Clean Architecture — wady i zalety wzorca projektowego

Clean Architecture to niezwykle przydatny, a przy tym uniwersalny sposób budowania projektów IT w oparciu o spójny kod, który uniezależnia je od czynników zewnętrznych. Jest praktyką niezwykle skuteczną i zalecaną przez doświadczonych programistów z całego świata, która pojawia się już w fazie przygotowania projektu tak, aby przyspieszyć proces jego realizacji oraz ułatwić rozwój w przyszłości. Na czym polega Clean Architecture i jakie są wady i zalety wzorca projektowego?

Czym jest Clean Architecture?

Przed rozpoczęciem tworzenia każdej aplikacji webowej warto zastanowić się nad tym, jakie sprawdzone i uniwersalne metody pisania kodu wybrać. Wzorzec projektowy (ang. design pattern) to opis rozwiązania nie zaś sama implementacja kodu tak, aby był on maksymalnie uporządkowany i ustandaryzowany. Wybór najlepszej metody przekłada się w późniejszej pracy zespołu deweloperskiego nad całym produktem - jego łatwiejszym tworzeniem, modyfikacją, wdrożeniem i utrzymaniem. Celem Clean Architecture jest również niedopuszczenie do powstania długu technologicznego, który często wynika właśnie z braku wzorca projektowego. Jeśli proces jego wyboru zostanie pominięty w projekcie, nie tylko sam zespół utrudni pracę sobie nawzajem, korzystając z różnych metod i technik pracy. Przede wszystkim spowoduje to sytuację, w której czynniki zewnętrzne takie jak wybór frameworku czy działanie aplikacji na urządzeniach o różnej rozdzielczości odbędzie się kosztem większego nakładu pracy. A jak każdy dług także ten dług technologiczny trzeba prędzej czy później spłacić. W najlepszej sytuacji przełoży się to na wydłużanie czasu pracy, w najgorszej praca w pośpiechu i bez przygotowania może wyjść poza umiejętności zespołu, a spłacenie długu w ostatecznym rozrachunku okaże się niemożliwa do realizacji.

Wzorce projektowe - jakie problemy rozwiązują?

W branży IT istnieje kilka różnych wzorców projektowych m.in.: Model View View Model (MVVM), Model View Presenter (MVP), Model View Intent (MVI), Model View Controller (MVC), które mogą być wykorzystywane wedle indywidualnych preferencji programistów oraz wymagań projektu. Mogą również łączyć się ze sobą, aby rozwiązać bardziej złożone problemy. Choć każdy z nich ma swoje wady i zalety, to najgorszym wyborem jest niewybranie żadnego z nich. Clean Architecture ma za zadanie stworzenie takiego systemu, który jest łatwy w zrozumieniu, wdrożeniu i rozwoju. A zatem kod powinien być napisany w taki sposób, który maksymalnie uniezależni go od:

• wykorzystywanych frameworków;
• zasad UI;
• źródeł danych;
• urządzeń o różnej rozdzielczości, na których ma docelowo funkcjonować.

Dodatkowo powinien być łatwy oraz szybki w testowaniu i w późniejszy utrzymaniu. W ostateczności miałoby to przełożyć się na maksymalną efektywność zespołu oraz minimalizację kosztów ponoszonych podczas dalszego korzystania z produktu.

Podstawą każdego wzorca projektowego jest jego podział na:

Application

Warstwa prezentacji opowiada za sposób wyświetlania całej logiki aplikacji oraz za interakcje z użytkownikiem. Dotyczy zatem wszystkich mechanizmów użytych w sposobie prezentacji w stanach Presentera oraz zawiera zależności pomiędzy poszczególnymi elementami. Jest najsilniej związana z użytą technologią.

Presentation

Jest odpowiedzialna za sposób funkcjonowania warstwy wizualnej oraz odpowiada na różnego rodzaju akcje użytkownika, obsługę zadań oraz kolejność wyświetlanych widoków. Co ważne, nie zajmuje się zwracaniem danych, a jedynie zlecaniem zadań, które będą odbywały się w warstwie widoków.

