Arquitectura en Capas

Arquitectura en Capas

Estilo arquitectónico

La arquitectura en capas es una de las más utilizadas, no solo por su simplicidad, sino porque también es utilizada por defecto cuando no estamos seguros que arquitectura debemos de utilizar para nuestra aplicación.

La arquitectura en capas consta en dividir la aplicación en capas, con la intención de que cada capa tenga un rol muy definido, como podría ser, una capa de presentación (UI), una capa de reglas de negocio (servicios) y una capa de acceso a datos (DAO), sin embargo, este estilo arquitectónico no define cuantas capas debe de tener la aplicación, sino más bien, se centra en la separación de la aplicación en capas (Aplica el principio Separación de preocupaciones (SoC)).

En la práctica, la mayoría de las veces este estilo arquitectónico es implementado en 4 capas, presentación, negocio, persistencia y base de datos, sin embargo, es habitual ver que la capa de negocio y persistencia se combinan en una solo capa, sobre todo cuando la lógica de persistencia está incrustada dentro de la capa de negocio.

Arquitectura en Capas
Arquitectura en capas

Como se estructura una arquitectura en capas

En una arquitectura en capas, todas las capas se colocan de forma horizontal, de tal forma que cada capa solo puede comunicarse con la capa que está inmediatamente por debajo, por lo que, si una capa quiere comunicarse con otras que están mucho más abajo, tendrán que hacerlo mediante la capa que está inmediatamente por debajo. Por ejemplo, si la capa de presentación requiere consultar la base de datos, tendrá que solicitar la información a la capa de negocio, la cual, a su vez, la solicitará a la capa de persistencia, la que a su vez, la consultará a la base de datos, finalmente, la respuesta retornará en el sentido inverso hasta llegar la capa de presentación.

Arquitectura en capas
Comunicación entre capas.

Un detalle a tener en cuenta en esta arquitectura, es que cada capa debe de ser un componente independiente, de tal forma que se puedan desplegar por separado, incluso, es habitual que estos componentes residan en servidores separados pero que se comunican entre sí.

La separación de la aplicación en capas busca cumplir con el principio de separación de preocupaciones, de tal forma que cada capa se encargue una tarea muy definida, por ejemplo, la capa de presentación solo se preocupa por presentar la información de forma agradable al usuario, pero no le interesa de donde viene la información ni la lógica de negocio que hay detrás, en su lugar, solo sabe que existe una capa de negocio que le proporcionará la información. Por otra parte, la capa de negocio solo se encarga de aplicar todas las reglas de negocio y validaciones, pero no le interesa como recuperar los datos, guardarlos o borrarlos, ya que para eso tiene una capa de persistencia que se encarga de eso. Por otro lado, la capa de persistencia es la encargada de comunicarse a la base de datos, crear las instrucciones SQL para consultar, insertar, actualizar o borrar registros y retornarlos en un formato independiente a la base de datos. De esta forma, cada capa se preocupa por una cosa y no le interesa como le haga la capa de abajo para servirle los datos que requiere.

Respetar el orden de las capas es muy importante, ya que brincarnos una capa para irnos sobre una más abajo suele ser un grave error, ya que bien es posible hacerlo, empezamos a crear un desorden sobre el flujo de comunicación, lo que nos puede llevar al típico anti patrón conocido como código espagueti, el cual consiste en que empezamos a realizar llamadas desde cualquier capa a otra capa, haciendo que el mantenimiento se vuelva un verdadero infierno.

Ventajas

  • Separación de responsabilidades: Permite la separación de preocupaciones (SoC), ya que cada capa tiene una sola responsabilidad.
  • Fácil de desarrollar: Este estilo arquitectónico es especialmente fácil de implementar, además de que es muy conocido y una gran mayoría de las aplicaciones la utilizan.
  • Fácil de probar: Debido a que la aplicación construida por capas, es posible ir probando de forma individual cada capa, lo que permite probar por separada cada capa.
  • Fácil de mantener: Debido a que cada capa hace una tarea muy específica, es fácil detectar el origen de un bug para corregirlo, o simplemente se puede identificar donde se debe aplicar un cambio.
  • Seguridad: La separación de capas permite el aislamiento de los servidores en subredes diferentes, lo que hace más difícil realizar ataques.

Desventajas

  • Performance: La comunicación por la red o internet es una de las tareas más tardadas de un sistema, incluso, en muchas ocasiones más tardado que el mismo procesamiento de los datos, por lo que el hecho de tener que comunicarnos de capa en capa genera un degrado significativo en el performance.
  • Escalabilidad: Las aplicaciones que implementan este patrón por lo general tienda a ser monolíticas, lo que hace que san difíciles de escalar, aunque es posible replicar la aplicación completa en varios nodos, lo que provoca un escalado monolítico.
  • Complejidad de despliegue: En este tipo de arquitecturas es necesarios desplegar los componentes de abajo arriba, lo que crea una dependencia en el despliegue, además, si la aplicación tiende a lo monolítico, un pequeño cambio puede requerir el despliegue completo de la aplicación.
  • Anclado a un Stack tecnológico: Si bien no es la regla, la realidad es que por lo general todas las capas de la aplicación son construidas con la misma tecnología, lo que hace amarremos la comunicación con tecnologías propietarias de la plataforma utilizada.
  • Tolerancia a los fallos: Si una capa falla, todas las capas superiores comienzan a fallar en cascada.

Conclusiones

Como hemos podido observar, el estilo arquitectónico es uno de los más fácil de implementar, lo que lo hace unos de los patrones más versátiles y más ampliamente utilizados, lo que lo convierte en uno de los estilos arquitectónicos de referencia para muchas aplicaciones. Además, es un estilo que no representa mucha carga de mantenimiento para las empresas, lo que hace que pueda funcionar durante mucho tiempo de forma interrumpida.

Por otra parte, hemos visto que este estilo tiene algunas desventajas que son importantes a tener en cuenta, sobre todo el performance y la escalabilidad, por lo que no es muy recomendable para aplicaciones de alto nivel de procesamiento de datos o que tiene una proyección de alto crecimiento a corto plazo.

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