Programación por Capas

La programación por capas es un enfoque de diseño de software en el cual el sistema se organiza en distintas capas o niveles, cada una con responsabilidades específicas. Este estilo de arquitectura permite separar las preocupaciones, de modo que cada capa se especializa en una parte del proceso y se comunica con las capas adyacentes de forma controlada.

Características Principales

Separación de Responsabilidades: Cada capa tiene una responsabilidad única. Por ejemplo, una capa podría encargarse de la lógica de negocio, mientras que otra maneja el almacenamiento de datos.

Interacción entre Capas: Cada capa solo puede interactuar con la capa inmediata superior o inferior, lo que hace que la estructura del sistema sea más organizada y fácil de entender.

Encapsulamiento: Las capas encapsulan detalles específicos de implementación, lo que permite hacer cambios en una capa sin afectar las demás.

Mantenibilidad y Escalabilidad: Facilita la localización de errores y la expansión del sistema, ya que las capas pueden ser modificadas o escaladas independientemente.

Arquitectura de 3 Capas

Una arquitectura clásica es la arquitectura en tres capas, utilizada en aplicaciones empresariales y web

Ventajas y Desventajas de la Programación por Capas

Ventajas:

Facilita el mantenimiento y la actualización del sistema.

Mejora la reutilización de componentes, puesto que cada capa puede ser independiente.

Simplifica el desarrollo colaborativo, permitiendo que distintos equipos trabajen en capas distintas.

Desventajas:

Puede incrementar la complejidad y el tiempo de desarrollo, especialmente en sistemas pequeños donde una arquitectura menos formal sería suficiente.

Puede tener un impacto en el rendimiento, ya que cada solicitud atraviesa varias capas antes de completarse.

Tipos de Arquitectura en Programación por Capas

2 Capas: Este tipo de arquitectura suele usarse en aplicaciones pequeñas o con pocos usuarios, puesto que limita las posibilidades de escalabilidad y seguridad. En esta arquitectura se manejan las capas de presentación y acceso a datos.

3 Capas: Es una de las arquitecturas más comunes, especialmente en aplicaciones empresariales. En esta arquitectura se manejan las capas de Presentación, Lógica de Negocio (Dominio) y Acceso a datos.

N Capas: En sistemas complejos, se pueden añadir más capas para modular aún más las responsabilidades, es aquí cuando trabajamos con una arquitectura de N Capas, donde podemos encontrar Servicios, Integración y Seguridad.

Arquitectura Hexagonal

También conocida como Arquitectura de Puertos y Adaptadores, es un estilo arquitectónico de software introducido por Alistair Cockburn. Esta arquitectura busca crear aplicaciones más modulares, independientes y adaptables al cambio, estructurando el sistema de tal manera que la lógica de negocio (núcleo) esté aislada de las interacciones externas. Esto se logra mediante el uso de puertos y adaptadores que permiten que el núcleo de la aplicación sea independiente de sus interfaces externas.

Estructura de la Arquitectura Hexagonal

Visualmente, la arquitectura hexagonal se representa como un hexágono (de ahí su nombre) con el núcleo en el centro, rodeado de puertos y adaptadores. Aquí están sus elementos clave:

Núcleo (Lógica de Negocio)

El núcleo es el centro de la aplicación y contiene toda la lógica de negocio y las reglas fundamentales del sistema. En esta parte se definen las reglas que dictan cómo deben procesarse los datos y qué operaciones pueden realizarse. Este núcleo no tiene dependencias con el mundo exterior.

Puertos

Los puertos son interfaces que definen cómo el núcleo de la aplicación interactúa con el exterior. Se dividen en dos tipos:

Puertos de Entrada: Representan las acciones que el núcleo de la aplicación expone para que puedan ser ejecutadas. Pueden ser, por ejemplo, servicios para gestionar datos o ejecutar procesos específicos.

Puertos de Salida: Representan los métodos que el núcleo necesita para interactuar con servicios externos, como bases de datos, APIs de terceros, o servicios de mensajería.

Adaptadores

Los adaptadores implementan los puertos y permiten que el núcleo interactúe con el exterior. Cada adaptador se encarga de traducir y adaptar los datos o la comunicación entre el núcleo y un sistema externo específico. Existen dos tipos de adaptadores:

Adaptadores Primarios: Permiten que los usuarios, interfaces o sistemas externos inicien operaciones en el núcleo. Ejemplos de adaptadores de entrada son las APIs RESTful, los controladores de interfaz de usuario o los adaptadores de mensajería.

Adaptadores Secundarios: Implementan los puertos de salida y gestionan la comunicación con sistemas externos, como bases de datos o APIs de terceros. Este tipo de adaptador puede encargarse de traducir los datos de un formato interno a uno adecuado para el sistema externo.

Ventajas de la Arquitectura Hexagonal

Independencia de la Tecnología: Como el núcleo no depende de los detalles de la implementación de las interfaces externas, es fácil cambiar la tecnología (por ejemplo, cambiar de una base de datos a otra) sin modificar la lógica de negocio.

Flexibilidad para el Cambio: Permite agregar o reemplazar adaptadores sin cambiar el núcleo, lo cual facilita la evolución del sistema.

Facilidad de Pruebas: Como el núcleo está desacoplado, es fácil probarlo de forma aislada, lo que mejora la calidad del sistema.

Alta Cohesión y Bajo Acoplamiento: La lógica de negocio no depende de la implementación externa, lo que promueve un diseño modular y fácilmente mantenible.

Support Layer

La capa de soporte o Support Layer aparece comúnmente en arquitecturas de software más complejas y detalladas, como en la Arquitectura en N-Capas o en la Arquitectura Hexagonal. Su función es proporcionar servicios y funcionalidades de apoyo que no están directamente relacionados con la lógica de negocio principal, pero que son esenciales para el funcionamiento del sistema.

La capa de soporte incluye componentes y servicios auxiliares que no son parte directa de la lógica de negocio ni de la interacción con el usuario, pero que facilitan el correcto funcionamiento del sistema.

Estratificación Estricta y Estratificación Flexible

Estratificación Estricta

En la estratificación estricta, cada capa solo puede comunicarse con la capa que se encuentra inmediatamente debajo de ella. Es decir, no se permite el salto de capas. Este modelo fuerza un mayor nivel de encapsulamiento y separación de responsabilidades, lo cual puede ayudar a reducir la dependencia y la complejidad del sistema.

Estratificación Flexible

La estratificación flexible permite que una capa pueda comunicarse con cualquier otra capa inferior, sin importar si está inmediatamente debajo o no. Este tipo de estratificación da más libertad al sistema, permitiendo que las capas superiores se salten capas intermedias cuando sea necesario.