Patrons d'arquitectura de programari en apps mòbils: com triar l'adequat per a projectes escalables i mantenibles

Una arquitectura sòlida és la base per crear sistemes escalables, mantenibles i fàcils de desenvolupar. Els patrons d'arquitectura de programari, com Clean Architecture, VIPER, MVC i molts altres, són solucions que guien els desenvolupadors en com estructurar el seu codi per garantir eficiència i flexibilitat a llarg termini.

En aquest article, explorarem diferents patrons d'arquitectura per a aplicacions mòbils i com poden millorar la qualitat dels teus projectes de programari. Ja siguis CTO, Product Manager o desenvolupador, aquesta guia t'ajudarà a entendre quin patró és més adequat per a les teves necessitats i com pot millorar l'escalabilitat, mantenibilitat i èxit dels teus projectes de mobilitat.

Què és un patró d'arquitectura en programari?

Un patró d'arquitectura en programari és una solució reutilitzable i estructurada per a problemes comuns en el disseny d'aplicacions. Ajuda a organitzar el codi, gestionar la lògica de l'aplicació i assegurar que les diferents parts del sistema interactuïn eficientment.

Amb aquesta definició, us adonareu de la importància d'escollir el patró “correcte”: ho posem entre cometes perquè realment es tracta de seleccionar el patró d'arquitectura més adequat al nostre cas per crear aplicacions que puguin evolucionar, ser mantingudes amb facilitat i créixer sense comprometre el seu rendiment. Un bon patró d'arquitectura ens permet aconseguir:

• Mantenibilitat: Codi més net i organitzat, fàcil d'actualitzar o corregir.
• Escalabilitat: Capacitat per afegir noves funcionalitats sense comprometre l'estructura existent.
• Testabilitat: Facilita les proves unitàries, essencials per garantir la qualitat.
• Modularitat: Fomenta la reutilització del codi, reduint la feina repetitiva.

Ara ja sabem què és un patró d'arquitectura i què podem aconseguir aplicant-lo. I quan anem a triar un patró d'arquitectura, quins factors clau hem de tenir en compte?:

• Complexitat del projecte: Projectes petits o MVPs poden funcionar bé amb patrons simples com MVC. No obstant això, en projectes grans o a llarg termini, arquitectures més robustes com Clean Architecture són més apropiades.
• Escalabilitat del projecte: Si anticipes un creixement ràpid, l'arquitectura escollida ha de facilitar l'escalabilitat, permetent afegir noves funcions sense augmentar la complexitat del codi.
• Equip de desenvolupament: Un equip petit amb poca experiència pot beneficiar-se de patrons simples, mentre que equips grans amb experiència en arquitectures modulars poden optar per patrons més complexos com VIPER.

Principals patrons d'arquitectura de programari per a apps mòbils

En el desenvolupament d'aplicacions mòbils, certs patrons d'arquitectura de programari es destaquen per la seva capacitat per manejar la complexitat, modularitat i escalabilitat requerides en aquest entorn. Vegem els patrons d'arquitectura de programari més utilitzats en mobilitat, tant en aplicacions natives com híbrides.

MVC (Model-Vista-Controlador)

El patró MVC divideix l'aplicació en tres components principals:

• Model: Gestiona les dades i la lògica de negoci.
• Vista: S'encarrega de la interfície d'usuari i la representació de les dades.
• Controlador: Actua com a intermediari entre el model i la vista, gestionant la interacció de l'usuari i les dades.

És àmpliament utilitzat en frameworks de desenvolupament com iOS (UIKit) i en aplicacions web.

Avantatges: Fàcil d'entendre i separar la lògica de negoci de la interfície.
Desavantatges: Els controladors poden esdevenir massa grans i difícils de gestionar en aplicacions complexes ("Massive View Controllers").

MVP (Model-Vista-Presentador)

MVP és una evolució de MVC on el Presenter reemplaça el Controlador. El Presenter és responsable de manejar tota la lògica de presentació i comunicació entre la Vista i el Model.

• Model: Gestiona les dades i la lògica de negoci.
• Vista: Mostra la interfície d'usuari i rep la interacció de l'usuari.
• Presentador: Conté la lògica de presentació i decideix quines dades mostrar a la vista.

Comú en aplicacions Android, i també utilitzat en altres plataformes mòbils.

Avantatges: Millora la separació de responsabilitats, ja que la lògica de presentació s'aïlla en el Presenter.
Desavantatges: Pot requerir més codi i complexitat addicional en la implementació.

