Tudo sobre Arquitetura de Software: o que é, componentes, tipos, importância e aplicações

O processo de desenvolvimento de um sistema é uma jornada. Envolve muito mais do que, simplesmente, analisar funcionalidades e tentar colocar a mão na massa. É preciso pensar, estruturar e documentar antes mesmo de começar o processo de desenvolvimento. E uma das etapas preliminares é a definição da Arquitetura de Software.

É importante entender que a escolha da arquitetura depende bastante do propósito do software, das possibilidades e limitações, bem como de como as coisas já são feitas no mercado.

Com essa e outras definições bem organizadas, o time pode começar a desenvolver e, assim, terá muito mais chances de sucesso na criação do produto digital. 

O que é Arquitetura de Software?

A Arquitetura de Software é um conceito que representa a forma como um sistema é planejado, estruturado e organizado, com as diversas técnicas disponíveis atualmente. 

A própria ideia de arquitetura diz respeito aos componentes, à fundação do sistema, aos vários pilares que mantém tudo funcionando. 

É, também, uma disciplina que estuda padrões e normas para estruturar muito bem um sistema em sua construção. 

Vale dizer que a arquitetura é uma evolução na forma como pensamos desenvolvimento de software hoje em dia e difere bastante de como tudo era feito antes da Engenharia de Software. 

A pressão do mercado gerava cobrança sobre os times para desenvolver algo rápido, mas o resultado frequentemente era um produto caro, demorado e cheio de falhas.

Diante desse contexto, a arquitetura e a engenharia surgiram para “arrumar a casa”  e fornecer um senso de ordem. 

Primeiro, com a Arquitetura de Software, se estabelece muito bem a finalidade do produto digital, então se busca entender como ele será feito, em termos de organização de arquivos, de responsabilidades e escolha de tecnologias.

Tudo isso pensando em aumentar a flexibilidade, a capacidade de manutenção, a segurança e, é claro, a performance. 

Para alcançar esses objetivos, além dos aspectos técnicos, os profissionais dessa área associam seus conhecimentos com conceitos como Métodos Ágeis, DevOps, etc.

Qual a diferença entre um Desenvolvedor Sênior e um Arquiteto de Software?

Quando falamos nas profissões relacionadas, muitas pessoas acreditam que Arquiteto de Software é sinônimo de Desenvolvedor de Software Sênior. O Arquiteto é, de fato, um Desenvolvedor, mas sua visão se tornou mais ampla por meio da experiência adquirida e, por isso, ele tem uma noção completa de como as soluções funcionam em diversos níveis.

Isso quer dizer que tanto o Desenvolvedor quanto o Arquiteto dominam determinadas linguagens de programação (de acordo com a especialidade de cada um).

Mas o Arquiteto entende de forma mais profunda, por exemplo, como aquela linguagem interage com a memória do computador ou como ela vai se comportar quando for necessário utilizar múltiplas instâncias de servidor, por exemplo. 

Ou seja, o Desenvolvedor é um usuário da tecnologia, enquanto o arquiteto, além disso, entende o mecanismo e o seu funcionamento interno.

Vale salientar que os Arquitetos de Software não são todos iguais. Assim como os Desenvolvedores, eles traçam trajetórias próprias que lhe fornecem conhecimentos sobre determinadas tecnologias, o que os torna especialistas em áreas específicas.

Dessas áreas, eles entendem os critérios profundos de funcionamento, por exemplo: 

• Alguns Arquitetos são especializados em cloud e microsserviços;
• Outros têm mais conhecimento em bases de dados;
• E há, ainda, aqueles especializados em segurança.

Principais componentes da Arquitetura de Software

Para continuar no assunto, precisamos nos debruçar sobre os componentes principais que caracterizam o conceito de arquitetura. São eles: modularidade, escalabilidade, flexibilidade e segurança.

