Dans le développement de logiciels et de systèmes informatiques, les patterns architecturaux jouent un rôle essentiel pour assurer la maintenabilité, l’évolutivité et l’extensibilité des applications.

Ces patterns permettent de structurer l’architecture d’une application en séparant les préoccupations et en offrant des solutions éprouvées aux défis courants du développement logiciel.

Dans cet article, nous allons explorer cinq patterns architecturaux modernes, en expliquant leur fonctionnement, en détaillant leurs avantages et inconvénients, et en illustrant chaque cas par un exemple concret.

 

1. Architecture monolithique avec rendu côté serveur

 

L’architecture monolithique avec rendu côté serveur est un modèle traditionnel dans lequel le frontend et le backend sont étroitement couplés. Le frontend est généré par le backend, ce qui signifie que la partie serveur génère la vue qui est ensuite affichée par le navigateur. Le navigateur agit simplement en tant qu’afficheur de la vue.

 

Fonctionnement :

– Lorsqu’un utilisateur accède à une page de l’application, une requête est envoyée au serveur.

– Le serveur traite la requête, effectue les opérations nécessaires, génère la vue associée à la page demandée et la renvoie au navigateur pour affichage.

 

Avantages :

– Bon référencement SEO : les vues sont générées côté serveur, ce qui facilite l’indexation par les moteurs de recherche.

– Facilité de mise en place : l’architecture monolithique est simple à déployer et à gérer.

 

Inconvénients :

– Maintenance et bugs : un bug sur une partie de l’application peut affecter l’ensemble de l’application.

– Indisponibilité lors des déploiements : pendant le processus de déploiement, les utilisateurs peuvent ne pas avoir accès à l’application.

 

Exemple pratique : Dans le cas d’une application bancaire monolithique avec rendu côté serveur, lorsqu’un utilisateur se connecte, le serveur génère la page d’accueil contenant les informations de son compte bancaire, puis la renvoie au navigateur pour affichage.

 

 

2. Architecture monolithique avec rendu côté client

 

L’architecture monolithique avec rendu côté client est similaire à l’architecture monolithique avec rendu côté serveur, mais avec une séparation plus claire entre le frontend et le backend. Le frontend est développé comme une application autonome déployée sur un serveur distinct, tandis que le backend gère la logique métier et les données.

 

Fonctionnement :

– Le frontend, une application autonome, envoie des requêtes au backend via des API (REST, GraphQL, etc.) pour récupérer les données.

– Le backend traite les requêtes, interagit avec la base de données et renvoie les données au frontend.

– Le frontend gère l’affichage des données et les interactions utilisateur, offrant ainsi une expérience plus fluide et interactive.

 

Avantages :

– Performances améliorées : le frontend, généralement sous forme de Single Page Application (SPA), offre une navigation rapide entre les pages, ce qui peut donner naissance à des Progressive Web Applications (PWA).

– Maintenance facilitée : en séparant le frontend et le backend, il est plus facile de localiser et de corriger les bugs.

– Scalabilité facilitée : le frontend et le backend peuvent être mis à l’échelle indépendamment en fonction de leurs charges respectives.

 

Inconvénients :

– Référencement SEO moins performant : les moteurs de recherche peuvent avoir plus de difficultés à indexer les pages générées côté client.

– Complexité : la gestion de deux applications distinctes nécessite plus d’efforts et de ressources.

 

Exemple pratique : Une application bancaire avec architecture monolithique côté client pourrait avoir son frontend développé en Angular, communiquant avec un backend utilisant des API REST pour afficher les informations du compte et effectuer des transactions.

 

 

3. Architecture Orientée Service (SOA)

 

L’architecture Orientée Service (SOA) est un modèle dans lequel une application est divisée en plusieurs services autonomes, chacun ayant une fonctionnalité spécifique. Ces services peuvent interagir entre eux pour produire les informations nécessaires à l’utilisateur.

