Архитектура мобильного приложения: значение, типы и составляющие

Успех мобильного приложения зависит от того, насколько хорошо были продуманы все детали в ходе его разработки. Безусловно, грамотный маркетинг также важен, однако он не заставит аудиторию использовать ваше решение на постоянной основе – в частности, если оно изначально было сконструировано неправильно и недружественно с точки зрения пользовательского опыта. В преодолении всех этих челленджей архитектура играет не последнюю роль. Ниже мы расскажем более подробно о том, как устроена архитектура приложения, как она работает, и из каких ключевых компонентов она состоит.

Что такое архитектура мобильного приложения?

Архитектура мобильного приложения – это совокупность решений и действий, позволяющих организовать корректную работу программы. В нее входят как интерфейсы, так и структурные элементы, базы данных, стили и другие компоненты.

Хорошо построенная архитектура должна соответствовать следующим критериям:

• быть эффективной и выполнять свои функции, независимо от нагрузки на сервера;

• оставаться гибкой и иметь возможность расширения новым функционалом;

• легко подвергаться тестированию – это повышает надежность и уменьшает время на проверку и внедрение новых функций;

• быть понятной и структурированной – это упрощает внедрение новых специалистов в проект.

Разработкой архитектуры занимается отдельный специалист – системный архитектор. Он/она определяет бизнес-логику приложения, опираясь на требования, стандарты и перспективы оптимизации/масштабирования. Также этот специалист отвечает за выбор стэка технологий для разработки, создает прототипы, ведет документацию и координирует разработчиков в процессе работы над проектом.

Важность, необходимость и роль архитектуры мобильного приложения

Этап, посвященный созданию архитектуры, помогает команде разработки понять, как будет функционировать приложение и проанализировать его процессы (при необходимости – и оптимизировать тоже) до того, как начнется полноценная разработка. Таким образом, достигается экономия средств – как при дальнейшей технической поддержке, так и разработке последующих обновлений. 

Типы архитектуры мобильного приложения

Формально, можно выделить четыре наиболее популярных типа архитектуры мобильного приложения. Выбор в пользу конкретной должен быть сделан исходя из проектных требований, используемых источников для получения данных, а также перспектив масштабирования.

• MVC (Model-View-Controller)

Архитектура MVC подразумевает разбиение программного кода на три компонента: модель (отвечает за данные, используемые приложением), отображение (описывает внешний вид приложения) и контроллер (контролирует то, как работает приложение). Благодаря такому разделению, участники проектной команды может работать над каждым из этих трех компонентов независимо друг от друга, тем самым, сокращая время разработки и упрощая отладку, тестирование и оптимизацию продукта. 

• MVP (Model-View-Presenter)

Архитектура MVP – это одна из интерпретаций MVC, в которой место Controller занимает Presenter, менее зависимый от Model и исполняющий роль функциональной прослойки. Это накладывает определенные особенности и на специфику взаимодействия между Model и View,  так теперь это происходит не напрямую, а через посредника Presenter. Такой подход имеет смысл использовать в случаях, когда связывание данных реализовать невозможно.

• MVVM (Model-View-ViewModel)

Паттерн MVVM также разделяет приложение на три отдельные части – Model (сюда относятся данные, процессы с их участием, запросы, и пр.), View (внешний вид приложения) и ViewModel (своеобразная прослойка между View и Model, которая позволяет не использовать интерфейсы представления (View) при связывании данных). Как и предыдущих два типа, этот значительно упрощает тестирование, обслуживание и дальнейшую доработку программного обеспечения, позволяя проектным командам разделять между собой задачи и выполнять их синхронно.

• Clean Architecture

Это еще один часто используемый тип архитектуры, который подразумевает разделение приложения на уровень представления, уровень приложения, уровень домена и уровень инфраструктуры. При этом разработчики должны придерживаться ряда принципов, таких как сохранение независимости от фреймворков, обеспечение тестируемости, независимость от UI, независимость от баз данных, а также независимость от любых внешних ресурсов и инструментов. Также, согласно Clean Architechture, модули на более высоких уровнях не должны зависеть от тех, что расположены уровнями ниже; при этом, зависимости между модулями реализуются через абстракции, которые, в свою очередь, не должны зависеть от деталей (обратная зависимость разрешена). Таким образом, изменения, вносимые в модули на низких уровнях, не отражаются на модулях более высоких уровней. 