• Modularidade: um dos princípios da disciplina é que todo software deve ser dividido em módulos distintos e independentes. Isso ajuda na construção de cada parte com o máximo de cuidado, na divisão de responsabilidades, no reuso de código e na manutenção;
• Escalabilidade e flexibilidade: também deve ser escalável, isto é, flexível para crescer e para ser transformado de acordo com as demandas da empresa e do mercado;
• Segurança: a segurança deve ser um elemento built-in, já como um padrão na definição do software desde o primeiro dia de produção.

Quais são os tipos de arquitetura de sistemas?

Nesta seção, vamos comentar os principais tipos de arquiteturas de sistemas: monolítica, microsserviços, MVC, orientada a serviços (SOA) e em camadas. Cada conceito representa uma forma de pensar a criação de aplicativos, plataformas e sistemas.

1. Monolítica

A arquitetura monolítica é a que mais se assemelha com o que se tinha antes da Engenharia de Software: uma produção em um único serviço, com muita interdependência das partes. 

Ou seja, uma alteração em uma parte do sistema implicaria alterações em outras, já que tudo estava conectado. Da mesma forma, uma falha em uma parte é determinante para falha em outras também. 

Isso é muito claro na própria noção de “god-class”, ou “classe-deus”, conceito que representa o código todo em um único arquivo — uma prática muito comum na produção de software antigamente. 

2. Microsserviços

Já nos microsserviços, a ideia é segmentar bastante e criar serviços independentes que conversam entre si e, juntos, executam todas as funções do sistema. 

É uma arquitetura pensada para facilitar a inserção de novos elementos em um sistema, a escalabilidade, bem como a divisão de responsabilidades na manutenção. 

Cada colaborador ou time pode cuidar de um serviço, que lida com uma determinada funcionalidade.

Essa Arquitetura de Software é amplamente usada nos grandes produtos digitais que usamos hoje em dia. É ela que permite fazer mudanças pontuais sem alterar todo o sistema, extremamente útil em grandes aplicações, como sistemas de streaming online ou plataformas de CRM, por exemplo. 

3. MVC

A arquitetura MVC traz as ideias de Model-View-Controller (Modelo-Visão-Controlador), ou seja, a divisão de um sistema em três partes. 

O modelo cuida das regras de negócio, funcionalidades e questões ligadas ao objetivo principal do software. 

A parte da visão, por sua vez, gerencia o que é mostrado ao usuário, ou seja, a interface.

Já a parte de Controller cuida da interação entre a visão e o modelo, bem como das respostas dos usuários na interação com o sistema (como movimentos do mouse e cliques).

4. Orientada a serviços

É a ideia-base que influenciou a criação da arquitetura de microsserviços. 

Em suma, é um um conjunto de serviços independentes, que gerenciam diferentes funcionalidades do software. Além dos serviços, existem interfaces, que buscam a comunicação e a integração entre as partes do código. 

5. Em camadas

Também tem como premissa separar responsabilidades e seções do sistema, com base nas funcionalidades. Contudo, tudo é feito em camadas, indo da camada mais externa (a interface) à mais interna (apoio do sistema e back-end).

O papel dos padrões de design na Arquitetura de Software 

Um dos pontos que reforçam a importância de padrões de design na Arquitetura de Software é justamente a maior consistência e o melhor tratamento de erros, baseando-se em técnicas comprovadamente eficientes. 

Afinal, com um sistema devidamente modularizado e pensado de forma organizada, fica mais fácil separar as partes e estudar os erros, com mudanças pontuais que não afetam o sistema como um todo.

Assim, é possível lançar novas versões, com ajustes pequenos que resolvem o problema. E vale dizer: o tempo para encontrar e reparar o erro também é bem menor ao aplicar técnicas mais atuais.

No geral, obtém-se um produto mais fácil de manter, de atualizar e de encaixar nas estratégias de desenvolvimento e crescimento na empresa. Como falamos, a escalabilidade, a flexibilidade e o foco em reuso e em segurança garantem essa facilidade. 

