanz zurückgibt.
• Thread-Sicherheit beachten!
• Beispiel in Java:

class Singleton {   private static Singleton instance;   private Singleton() {}   public static Singleton getInstance() {       if (instance == null) {           synchronized (Singleton.class) {               if (instance == null) {                   instance = new Singleton();               }           }       }       return instance;   }}

Microservices: Zerlegung der Anwendung in eine Sammlung kleiner, lose gekoppelter Dienste.

Definition:

Aufteilung einer monolithischen Anwendung in eine Sammlung kleiner, unabhängig von einander arbeitender Dienste.

Details:

• Jeder Dienst ist eigenständig und führt eine spezialisierte Aufgabe aus.
• Dienste kommunizieren über APIs (typischerweise RESTful oder gRPC).
• Ermöglicht unabhängiges Skalieren und Entwickeln der einzelnen Dienste.
• Erfordert ein durchdachtes Deployment und Monitoring der einzelnen Dienste.
• Höhere Komplexität in Bezug auf Datenkonsistenz und Transaktionen.
• Benötigt DevOps-Tools und Continuous Integration/Continuous Delivery (CI/CD).

Extreme Programming (XP): Fokus auf technische Exzellenz und fortlaufende Feedbackschleifen.

Definition:

Extreme Programming (XP) ist eine agile Softwareentwicklungsmethode, die sich auf technische Exzellenz und ständige Feedbackschleifen konzentriert.

Details:

• Technische Exzellenz: Praktiken wie Testgetriebene Entwicklung (TDD), kontinuierliche Integration, Refactoring.
• Feedbackschleifen: Regelmäßige Code-Reviews, Pair Programming, häufige Releases und stand-up Meetings.
• Kernwerte: Kommunikation, Einfachheit, Feedback, Mut und Respekt.
• Iterativ und inkrementell: Entwicklung erfolgt in kurzen Zyklen mit laufenden Anpassungen.

Wartbarkeit: Fähigkeit des Systems, Änderungen einfach umzusetzen.

Definition:

Wartbarkeit: Fähigkeit des Systems, Änderungen einfach umzusetzen.

Details:

• Modularität: Unabhängige Module erleichtern Änderungen.
• Dokumentation: Hilft, den Code zu verstehen.
• Testbarkeit: Automatisierte Tests vereinfachen Überprüfung von Änderungen.
• Lesbarkeit: Klare und verständliche Code-Struktur.
• Kohäsion und Kopplung: Hohe Kohäsion und niedrige Kopplung fördern Wartbarkeit.
• Versionskontrolle: Nachvollziehbarkeit von Änderungen.

Architekturdiagramme: Grafische Darstellung der Systemkomponenten und ihrer Beziehungen.

Definition:

Grafische Darstellung der Systemkomponenten und ihrer Beziehungen.

Details:

• Dienen zur Visualisierung der Struktur eines Softwaresystems.
• Unterstützen die Kommunikation zwischen Stakeholdern.
• Ermöglichen eine bessere Planung und Analyse von Systemarchitekturen.
• Typen: UML-Diagramme, Schichten- und Komponenten-Diagramme, C4-Modell.
• Ziele: Klarheit, Übersicht, Wartbarkeit, und Skalierbarkeit des Systems.

Event-Driven Architecture: Reaktion auf und Verarbeitung von Ereignissen in Echtzeit.

Definition:

Architekturmuster, das Ereignisse in Echtzeit bemerkt und darauf reagiert, oft verwendet für Systeme, die auf Änderungen schnell reagieren müssen.

Details:

• Zentrale Konzepte: Ereignisse, Event Producer, Event Consumer, Event Broker
• Ereignisse (Events) sind signifikante Änderungen im Systemzustand
• Produzenten erzeugen Ereignisse, Konsumenten verarbeiten sie
• Event Broker vermittelt Ereignisse zwischen Produzenten und Konsumenten
• Vorteile: Skalierbarkeit, Entkopplung, Reaktivität
• Nachteile: Komplexität, potenzielle Inkonsistenzen
• Verwendete Technologien: Apache Kafka, RabbitMQ, AWS Lambda

Skalierbarkeit: Fähigkeit, den Umfang und die Leistung der Software zu erhöhen.

Definition:

Fähigkeit einer Software, auf zunehmende Last oder Benutzeranforderungen mit Erweiterung in Kapazität oder Leistung zu reagieren.

Details:

• Vertikale Skalierung: Erhöhung der Ressourcen (z.B. CPU, RAM) eines einzelnen Servers.
• Horizontale Skalierung: Hinzufügen weiterer Server zur Bewältigung der Last.
• Wichtig für hohe Verfügbarkeit und Performance.
• Muss bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt werden.
• Messbare Kenngrößen: Durchsatz, Latenz, Antwortzeiten.

UML: Universelle Modellierungssprache zur Dokumentation und Planung von Systemen.

Definition:

Visualisierungs- und Modellierungssprache für die Planung und Dokumentation von Softwaresystemen. Standardisiert in der Informatik für objektorientierte Modellierung.

Details:

• Use-Case-Diagramme: Visualisierung von Benutzer-Interaktionen
• Klassendiagramme: Struktur und Beziehungen von Klassen
• Sequenzdiagramme: Ablauf von Prozessen und Nachrichten
• Aktivitätsdiagramme: Modellierung von Workflows
• Zustandsdiagramme: Darstellung von Zustandsänderungen