 

Fonctionnement :

– Les différentes fonctionnalités de l’application sont séparées en services distincts, fonctionnant de manière indépendante.

– Ces services peuvent communiquer entre eux via des protocoles et des interfaces bien définis, comme des API (REST, SOAP, etc.) ou des files de messages.

– Lorsqu’une requête utilisateur est reçue, les services nécessaires sont sollicités pour fournir les données et produire la réponse finale.

 

Avantages :

– Découplage des services : chaque service peut être géré et mis à l’échelle indépendamment des autres.

– Maintenance facilitée : les services sont autonomes, ce qui simplifie la correction des bugs et les mises à jour.

– Scalabilité : les services peuvent être déployés de manière flexible en fonction de la demande.

 

Inconvénients :

– Communication synchrone : les services peuvent dépendre les uns des autres, ce qui peut entraîner des problèmes de performance si l’un d’eux est lent ou indisponible.

– Complexité initiale : la mise en place d’une architecture SOA peut être complexe et nécessiter une planification approfondie.

 

Exemple pratique : Dans une application bancaire avec architecture SOA, différents services pourraient être dédiés à la gestion des comptes, des transactions, des paiements, etc., et ils communiqueraient entre eux pour fournir une vue complète du compte bancaire d’un utilisateur.

 

 

4. Architecture Microservice

 

L’architecture Microservice est une évolution de l’architecture SOA, dans laquelle les services sont décomposés en unités plus petites et spécialisées, appelées microservices. Chaque microservice est autonome et communique avec d’autres microservices via des API bien définies.

 

Fonctionnement :

– Chaque microservice est responsable d’une tâche spécifique de l’application, ce qui permet d’atteindre une plus grande modularité et flexibilité.

– Le frontend communique avec un seul point d’entrée, appelé gateway, qui dirige les requêtes vers les microservices appropriés.

– Les microservices peuvent être développés, déployés et mis à l’échelle de manière indépendante, ce qui facilite la gestion de l’ensemble du système.

 

Avantages :

– Scalabilité : chaque microservice peut être mis à l’échelle individuellement en fonction de sa charge.

– Tolérance aux pannes : si un microservice échoue, les autres peuvent continuer de fonctionner normalement.

– Facilité de maintenance : les microservices étant indépendants, les mises à jour et les corrections de bugs sont plus faciles à gérer.

– Séparation des responsabilités : chaque microservice gère une fonctionnalité spécifique, ce qui simplifie le développement.

 

Inconvénients :

– Infrastructure conséquente : le découplage des services entraîne une complexité accrue de l’infrastructure et des déploiements.

– Besoin de compétences spécifiques : le développement et la gestion de multiples microservices nécessitent des compétences spécifiques en matière de gestion de l’architecture distribuée.

– Possibilité de l’effet inverse : si les microservices sont mal conçus ou trop nombreux, cela peut entraîner une surcharge de communication entre eux et nuire aux performances globales de l’application.

 

Exemple pratique : Dans le contexte d’une application bancaire, chaque fonctionnalité spécifique, telle que la gestion des comptes, des transactions et des paiements, pourrait être implémentée en tant que microservice distinct, avec sa propre base de données et son API spécifique.

 

 

5. Event Sourcing

 

Event Sourcing est un pattern architectural qui consiste à enregistrer chaque action ou opération effectuée dans l’application sous forme d’événement, plutôt que de simplement enregistrer l’état final de l’application.

 

Fonctionnement :

– Chaque action utilisateur, telle qu’une transaction, un retrait ou un dépôt, est enregistrée sous forme d’événement avec tous les détails pertinents, tels que le type d’action, l’heure, l’utilisateur, etc.

– Au lieu de stocker uniquement l’état courant de l’application, l’Event Sourcing conserve une séquence d’événements qui peuvent être rejoués pour reconstruire l’état actuel de l’application.

– Pour obtenir l’état courant de l’application, les événements sont récupérés dans l’ordre chronologique et appliqués séquentiellement pour construire l’état actuel de l’application.