Consultoria em Arquitetura de Software: como ela pode ajudar sua empresa?

Quando o problema envolve um gargalo ou ponto de falha em um software já existente, ou, ainda, um grande desafio técnico no início de um novo produto, é preciso analisar e pensar estrategicamente no conjunto de tecnologias, empresas parceiras e ferramentas ideais para essa situação. 

Nesse caso, a Consultoria em Arquitetura de Software é a responsável por fornecer essa resposta. 

Isso significa que raramente esse serviço será ofertado para uma startup em estágio inicial, pois nesses casos a inovação geralmente não é em tecnologia, mas sim em modelo de negócio. 

Então, pode ser que sua empresa precise da Consultoria para:

• Evoluir sua tecnologia;
• Aumentar a capacidade de novos usuários;
• Melhorar a capacidade para novas transações;
• Absorver momentos de pico de uso;
• Criar soluções que substituam problemas gerados por sistemas legados;
• Ou mesmo para reduzir os custos causados pela escala vertical.

Portanto, o cliente de Consultoria em Arquitetura de Software, na maioria das vezes, já tem um produto digital em funcionamento, mas ele precisa mais do que evoluir as funções desse produto, necessita corrigir falhas e gargalos que já existem ou que irão existir.

Cases da SoftDesign que envolveram Arquitetura de Software

Em um dos nossos clientes, fomos chamados para ajudar a entender por que o sistema web de gestão interna caía com frequência, parando a operação e gerando prejuízos. 

O problema estava no banco de dados. Com as atualizações do sistema operacional, começaram a surgir falhas, ocasionando a queda do pool de conexões e, consequentemente, a queda do sistema. 

A incompatibilidade entre o banco e o sistema era de baixo nível e difícil de diagnosticar: tinha relação com a maneira como a base de dados utilizava o processador do servidor. 

Para solucionar o problema, nossa equipe de arquitetos apresentou algumas opções e orientou o time do cliente na execução da correção.

Em uma outra situação, atendemos um cliente de uma instituição financeira que sabia que o seu número de transações digitais iria aumentar e o software que ele possuía não iria suportar.

Nossos arquitetos sugeriram uma nova stack (conjunto de tecnologias), incluindo não somente a troca da linguagem de programação, mas também de toda a arquitetura – migrando de monólito para microsserviço, e com um roadmap faseado para a inclusão de soluções de API Gateway, Load Balancing, Tracing, Logging e Queues. 

Cada uma dessas soluções se torna necessária ao passo que a empresa continua crescendo e, nesse caso, nossa equipe de desenvolvimento foi acionada para aplicar tais mudanças.

Confira mais detalhes sobre esses e outros cases da SoftDesign!

Conclusão

Como vimos, a Arquitetura de Software é um conceito que estuda a organização estrutural dos sistemas, como as suas partes conversam entre si e as melhores técnicas para cada contexto. 

Aprofunda-se, sobretudo, em tecnologias internas que fazem parte das fundações que sustentam as aplicações.

Na nossa Consultoria de Arquitetura de Software, nós revisamos e avaliamos a estrutura de um software já existente ou que está sendo desenvolvido do zero. 

O cliente tem um Arquiteto dedicado ao projeto, que executa um cronograma de diagnóstico, identificando soluções e planejando a execução, a qual pode ficar a cargo do time da SoftDesign ou do time do próprio cliente.

Além disso, o Arquiteto que está atuando em Consultoria faz reuniões frequentes com os nossos demais Arquitetos para explorar o problema e trocar conhecimentos. 

Ou seja, o cliente tem acesso a todo o nosso pool de profissionais, cada um com suas experiências específicas, que podem contribuir de maneira diferente para a solução do problema.

Conheça nossa Consultoria em Arquitetura de Software!

Perguntas frequentes

Agora, vamos responder às principais perguntas sobre esse tema.

Veja também:

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