Компоненты архитектуры мобильных приложений

С точки зрения конечного пользователя, работа мобильного приложения заключается во взаимодействии с программным интерфейсом. Однако на деле, мобильные приложения имеют больше компонентов, которые формируют их архитектуру. Давайте рассмотрим составляющие архитектуры мобильного приложения по отдельности.

Фронтенд (Сторона клиента)

Фронтенд – это визуальная часть мобильного приложения, с которой пользователь напрямую взаимодействует. Сюда можно отнести дизайн приложения, реализованную в нем интерактивность и представление данных. Выполняя какие-либо действия с этими компонентами, пользователь получает определенную реакцию программы, отображаемую визуально (иногда добавляются звуковые эффекты). С технической точки зрения, в этот момент осуществляется запрос на серверную часть приложения, где происходит его обработка и генерируется результат. 

В отличие от дизайна, фронтенд-разработка подразумевает не только визуализацию пользовательского интерфейса (то есть, кнопок, плееров, картинок, иконок и пр.), но и наполнение его функциональными возможностями (например, кнопка для запуска меню его открывает, кнопка для выхода выходит из приложения и т.д.).

Бэкенд (Серверная сторона)

Бэкендом называется серверная часть мобильного приложения, которая принимает непосредственное участие в обработке данных, полученных либо через конечного пользователя, либо опосредованно, через пользовательский запрос на стороне фронтенда к базе данных приложения. Это все то, что скрыто от глаз конечных пользователей мобильных приложений и что отвечает за предоставление им определенных реакций приложения на их конкретные действия.

С точки зрения реализации, бэкенд подразумевает написание серверных скриптов и работу с серверными технологиями. На их основе осуществляются определенные сценарии для обмена данными, подключаются правильные системы и инструменты для управления и хранения информации, а также обеспечивается общая производительность мобильного приложения и исключаются сбои в его работе.

База данных

База данных — это упорядоченный набор электронных данных с единой структурой. Использование баз данных в роли компонентов архитектуры мобильных приложений позволяет снизить скорость загрузки их страниц и повысить безопасность и стабильность системы. Также такой подход упрощает добавление нового контента, так как при необходимости, с базой данных это становится возможным без участия разработчиков (администраторы, имеющие соответствующие права доступа, могут сделать это самостоятельно).

Стоит отметить, что базы данных позволяют создавать новые типы данных, используя те, что уже существуют, а также упрощают и уменьшают объем работы для разработчиков, использующих объектно-ориентированный подход: в частности, благодаря возможности выделять общие свойства и формировать на их основе классы, разработчики получают возможность избежать избыточности внутри системы.

Аутентификация и безопасность

Аутентификация определяет то, как происходит проверка личности пользователя, который хочет войти в систему. Неотъемлемым атрибутом аутентификации считается учетная запись пользователя, требующая ввода логина, пароля и, опционально, некоторых других данных. Ныне популярна так называемая двухфакторная аутентификация, которая использует либо нативные возможности мобильных платформ, такие как получение SMS и принятие звонков, либо сторонние сервисы, наподобие электронной почты, для генерации одноразовых кодов.

Вместе с тем, аутентификация – это не единственный способ обезопасить конечного пользователя вашего мобильного приложения от сбоев работы и хищения приватных данных. В частности, разработчики часто прибегают к реализации протоколов шифрования данных, внедряют алгоритмы фильтрации входных данных, а также обеспечивают стабильность системы (например, через нагрузочное тестирование).

Проектирование архитектуры мобильного приложения

Теперь давайте попробуем выяснить, какие этапы подразумевает процесс проектирования архитектуры мобильного приложения.