 

Avantages :

– Reconstruction de l’état de l’application à un instant donné : grâce à la journalisation des événements, il est possible de retrouver l’état complet de l’application à tout moment passé, ce qui peut être très utile pour le débogage et l’analyse.

– Traçabilité complète : en enregistrant tous les événements, l’Event Sourcing offre une traçabilité complète de toutes les actions effectuées dans l’application, ce qui peut être précieux pour l’audit et la conformité.

– Flexibilité dans le traitement des événements : en conservant tous les événements, il est possible de réinterpréter les actions passées à mesure que les exigences évoluent ou que de nouveaux cas d’utilisation apparaissent.

 

Inconvénients :

– Lenteur pour la reconstruction en cas de volumétrie importante : avec une grande quantité d’événements, la reconstruction de l’état peut devenir lente et complexe. Cela nécessite une gestion efficace des événements et une optimisation pour des performances adéquates.

– Complexité du stockage des événements : la gestion de la volumétrie des événements peut nécessiter des ressources importantes, notamment en matière de stockage, de sauvegarde et de traitement.

 

Exemple pratique : Dans une application bancaire basée sur Event Sourcing, chaque action effectuée par un utilisateur, telle qu’une transaction de débit, une transaction de crédit ou un changement d’adresse, serait enregistrée en tant qu’événement. Pour connaître l’état actuel du compte bancaire d’un utilisateur, tous les événements associés à ce compte seraient récupérés et rejoués séquentiellement pour construire l’état actuel du compte. Cela permettrait de maintenir une séparation claire entre les opérations de lecture et d’écriture tout en améliorant les performances et la scalabilité de l’application.

 

 

6. CQRS (Command Query Responsibility Segregation)

 

CQRS est un pattern architectural qui consiste à séparer les opérations de lecture (requêtes) des opérations d’écriture (commandes) en utilisant des bases de données distinctes.

 

Fonctionnement :

– Dans une architecture CQRS, les requêtes de lecture (lectures de données) sont gérées par une base de données dédiée aux opérations de lecture.

– Les opérations d’écriture (ajout, mise à jour ou suppression de données) sont gérées par une autre base de données, spécialement conçue pour gérer les opérations d’écriture.

– Les commandes (opérations d’écriture) sont utilisées pour enregistrer les événements liés aux différentes actions de l’utilisateur. Ces événements sont stockés dans la base de données d’écriture.

 

Avantages :

– Performances améliorées : en séparant les bases de données de lecture et d’écriture, il est possible d’optimiser chaque base de données en fonction de son type d’opérations.

– Scalabilité : les bases de données de lecture et d’écriture peuvent être mises à l’échelle de manière indépendante en fonction de leurs charges respectives, ce qui permet une meilleure gestion du trafic.

– Séparation des responsabilités : en séparant les opérations de lecture et d’écriture, le code devient plus modulaire et plus facile à maintenir.

 

Inconvénients :

– Complexité initiale : la mise en place de deux bases de données distinctes et la gestion des commandes et des requêtes peuvent ajouter de la complexité à l’application.

– Cohérence différée : en raison de la séparation des bases de données, il peut y avoir un léger délai entre les opérations d’écriture et leur prise en compte lors des opérations de lecture.

 

Exemple pratique : Dans une application bancaire avec architecture CQRS, les requêtes de consultation du solde du compte ou de l’historique des transactions seraient gérées par une base de données dédiée aux opérations de lecture. Lorsqu’un utilisateur effectue une transaction ou modifie ses informations, une commande est utilisée pour enregistrer l’événement correspondant dans la base de données d’écriture. Les événements d’écriture sont ensuite traités de manière asynchrone pour mettre à jour la base de données de lecture. Cela permet de maintenir une séparation claire entre les opérations de lecture et d’écriture tout en améliorant les performances et la scalabilité de l’application.