Рассмотрим уровни абстракции в нотации C4, начиная с контекстной диаграммы.

Контекстная диаграмма (Context Diagram, C1)

Контекстная диаграмма (C1) в нотации C4 является наиболее высокоуровневым видом архитектурной визуализации, предназначенным для обзора и представления всей системы в окружении её внешних взаимодействий. Она демонстрирует, как система в целом взаимодействует с внешними пользователями, системами и сервисами.

Основная цель контекстной диаграммы — предоставить чёткое и сжатое понимание того, как система вписывается в более широкий контекст бизнес-процессов и технических взаимодействий. Диаграмма подчеркивает внешние сущности, которые взаимодействуют с системой, и основные потоки информации между ними. Это помогает заинтересованным сторонам, включая непрофессионалов в области IT, лучше понять предназначение системы и её ключевые зависимости.

Ключевые элементы С1

Контекстная диаграмма включает следующие основные элементы:

  • Человек (Person): Это могут быть реальные пользователи системы или роли, представляющие группы пользователей, взаимодействующих с системой.
  • Системы (Software Systems): Внешние системы, которые взаимодействуют с изучаемой системой, обмен информацией или интеграция.
  • Потоки данных: Важные потоки данных, которые показывают, какая информация передаётся между системой и внешними сущностями.

Процесс создания диаграммы:

Для создания контекстной диаграммы C1 необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Определение границ системы: Чёткое определение того, что включено в систему и что находится вне её границ.
  2. Идентификация внешних сущностей: Определение всех внешних пользователей и систем, которые взаимодействуют с системой.
  3. Визуализация взаимодействий: Отображение взаимодействий между системой и каждой из внешних сущностей с помощью стрелок или линий, указывающих направление потоков данных.
  4. Рефакторинг и уточнение: Уточнение диаграммы для повышения её читаемости и понимания, устранение излишних деталей, которые могут отвлекать от основной цели.

Контекстная диаграмма C1 играет критическую роль в архитектурном проектировании, поскольку она служит отправной точкой для дальнейшего детализирования архитектуры в более мелких масштабах уровней C2, C3 и C4. Это первый шаг в понимании и анализе системы, который облегчает последующую работу над архитектурой и содействует эффективной коммуникации с заинтересованными сторонами.

Диаграмма контейнеров (Container Diagram, C2)

Диаграмма контейнеров (C2) является вторым уровнем детализации в нотации C4 и расширяет контекстную диаграмму, углубляясь в архитектуру системы. Этот уровень предназначен для отображения высокоуровневой структуры самой системы и её основных контейнеров. Контейнеры представляют собой приложения, сервисы, базы данных или даже отдельные модули, которые выполняют определённые функции в рамках системы.

Цель диаграммы контейнеров — показать, как взаимодействуют и как устроены различные контейнеры внутри системы, а также их связь с внешними сущностями. Это помогает анализировать архитектурные решения и обеспечивать логическое разделение функциональности на уровне высокоуровневых компонентов. Диаграмма также демонстрирует, как данные текут между различными частями системы, что критически важно для понимания и оптимизации производительности и безопасности системы.

Ключевые элементы С2

На диаграмме контейнеров основными элементами являются:

  • Контейнеры: Каждый контейнер включает в себя приложения, данные или сервисы, которые реализуют часть функциональности системы. Контейнеры могут быть веб-приложениями, микросервисами, серверами баз данных, файловыми системами, настольными приложениями или даже мобильными приложениями.
  • Связи: Показывают, как контейнеры взаимодействуют друг с другом и с внешними пользователями или системами. Связи могут быть различными по типу, включая HTTP запросы, API вызовы, использование общих баз данных, асинхронные сообщения и т.д.
  • Протоколы: Указывают на протоколы и технологии, которые используются для взаимодействия между контейнерами и с внешним миром.

Процесс создания диаграммы:

Для создания диаграммы контейнеров необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Определение контейнеров: Идентификация всех контейнеров, которые включены в систему, с учётом их роли и функциональности.
  2. Визуализация связей: Определение и отображение всех взаимодействий между контейнерами и внешними сущностями.
  3. Аннотация: Добавление описаний к каждому контейнеру и связи, указывая технологии, протоколы и основные аспекты взаимодействия.
  4. Итерация и уточнение: Постоянное уточнение и итерация диаграммы для обеспечения точности, полноты и понимания.

Диаграмма контейнеров C2 является неотъемлемой частью процесса проектирования и разработки системы, поскольку она обеспечивает детализацию, необходимую для понимания архитектурной структуры и взаимодействий внутри системы. Это ключевой инструмент для архитекторов и разработчиков для оценки архитектурных решений и планирования дальнейших разработок.

