Рассмотрим основные этапы создания различных типов диаграмм для C4.
Создание контекстной диаграммы для заданной системы
Контекстная диаграмма (Context Diagram) является первым уровнем абстракции в нотации C4 и представляет систему в целом, её взаимодействие с внешним миром — пользователями и другими системами. Это упражнение направлено на разработку контекстной диаграммы для конкретной системы. Предположим, мы проектируем систему для онлайн-библиотеки.
Шаг 1: Определение цели системы
Прежде чем приступить к созданию диаграммы, необходимо чётко определить цель системы. Онлайн-библиотека предназначена для предоставления пользователям доступа к электронным книгам, журналам и другим образовательным ресурсам через интернет.
Шаг 2: Идентификация основных стейкхолдеров
Определите всех заинтересованных сторон, которые взаимодействуют с системой:
- Пользователи (читатели)
- Администраторы системы
- Партнёры по контенту (издатели)
- Техническая поддержка
Шаг 3: Определение внешних систем
Укажите внешние системы, которые взаимодействуют с вашей онлайн-библиотекой:
- Платёжные системы (для обработки платежей)
- Социальные сети (для регистрации и деления контента)
- Электронные библиотечные системы (для доступа к базам данных книг)
Шаг 4: Визуализация взаимодействий
Создайте диаграмму, отображающую, как основные стейкхолдеры и внешние системы взаимодействуют с онлайн-библиотекой:
- Пользователи регистрируются через социальные сети и используют систему для поиска и чтения книг.
- Администраторы управляют системой, включая добавление новых книг и управление учетными записями.
- Партнёры по контенту предоставляют книги и другие ресурсы.
- Платёжные системы обрабатывают покупки подписок или отдельных книг.
- Техническая поддержка помогает решать возникающие у пользователей проблемы.
Шаг 5: Использование подходящих символов и нотаций
Используйте символы для обозначения различных типов акторов (круги для людей, квадраты для систем), и стрелки для обозначения направления взаимодействий.
Шаг 6: Обзор и уточнение
Просмотрите созданную диаграмму с коллегами или другими заинтересованными сторонами для уточнения и корректировки. Убедитесь, что диаграмма точно отражает все ключевые взаимодействия и что она понятна для всех стейкхолдеров без специфических знаний в области IT.
Контекстная диаграмма — это отличный старт для глубокого понимания и эффективной коммуникации структуры системы, и должна быть достаточно ясной и полной, чтобы любой заинтересованный мог без труда понять общую картину функционирования системы.
Создание диаграммы контейнеров для заданной системы
Диаграмма контейнеров (Container Diagram) является вторым уровнем абстракции в нотации C4 и расширяет контекстную диаграмму, детализируя основные высокоуровневые технологические компоненты системы и их взаимодействия. Продолжим пример онлайн-библиотеки, разрабатывая диаграмму контейнеров.
Шаг 1: Переопределение архитектурных элементов
Первым делом определите, какие высокоуровневые технологические компоненты (контейнеры) будут входить в вашу систему. Для онлайн-библиотеки это могут быть:
- Веб-приложение: Предоставляет пользовательский интерфейс для поиска, чтения и скачивания книг.
- Мобильное приложение: Предоставляет функционал, аналогичный веб-приложению, но оптимизированный для мобильных устройств.
- Сервер приложений: Обрабатывает бизнес-логику, запросы аутентификации, управление правами доступа и другие операции.
- База данных: Хранит информацию о пользователях, книгах, транзакциях, правах доступа и других данных.
- Система управления контентом (CMS): Позволяет администраторам управлять содержанием библиотеки, включая добавление или удаление книг.
Шаг 2: Описывание взаимодействий между контейнерами
Следующий шаг — определение, как контейнеры взаимодействуют между собой. Примеры взаимодействий:
- Пользователи взаимодействуют с веб-приложением и мобильным приложением через браузер или мобильное устройство.
- Веб- и мобильное приложения отправляют запросы на сервер приложений для выполнения бизнес-операций.
- Сервер приложений обращается к базе данных для извлечения или сохранения данных.
- Администраторы используют CMS для обновления контента библиотеки, что также может включать вызовы к серверу приложений для обновления базы данных.
Шаг 3: Визуализация архитектуры
Используйте диаграмму для визуализации структуры и взаимодействий между контейнерами. Каждый контейнер может быть представлен как прямоугольник, взаимодействия обозначаются стрелками. Описывайте каждую стрелку, указывая тип взаимодействия (например, REST API, SQL запросы).
Шаг 4: Поддержание актуальности диаграммы
Диаграмма контейнеров должна быть актуальной и отражать реальное состояние системы. Регулярно обновляйте её по мере внесения изменений в архитектуру системы.
Шаг 5: Обзор и корректировка
Как и в случае с контекстной диаграммой, важно проводить регулярные сессии обзора диаграммы с командой разработки и другими заинтересованными сторонами. Это помогает убедиться, что все понимают текущую архитектуру и могут предложить улучшения или исправления.
Создание и поддержка актуальной диаграммы контейнеров помогает обеспечить чёткое понимание структуры системы и её компонентов, что является ключом к эффективному проектированию и сопровождению масштабируемых и надёжных программных решений.