Domain

Jest to cała logika biznesu, w której najważniejsze są uses cases. Przypadki użycia to przełożenie wymagań biznesowych na język programowania, czyli np. przesyłanie danych czy wykonywanie obliczeń przez aplikację. Warstwa ta zawiera Model, czyli miejsce przechowywania uporządkowanych w pewien logiczny sposób danych, które następnie mogą być łączone w większe zbiory zwane Logic, przechowujące kilka różnych Modeli. Natomiast DataSource decydują o miejscu zapisywania i pobieranych danych. Ich przypisywaniem do różnych modeli zajmują się Mappery, które weryfikują poprawność danych tworzących jedną spójną strukturę z logiką biznesową.

Data

Data to warstwa odpowiedzialna za dostęp do wszelkich pobranych danych oraz ich modeli za pomocą specjalistycznych interfejsów. To ona pozwala na obustronne przesyłanie danych, czyli nie tylko ich pobieranie, ale i wysyłanie, a także ich zapisywanie, przez co mogą być one wykorzystywane w różnych częściach aplikacji. Źródłami tych danych może być np.: Internet, pliki, Bluetooth, GPS, kamera lub sam system. Data jest drugim obok Application modułem najbardziej uzależnionym od technologii.

Clean Architecture dąży do stanu, w którym każda z tych warstw powinna być wyizolowana i niezależna od reszty. Powinna również dawać możliwość elastycznego zastosowania kodu w różnych środowiskach. To właśnie Presentation i Domain są niezależnie od użytej technologii, dlatego możliwe jest wykorzystywanie ich w różnych systemach lub na różnych urządzeniach dzięki dopisaniu odpowiedniej warstwy Aplication i Data.

Zalety Clean Architecture:

• Łatwość utrzymania aplikacji

Zastosowanie wzorca projektowego pozwala na szybsze wychwytywanie problemów i błędów projektu, co przekłada się na czas ich naprawy i mniejszy nakład pracy zarówno w fazie projektowej, jak i podczas udoskonalania i utrzymywania gotowego produktu.

• Elastyczność

Dzięki podzieleniu aplikacji na jak najbardziej niezależne od siebie moduły Clean Architecture umożliwia stosunkowo łatwe i szybkie wprowadzanie zmian wynikających nie tylko ze zmian w założeniach projektu, ale i nowych funkcjonalności czy zastosowania nowszych technologii.

• Przejrzysta struktura

Przejrzysta struktura wynikająca z wyboru wzorca projektowego związana jest z jego elastycznością. Podział projektu na dużą ilość małych modeli, klas i interfejsów umożliwia nie tylko łatwe wprowadzanie zmian, ale i testowanie całej aplikacji krok po kroku w logicznie uporządkowanych, czytelnych i zrozumiałych strukturach.

Wady Clean Architecture:

• Próg wejścia

Choć temat Clean Architecture sam w sobie nie należy do skomplikowanych, niewątpliwie wymaga wiedzy teoretycznej i praktycznej, która umożliwi zastosowanie określonych wzorców projektowych oraz ich umiejętnego wyboru w zależności od potrzeb projektu. Im mniej wiedzy, tym wyższy próg wejścia i większe komplikacje przy stworzeniu zgranego kompetentnego zespołu.

• Rozdrobniona struktura

Podział wzorca na wiele klas i modeli dla jednych programistów może być zaletą, dla innych zaś wadą. Wynika to z faktu, że wielu z nich zwraca uwagę na fakt, że zarządzanie dużą ilością plików jest zwyczajne bardzo czasochłonne i trudne.

• Czasochłonność

Dokładne przemyślenie i rozpisanie wybranego wzorca projektowego wymaga czasu. I choć w ostatecznym rozrachunku stosowanie Clean Architecture jest sprawą bardzo opłacalną, nie wszystkie projekty mogą sobie pozwolić na odwlekanie rozpoczęcia prac nad nimi.