软件体系结构和软件框架是软件开发领域的两个重要概念。尽管它们之间存在密切的联系,但也有明显的区别。软件体系结构一词源自“architecture”,原意是建筑、建筑学、建筑风格。软件体系结构虽然根植于软件工程,但迄今为止还没有一个被普遍认可的定义。这反映了软件体系结构领域仍然处于一个发展和研究的阶段。《设计模式》这本书对软件框架的定义是框架是一组相互协作的类,对于特定的一类软件,框架构成了一种可重用的设计。软件框架是项目软件开发过程中提取特定领域软件的共性部分形成的体系结构,不同领域的软件项目有着不同的框架类型。
框架的主要作用在于它提炼了特定领域软件的共性部分,从而在这一领域内新项目的开发过程中不需要从头编写代码,而是在框架的基础上进行一些开发和调整就可以满足需求。这种做法不仅提高了软件的质量,降低了成本,还缩短了开发时间,使开发过程越来越轻松,效益越来越好,形成一种良性循环。需要明确的是,框架不是现成可用的应用系统,它是一个半成品,需要后来的开发人员进行二次开发,实现具体功能的应用系统。框架也不是“平台”,平台的概念比较模糊,它可以是一种操作系统、一种应用服务器、一种数据库软件、一种通讯中间件等等。平台在应用层面上主要指提供特定服务的系统软件,而框架则更侧重于设计和开发过程。框架通过调用平台提供的服务来发挥作用。
框架与架构之间的关系在于,框架不是架构,即不是软件体系结构。体系结构确定了系统整体结构、层次划分,以及不同部分之间的协作等设计考虑。框架比架构更具体,更偏重于技术层面。确定了框架后,软件体系结构也随之确定。对于同一软件体系结构,比如Web开发中的MVC,可以通过多种框架来实现。
框架与设计模式之间的关系是,设计模式和框架是软件设计中的两个不同的研究领域。设计模式研究的是一个设计问题的解决方法,一个模式可以应用于不同的框架和被不同的编程语言实现。框架则是一种应用的体系结构,它是一个或多种设计模式和代码的混合体。尽管设计模式和框架有所不同,但它们共同致力于使人们的设计可以被重用,在思想上存在统一性。因此,设计模式的思想可以在框架设计中进行应用。
在应用领域上,框架提供的是整个应用的体系结构,而设计模式提供的是单一设计问题的解决方案,并且这个方案可以在不同的应用程序或者框架中进行应用。从内容上分,设计模式仅是一个单纯的设计,这个设计可以被不同语言以不同的方式实现;而框架则是设计和代码的一个混合体,编程者可以以各种方式对框架进行扩展,进而形成完整的不同的应用。由于设计模式是与语言无关的,因此它比框架更容易移植。框架一旦设计完成,尽管还没有构成完整的一个应用,但以其为基础进行应用的开发显然要受到框架实现环境的制约。设计模式可以适用于更广泛的异构环境中。框架是软件,而设计模式是软件的知识体,提升框架的设计水平。
在软件开发中,架构师和开发人员需要理解框架和设计模式的区别和联系,以便在设计和实现软件时,合理地使用它们来提高开发效率,优化软件质量,并适应不同项目的需求。