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 использует UserRepository для получения данных пользователя при аутентификации.
  • AuthenticationService также взаимодействует с SessionManager 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 к UserRepository и SessionManager).

Шаг 4: Добавление деталей реализации

Для каждого класса и интерфейса укажите ключевые методы и свойства:

  • AuthenticationService может иметь методы login(username, password) и logout(sessionId).
  • UserRepository включает методы findByUsername(username) и save(user).
  • SessionManager предоставляет методы createSession(user) и validateSession(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.