Guía de diseño de arquitectura de software: explicación detallada del modelo C4

En el mundo del desarrollo de software, comunicar claramente los diseños arquitectónicos es de vital importancia. El modelo C4 (Contexto, Contenedores, Componentes y Código) es un método de diagrama de arquitectura de sistemas diseñado para arquitectos de desarrollo . Proporciona una forma sencilla, clara y fácil de entender de expresar diferentes niveles de información arquitectónica de un sistema, lo que ayuda a los desarrolladores, arquitectos y partes interesadas a comprender y comunicar mejor las decisiones arquitectónicas.

Ⅰ. ¿Qué es el modelo C4?

El modelo C4 fue propuesto por primera vez por Simon Brown en su libro “Arquitectura de software para desarrolladores”. Su objetivo es mostrar la arquitectura de un sistema de software a través de una serie de diagramas. Estos diagramas se dividen según los diferentes niveles del sistema, incluido el diagrama de contexto del sistema, el diagrama de contenedor, el diagrama de componentes y el diagrama de código. El modelo C4 no requiere el uso de un lenguaje gráfico o de modelado específico, por lo que los usuarios pueden generar diagramas arquitectónicos de manera muy flexible.

II. Cuatro niveles del modelo C4

1. Diagrama de contexto del sistema

El diagrama de contexto del sistema se encuentra en el nivel superior del modelo C4 y es el punto de partida del diagrama de arquitectura del sistema de software. Muestra la imagen general del sistema, incluidos los límites del sistema, los usuarios relacionados con el sistema, otros sistemas de soporte y sus interacciones con el sistema. Este tipo de diagrama es ideal para partes interesadas no técnicas, ya que es simple y directo sin entrar en detalles técnicos.

Elementos principales: sistema software a describir, usuarios, sistemas dependientes externos, etc.

Público objetivo: todos dentro y fuera de los equipos de desarrollo de software, tanto técnicos como no técnicos.

Diagrama de contexto del sistema C4

2. Diagrama de contenedores

El diagrama de contenedor es una ampliación y complemento del diagrama de contexto del sistema, que muestra la estructura física del sistema. Cada contenedor representa una unidad ejecutable/implementable individualmente, como un servidor web, un servidor de aplicaciones, un servidor de base de datos, etc. El diagrama de contenedores también muestra las principales opciones tecnológicas del sistema, así como la comunicación e interacción entre contenedores.

Elementos principales: contenedores dentro del ámbito del sistema software, como aplicaciones empaquetadas Spring Boot, bases de datos MySQL, Redis, etc.

Público objetivo: Personal técnico dentro y fuera de los equipos de desarrollo de software, incluidos arquitectos de software, desarrolladores y personal de operaciones/soporte.

Diagrama de contenedores del sistema C4

3. Diagrama de componentes

El diagrama de componentes profundiza en el contenedor, mostrando los componentes contenidos en el contenedor y la relación entre los componentes. Los componentes generalmente representan las principales funciones comerciales del sistema, como la interfaz de usuario, la lógica comercial, el procesamiento de datos, etc. Este tipo de diagrama es muy importante para desarrolladores y arquitectos ya que proporciona una vista detallada de la estructura interna del sistema.

Elementos principales: componentes dentro del contenedor, como la interfaz Dubbo, la interfaz REST, el Servicio, etc.

Público objetivo: arquitectos y desarrolladores de software.

Diagrama de componentes del contenedor C4

4. Diagrama de código

Los diagramas de código muestran las clases dentro de un componente y sus interacciones, y son el nivel más detallado. Este tipo de diagrama se utiliza normalmente para mostrar los detalles de implementación de un solo componente, incluidas las clases, sus propiedades, métodos y relaciones. Sin embargo, en el mundo actual donde el desarrollo ágil es el foco, generalmente no se recomienda producir diagramas de código a menos que se trate de un componente muy importante para el cual aún no se haya escrito el código.

Elementos principales: elementos de código dentro de un componente, como clases, interfaces, objetos, funciones, tablas de base de datos, etc.

Público objetivo: arquitectos y desarrolladores de software.

Diagrama de código C4 : diagrama de clases relacionado con la carga de contenedores

Además, el modelo C4 también incluye vistas ampliadas, como diagramas de panorama del sistema, diagramas dinámicos y diagramas de implementación para describir la combinación y colaboración de sistemas de software en diferentes niveles y escenarios.

III. Herramientas de gráficos C4

Existen muchas herramientas para dibujar gráficos C4. Las herramientas más comunes incluyen draw.io, Plantuml, ProcessOn, etc. Los usuarios pueden elegir las herramientas de gráficos adecuadas según sus necesidades. Para principiantes, se recomienda utilizar ProcessOn , que es una herramienta de diagrama de flujo profesional que admite el dibujo en línea de gráficos C4 y proporciona una gran cantidad de plantillas de gráficos de araña .

Crear gráfico C4→

IV. Cómo dibujar un diagrama C4

1. iniciar sesión en ProcessOn , haga clic en el botón "Nuevo archivo". Seleccione “Diagrama de flujo” de las opciones que aparecen .

2. ProcessOn ofrece una variedad de plantillas. Puede elegir una plantilla de gráfico C4 adecuada como punto de partida al crear un nuevo archivo, lo que puede ahorrar mucho tiempo en la configuración y el diseño.

Si decide comenzar desde una página en blanco, puede omitir este paso.

3. Haga clic en "Más gráficos" debajo de la biblioteca de gráficos a la izquierda, seleccione el tipo de gráfico C4 que desea crear y haga clic en "Aceptar".

4. Seleccione el elemento apropiado de la biblioteca de gráficos a la izquierda y arrástrelo al lienzo, ajuste el tamaño y la posición, seleccione la forma y haga clic en "+" para crear una conexión con otras formas. Seleccione una forma o línea y utilice la barra de herramientas superior para configurar el color, el borde, la fuente y otras propiedades de la forma o línea.

5. y colaborar proporcionada por ProcessOn para compartir el diagrama C4 con miembros del equipo o partes interesadas para verlo o editarlo . También puede exportar el diagrama C4 a formatos de imágenes o PDF para usarlo en otras ocasiones.

V. Ejemplo de gráfico C4

El siguiente es un modelo C4 de un sistema de banca por Internet:

Diseño arquitectónico - Diagrama C4

El siguiente es un modelo C4 de un módulo de producción y publicación de datos de un sistema de software:

Diagrama C4 de un sistema de software

Las plantillas anteriores pertenecen a la comunidad de plantillas de ProcessOn. Puede consultar las ideas de diseño de arquitectura o clonarlas para usarlas.

El modelo C4 es una herramienta poderosa que ayuda a los arquitectos de desarrollo a comprender y comunicar la arquitectura de software de una manera consistente y clara. Al utilizar diagramas C4 en sus proyectos, puede mejorar la eficiencia de la comunicación, reducir el riesgo de malentendidos y garantizar que las decisiones arquitectónicas estén correctamente documentadas y comprendidas. Ya sea un arquitecto experimentado o un desarrollador novato, los diagramas C4 son una parte indispensable de la caja de herramientas arquitectónica.