Создание диаграммы компонентов для заданного контейнера
Диаграмма компонентов (Component Diagram) является третьим уровнем абстракции в нотации C4 и предназначена для детализации структуры внутри контейнеров, показывая основные компоненты и их взаимодействия. В качестве примера возьмем контейнер “Сервер приложений” из онлайн-библиотеки.
Шаг 1: Определение функциональности контейнера
Первый шаг — это точное определение функций, которые выполняет контейнер “Сервер приложений”. В контексте онлайн-библиотеки это может включать:
- Аутентификация и авторизация пользователей
- Управление сессиями
- Обработка запросов на поиск и выдачу книг
- Управление учетными записями пользователей
- Интеграция с внешними системами (например, платежными системами)
Шаг 2: Идентификация и описание компонентов
На основе функций контейнера определите ключевые компоненты, которые будут реализовывать эти функции:
- Компонент аутентификации: Обрабатывает вход в систему, проверку данных пользователя.
- Компонент управления сессиями: Сохраняет и отслеживает сессии пользователей для поддержания их активности в системе.
- Компонент поиска книг: Позволяет выполнять поиск книг по различным параметрам (автор, жанр, название).
- Компонент управления учетными записями: Предоставляет функции для управления профилем и настройками пользователя.
- Интеграционный компонент: Связывает сервер приложений с внешними системами, такими как платежные шлюзы.
Шаг 3: Визуализация взаимодействий между компонентами
Постройте диаграмму, показывающую, как компоненты взаимодействуют друг с другом и с другими элементами системы:
- Компонент аутентификации может взаимодействовать с компонентом управления сессиями для создания и управления сессиями пользователя.
- Компонент поиска книг и компонент управления учетными записями могут обращаться к базе данных для получения или изменения данных.
- Интеграционный компонент может отправлять и получать данные от внешних систем.
Шаг 4: Применение стандартов и нотаций
Используйте стандартные символы и нотации для обозначения компонентов и их взаимодействий. Это может включать стрелки для обозначения потока данных и вызовов между компонентами, а также специальные символы для обозначения различных типов компонентов.
Шаг 5: Проверка и корректировка
Проведите ревизию диаграммы с коллегами и заинтересованными сторонами, чтобы убедиться, что она точно отражает архитектуру и логику взаимодействий внутри сервера приложений. Получите обратную связь и внесите необходимые изменения.
Шаг 6: Документирование
Завершите работу, документировав описание каждого компонента, его роль и функции в контексте общей системы. Это поможет другим разработчикам и новым сотрудникам быстрее понять структуру и принципы работы сервера приложений.
Диаграмма компонентов помогает детально понять, как именно реализуются функции внутри контейнера, что критически важно для проектирования, разработки и поддержки сложных систем.
Создание диаграммы кода для заданного компонента
Диаграмма кода (Code Diagram) представляет собой четвёртый уровень абстракции в нотации C4 и описывает структуру и организацию кода внутри конкретного компонента. Этот уровень детализации наиболее полезен для разработчиков, работающих непосредственно с кодом. В качестве примера рассмотрим компонент “Компонент аутентификации” из сервера приложений онлайн-библиотеки.
Шаг 1: Определение ключевых классов и интерфейсов
Первым делом определите основные классы и интерфейсы, которые формируют компонент аутентификации:
- Класс
AuthenticationService
: Основной класс, который предоставляет методы для аутентификации пользователей. - Интерфейс
UserRepository
: Интерфейс для взаимодействия с хранилищем данных пользователей. - Класс
SessionManager
: Управляет сессиями пользователей, включая создание и проверку сессий.
Шаг 2: Описывание взаимодействий между элементами
Опишите, как эти классы и интерфейсы взаимодействуют между собой для выполнения функций аутентификации:
AuthenticationService
используетUserRepository
для получения данных пользователя при аутентификации.AuthenticationService
также взаимодействует сSessionManager
для создания и управления сессиями после успешной аутентификации.
Шаг 3: Визуализация структуры
Создайте диаграмму, показывающую классы и их взаимосвязи:
- Используйте прямоугольники для представления классов и интерфейсов.
- Стрелки могут обозначать направление вызовов между классами и зависимости (например, стрелки зависимостей от
AuthenticationService
кUserRepository
иSessionManager
).
Шаг 4: Добавление деталей реализации
Для каждого класса и интерфейса укажите ключевые методы и свойства:
AuthenticationService
может иметь методыlogin(username, password)
иlogout(sessionId)
.UserRepository
включает методыfindByUsername(username)
иsave(user)
.SessionManager
предоставляет методыcreateSession(user)
иvalidateSession(sessionId)
.
Шаг 5: Применение принципов SOLID
Убедитесь, что диаграмма и код соответствуют принципам SOLID для обеспечения модульности, расширяемости и поддерживаемости кода. Эти принципы помогут сделать архитектуру компонента гибкой и устойчивой к изменениям.
**Шаг 6: Проверка и корректировкаv
Проведите ревизию диаграммы с разработчиками, чтобы убедиться, что она отражает реальное положение вещей и поддерживает их потребности в понимании структуры кода.
Шаг 7: Документирование
Подробно документируйте каждый класс и его функции в кодовой базе, чтобы новые и текущие разработчики могли легко ориентироваться в архитектурекомпонента и его реализации.
Создание диаграммы кода для компонента аутентификации помогает разработчикам быстро понять, как организована аутентификация в системе, и облегчает дальнейшее расширение или модификацию компонента.