MVVM (Model-Vista-ViewModel)

MVVM divideix la lògica en tres components:

• Modelo: Gestiona los datos y la lógica de negocio.
• Vista: La interfície d'usuari que interactua amb l'usuari.
• ViewModel: És l'intermediari entre la Vista i el Model, que gestiona la lògica de presentació. Pot utilitzar mecanismes de data binding per sincronitzar automàticament la interfície d'usuari amb les dades.

Comú en Android i Xamarin (C#), a més de frameworks multiplataforma com Flutter.

Avantatges: L'ús de data binding redueix el codi de sincronització manual entre la vista i les dades.
Desavantatges: Pot ser més complex d'implementar correctament i la lògica en el ViewModel pot créixer si no es gestiona adequadament.

VIPER (Vista-Interactor-Presentador-Entidad-Enrutador)

VIPER és un patró modular que divideix les responsabilitats en cinc components principals:

• View: Mostra la interfície d'usuari i gestiona la interacció de l'usuari.
• Interactor: Gestiona la lògica de negoci i els casos d'ús.
• Presentador: Coordina la comunicació entre la vista i l'interactor.
• Entitat: Representa les dades o models de negoci.
• Router: Gestiona la navegació entre diferents pantalles o mòduls.

Popular en el desenvolupament d'aplicacions mòbils per a iOS. S'utilitza per crear aplicacions altament modulades i fàcilment testejables.

Avantatges: Separació estricta de responsabilitats, cosa que facilita el manteniment i les proves.
Desavantatges: Pot ser excessivament complex per a aplicacions petites o mitjanes, a causa de la quantitat d'arxius i codi involucrat.

Clean Architecture

Clean Architecture, proposat per Robert C. Martin (Uncle Bob), es basa en la separació de responsabilitats mitjançant capes concèntriques:

• Entitats: Regles de negoci centrals.
• Cases d'ús: Representen les operacions que pot realitzar l'aplicació.
• Interfícies i adaptadors: Gestionen la comunicació entre les capes internes i externes (com bases de dades, APIs, etc.).
• Interfície d'usuari: La capa externa on resideix la vista.

Utilitzat en aplicacions mòbils que requereixen flexibilitat i escalabilitat a llarg termini. Molt popular en Android i iOS.

Avantatges: Independència de frameworks, fàcil de mantenir i escalar, testabilitat.
Desavantatges: Complexitat inicial en la configuració i corba d'aprenentatge més pronunciada.

Redux (Gestió d'Estat)

Redux és un patró de gestió d'estat inspirat en el patró Flux. Es basa en tenir un únic "store" central que conté l'estat de l'aplicació i que s'actualitza mitjançant accions i reducers.

• Store: Conté l'estat de l'aplicació.
• Accions: Són esdeveniments que descriuen el que ha ocorregut a l'aplicació.
• Reducers: Són funcions que descriuen com canviar l'estat en resposta a les accions.

Utilitzat en aplicacions mòbils multiplataforma com React Native i també en frameworks com Flutter.

Avantatges: Maneig consistent de l'estat de l'aplicació, la qual cosa millora la predictibilitat i el control de la lògica.
Desavantatges: Pot ser sobrecarregat i complex per a aplicacions petites.

Patró Bloc (Component de Lògica de Negoci)

Descripció: Bloc Pattern és un patró utilitzat principalment en Flutter per gestionar l'estat i la lògica de negoci. Es basa en l'ús de streams i esdeveniments que permeten la comunicació entre la vista i la lògica de negoci.

• Bloc: Conté la lògica de negoci i gestiona el flux de dades entre la vista i el model.
• Streams: Són fluxos de dades asíncrons que s'utilitzen per comunicar canvis en l'estat.

Popular en aplicacions Flutter i alguns altres frameworks que suporten programació reactiva.

Avantatges: Molt eficient per gestionar canvis d'estat de forma reactiva i escalable.
Desavantatges: Requereix una corba d'aprenentatge, especialment si l'equip no està familiaritzat amb la programació reactiva.

Arquitectura Basada en Eventos (EDA)

La arquitectura orientada a esdeveniments (Event-Driven Architecture) es basa en el principi que els components de l'aplicació interactuen entre si mitjançant la generació i la gestió d'esdeveniments. Quan un esdeveniment ocorre (per exemple, una acció de l'usuari), els components interessats l'escolten i responen a ell.

S'utilitza en aplicacions mòbils que necessiten una alta reactivitat, com aplicacions en temps real o aplicacions que interactuen amb serveis de backend.

Avantatges: Bona per gestionar interaccions asíncrones i fluxos de treball altament dinàmics.
Desavantatges: Pot ser difícil de depurar i mantenir si no es gestiona correctament.