Диаграмма компонентов (Component Diagram, C3)

Диаграмма компонентов (C3) представляет собой третий уровень детализации в нотации C4 и концентрируется на отдельных компонентах внутри каждого контейнера, описанных на уровне диаграммы контейнеров (C2). Этот уровень детализирует структуру и поведение системы на более мелком уровне, показывая, как внутренние компоненты реализуют функциональные аспекты контейнеров и как они взаимодействуют между собой.

Основная цель диаграммы компонентов — показать внутреннее устройство каждого контейнера и детализировать взаимодействие между компонентами, которые совместно обеспечивают необходимую функциональность системы. Диаграмма дает понимание о том, как реализованы отдельные части системы, и помогает разработчикам и архитекторам в планировании тестирования, масштабирования и оптимизации системы.

Ключевые элементы C3

Ключевыми элементами диаграммы компонентов являются:

  • Компоненты: Отдельные модули или части приложения, каждый из которых выполняет определенные функции в рамках контейнера.
  • Связи: Взаимодействия между компонентами, включая вызовы функций, обмен сообщениями, использование API и прочие формы сотрудничества.
  • Интерфейсы: Описывают, как внешние и внутренние потребители могут взаимодействовать с компонентами, включая точки доступа API и другие контракты.
  • Данные: Потоки данных между компонентами, иллюстрирующие, как информация перемещается и трансформируется внутри системы.

Процесс создания диаграммы:

Для создания диаграммы компонентов необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Определение компонентов: Идентификация всех функциональных элементов внутри каждого контейнера.
  2. Визуализация связей: Отображение взаимодействий и зависимостей между компонентами.
  3. Описание интерфейсов и потоков данных: Детализация интерфейсов каждого компонента и маршрутов данных.
  4. Ревизия и оптимизация: Пересмотр диаграммы для устранения неоднозначностей, улучшения понимания и оптимизации архитектурных решений.

Диаграмма компонентов C3 играет ключевую роль в понимании и управлении внутренней сложностью системы. Она позволяет разработчикам глубоко погрузиться в детали каждого компонента, оптимизировать его взаимодействие с другими компонентами и эффективно распределить ответственность между различными частями системы. Это также важный инструмент для обеспечения качества и надежности системы, поскольку подробное понимание компонентов и их взаимосвязей упрощает отладку, тестирование и масштабирование.

Диаграмма кода (Code Diagram, C4)

Диаграмма кода (C4) представляет собой четвёртый и наиболее детализированный уровень абстракции в нотации C4. Этот уровень фокусируется на внутренней структуре и организации кода внутри компонентов, описанных на уровне C3. Диаграмма кода демонстрирует классы, интерфейсы, методы, и их взаимосвязи, что является критически важным для понимания, как конкретные бизнес-правила и функции реализованы на уровне исходного кода.

Основная цель диаграммы кода — предоставить разработчикам чёткое и детальное представление о том, как архитектурные и дизайнерские решения реализованы на уровне кода. Это позволяет разработчикам более эффективно ориентироваться в коде, проводить рефакторинг, и обеспечивать соответствие кода установленным архитектурным стандартам.

Ключевые элементы C4

На диаграмме кода основными элементами являются:

  • Классы: Основные структурные единицы в объектно-ориентированном программировании, описывающие состояние и поведение, связанные с определёнными аспектами системы.
  • Интерфейсы: Определения, которые другие классы могут реализовывать, представляя общий контракт для методов, которые должны быть реализованы.
  • Методы и функции: Основные операции, которые классы и интерфейсы могут выполнять.
  • Зависимости и наследование: Взаимосвязи между классами и интерфейсами, включая наследование и использование экземпляров других классов.

Процесс создания диаграммы:

Для создания диаграммы кода необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Определение структурных элементов: Идентификация всех классов, интерфейсов и других значимых элементов кода, которые реализуют функциональность компонента.
  2. Визуализация взаимосвязей: Отображение отношений наследования, зависимостей и взаимодействий между элементами.
  3. Аннотация и документирование: Подробное описание каждого элемента, его роли и взаимодействий в контексте всей системы.
  4. Оптимизация диаграммы: Упрощение и рефакторинг диаграммы для повышения её читаемости и полезности для разработчиков.

Диаграмма кода C4 не только помогает новым разработчикам быстрее понять структуру и логику системы, но и играет важную роль в обеспечении качества и поддержки кода. Она служит важным инструментом в процессах рефакторинга и верификации кода, помогая удостовериться, что архитектурные решения корректно воплощены на практике. Эффективное использование диаграммы кода способствует более глубокому пониманию внутренней работы компонентов и оптимизации производительности и надёжности системы.