Определение требований

Прежде, чем проектировать мобильное приложение и создавать его архитектуру, мобильным разработчикам нужно понять, каковы вообще его цели. Для этого команда разработки обсуждает проект с его владельцами и прочими заинтересованными лицами чтобы выяснить, какие задачи должен он выполнять, какие перспективы его развития они рассматривают в будущем, и каким образом будет реализована его монетизация. Также выясняются платформы, на которых будет разворачиваться приложение и определяется его функционал и источники получения данных.

В конечном счете, столь детальное “интервью” помогает проектной команде сформировать список спецификаций к приложению и его документацию, которые, в свою очередь, можно воспринимать как отправную точку и фундамент для построения правильной архитектуры. 

Выбор подхода к архитектуре

На этом этапе формируется общая идея, где определяются основные возможности будущего программного решения. Эти инсайты помогают системным архитекторам осознать, каким именно образом будет реализовываться задуманный функционал с технической точки зрения, и какой для этого подойдет стэк технологий лучше всего. 

Выше мы уже упомянули о четырех самых распространенных типах (паттернах) разработки мобильных приложений – это MVC, MVP, MVVM и Clean Architecture – как вы можете помнить, каждый из них выбирается в зависимости от возможностей привязки данных и их разделения. Собственно, этот этап позволяет проектным командам получить достаточно информации от заказчика, чтобы сделать выбор в пользу наиболее верного варианта, который бы обеспечил дальнейшую масштабируемость проекта и ускорил работу над его версиями.  

Разработка компонентной структуры

В предыдущем разделе мы описали четыре ключевых компонента, которые составляют архитектуру мобильного приложения: это фронтенд, бэкенд, базы данных и решения безопасности. В то же время, любой из вышеприведенных паттернов (MVC, MVP, MVVM и Clean Architecture) может быть реализован как с затрагиванием каждого (или нескольких) из них, так и для отдельного компонента в частности – все зависит от выбранного технологического стэка и бизнес-логики приложения. Однако также важно заметить, что в одном приложении может быть реализован только один паттерн.

Такая гибкость позволяет разработчикам реализовывать даже самые сложные пользовательские сценарии, обозначенные заказчиком, не усложняя программную структуру приложения и, тем самым, не замедляя процесс его тестирования и оптимизации.  

Планирование взаимодействия между компонентами

Правильная архитектура мобильного приложения подразумевает то, что само приложение понимает, каким образом ему нужно действовать при конкретных пользовательских сценариях (то есть, фактически, исключаются ситуации, когда определенное действие пользователя в рамках интерфейса приводит к зависанию системы или выдаче сообщения о системной ошибке). На этапе планирования, это отображается в определении способов взаимодействия и связей между ее отдельными компонентами, о которых мы неоднократно упоминали ранее.

Более того, отметим, что этот этап помогает исключить лишние шаги на пути передачи данных с фронтенда к бэкенду и обратно. Таким образом, системные архитекторы могут уже на ранних этапах разработки мобильного приложения обеспечить его высокую производительность и интерактивность.

Обеспечение безопасности

С точки зрения планирования архитектуры приложения, ее безопасность заключается в предусмотрении системными архитекторами способов аутентификации/авторизации конечных пользователей, а также сокращения числа компонентов, использующих приватные пользовательские данные.

Кроме того, выбираются компоненты и определяются процессы, которые требуют шифрования данных и предусматриваются средства и инструменты, которые отвечают за их фильтрацию и приведение к единому формату.

Наконец, системные архитекторы должны предусмотреть отсутствие в создаваемой ими архитектуре единой точки отказа – то есть, узла системы, при сбое в котором все мобильное приложение утрачивает свою работоспособность. Это повышает качество пользовательского опыта и исключает утерю промежуточных данных, так как при возникновении сбоев, пользователям не придется выходить из приложения и запускать его заново.

Тестирование архитектуры

Хотя формальное определение процесса тестирования архитектуры мобильного приложения ничем не отличается от того, что мы привыкли подразумевать под термином “Quality Assurance” (соответствие проекта заранее определенным спецификациям и критериям качества), практическая его реализация требует иных методов и подходов – здесь нет никакого покрытия программного кода тест-кейсами, равно как и баг-репортов. Это тестирование осуществляется еще до этапа программирования и нацелено, прежде всего, на выявление возможных проблем и перспектив оптимизации/масштабирования приложения.