Eines per a la seva implementació

Les eines per implementar patrons d'arquitectura de programari varien segons el patró i la tecnologia que s'utilitzi, però cadascuna està dissenyada per facilitar l'ús eficient d'aquests patrons en el desenvolupament d'aplicacions mòbils. Per exemple, per implementar el patró MVC en aplicacions iOS, el framework UIKit d'Apple proporciona una estructura nativa per separar la lògica de negoci de la interfície gràfica. En Android, patrons com MVP i MVVM són comunament suportats a través de frameworks com Android Architecture Components, que inclou eines com LiveData i ViewModel per gestionar el cicle de vida de les vistes i les dades de manera eficient.

Per a patrons més complexos com VIPER o Clean Architecture, és més habitual que els desenvolupadors utilitzin eines i llibreries que ajuden a modularitzar el codi. En iOS, es poden usar Swinject per a injecció de dependències o Router per facilitar la navegació entre mòduls en VIPER. En Android, eines com Dagger i Koin proporcionen mecanismes per gestionar dependències, essencials en patrons d'arquitectura més escalables i robustos com Clean Architecture.

Així mateix, per a patrons com Redux i Bloc, que gestionen l'estat de l'aplicació en entorns multiplataforma com Flutter i React Native, llibreries especialitzades com flutter_bloc o Redux.js permeten implementar la lògica reactiva i mantenir la consistència de l'estat de manera eficient.

Desafiaments a l'hora d'implementar-los

Implementar patrons d'arquitectura en el desenvolupament de programari, especialment en aplicacions mòbils, pot plantejar diversos desafiaments que els equips han de tenir en compte. Un dels principals problemes és la complexitat inicial que alguns patrons, com VIPER o Clean Architecture, poden introduir. Aquests patrons requereixen una inversió significativa de temps en la fase de configuració inicial, ja que divideixen el codi en múltiples capes i mòduls, cosa que pot resultar en una corba d'aprenentatge pronunciada, especialment per a equips més petits o menys experimentats. A més, la sobrecàrrega de configurar aquestes capes i gestionar les dependències entre elles pot complicar el desenvolupament si no se segueix una disciplina estricta.

Un altre desafiament important és mantenir la consistència i l'escalabilitat al llarg del temps. A mesura que una aplicació creix, patrons com MVP o MVVM poden portar que certs components, com els Presenters o ViewModels, es tornin massa grans i difícils de gestionar, generant el que comunament es coneix com a "classes inflades". Els desenvolupadors han d'assegurar-se que el codi segueixi sent llegible i fàcil de mantenir, evitant la sobrecàrrega de codi repetitiu o mal estructurat. Implementar adequadament eines d'automatització de proves, injecció de dependències i separació de responsabilitats pot ajudar a mitigar aquests desafiaments, però requereix una estratègia clara i un monitoratge continu a mesura que el projecte evoluciona.

Si em permeteu la metàfora, construir una aplicació mòbil seguint un patró d'arquitectura és com construir un castell de cartes, on l'estabilitat i el disseny dependran del patró que triïs i de com col·loquis les peces. Igual que en un castell de cartes, en què cada nivell ha d'estar ben equilibrat per sostenir el següent, en el desenvolupament de programari les diferents capes o components del patró d'arquitectura han d'estar perfectament alineats perquè l'aplicació sigui robusta i escalable.

Quin patró d'arquitectura és el millor per al teu projecte?

El millor patró d'arquitectura per al teu projecte depèn de la complexitat i la mida de l'equip. Per a projectes petits o simples, MVC o MVP són opcions ràpides i fàcils d'implementar, ideals per a aplicacions amb cicles de vida curts. MVC funciona bé en iOS, mentre que MVP és més comú en Android.

Si el teu projecte és més gran o necessites escalabilitat, MVVM, VIPER, o Clean Architecture són més adequats. MVVM és perfecte per a aplicacions que usen Android Architecture Components o Xamarin. VIPER és excel·lent per a aplicacions modulars en iOS, i Clean Architecture ofereix alta mantenibilitat per a projectes a llarg termini, encara que amb major complexitat inicial.

Assegura l'èxit del teu projecte amb una arquitectura sòlida

Aplicar les millors pràctiques en arquitectura d'aplicacions mòbils no només millora la qualitat del programari, sinó que també redueix els costos a llarg termini i assegura l'escalabilitat.

En SEIDOR, ajudem els nostres clients a implementar arquitectures òptimes per als seus projectes, garantint aplicacions escalables, mantenibles i eficients. Si necessites assessorament per millorar l'arquitectura de la teva app o buscar la millor solució per al teu negoci, contacta'ns avui!