В частности, архитектурное тестирование включает обнаружение проблем, которые могут негативно сказаться на скорости разработки и “чистоте” программного кода. Также тестирование архитектуры помогает разработчикам открыть ключевые направления для улучшения производительности и надежности создаваемого решения.

Оптимизация продуктивности и ресурсов

Для оптимизации продуктивности мобильного приложения через его архитектуру обычно используются следующие методы и подходы: 

• ревью, при котором системные архитекторы анализируют ранее созданную архитектуру мобильного приложения и сопоставляют ее с предопределенными требованиями и стандартами, описанными в документации;

• анализ выбранной модели, который подразумевает использование специализированных аналитических инструментов, помогающих определить потенциальные проблемы и перспективы масштабирования согласно списку спецификаций к проекту;

• разработка прототипов, подразумевающая создание сразу нескольких прототипов, основанных на разных архитектурных паттернах, и нацеленных на сбор обратной связи со стороны остальной проектной команды и конечных пользователей;

• сценарное тестирование, требующее разработки стандартных пользовательских сценариев с обозначением задействованных в них архитектурных компонентов и связей между ними.

Выполненные в одиночку или в совокупности, эти приемы помогают добиться лучшей архитектуры для конкретного проекта.

Масштабирование архитектуры

Наконец, при необходимости, осуществляется масштабирование архитектуры. Оно может заключаться как в добавлении новых функций, так и в адаптации мобильного приложения под новые рабочие нагрузки (например, если заказчик попросил усложнить бизнес-логику или теперь, вместо приблизительных ста одновременных пользователей, приложение испытывает нагрузки в сто раз больше) – собственно, от этого будет зависеть способ самого масштабирования.

Так, если мы говорим о масштабировании функционала, он, как правило, реализуется через подключение новых API. Если же рассматривать повышение производительности, оно может быть достигнуто несколькими способами: переносом мобильного приложения в облако (с локальных серверов) или подключением приложения к CDN – здесь все зависит от конкретных задач, возложенных на приложение.

Разработайте собственное мобильное приложение с WEZOM

Если вы хотите создать мобильное приложение – например, для фитнеса и тренировок, – обращайтесь к нам. Наши специалисты проанализируют вашу идею, создадут четкий план ее реализации и приступят к работе. В результате, вы за считанные месяцы получите готовый продукт, полностью заточенный под потребности и цели его аудитории и наделенный повышенной конкурентоспособностью. Напишите нам, позвоните нам или просто приходите к нам в офис – мы будем работы проконсультировать по любым вопросам, связанным с мобильной разработкой.

Заключение

Как видим, архитектура мобильного приложения – это неотъемлемая его часть, которая способна как продлить его жизненный цикл и сделать более устойчивым к последующим модернизациям и оптимизациям, так и возыметь обратный эффект. В конечном счете, правильно выбранная архитектура обеспечивает согласованность мобильного приложения с бизнес-целями его владельцев, так как именно она отвечает за быстрое и простое внесение изменений, масштабирование, и расширение функционала. Если вы хотите, чтобы ваша команда разработки скрупулезно отнеслась к созданию архитектуры для вашего проекта, свяжитесь с нами прямо сейчас.

FAQ

Что такое архитектура мобильного приложения?

Архитектура мобильного приложения – это подход к организации и структурированию программного кода, из которого состоит это приложение. Правильный выбор архитектуры упрощает как процесс создания приложения, так и его дальнейшую доработку и поддержку.

Из чего состоит архитектура мобильного приложения?

К основным компонентам архитектуры мобильного приложения относятся фронтенд (клиентская часть приложения), бэкенд (серверная часть приложения), база данных (структурированный и отсортированный набор данных, которые используют приложение), аутентификация и безопасность (алгоритмы шифрования, протоколы безопасности и пр.).