Padrões de arquitetura de software em apps móveis: como escolher o adequado para projetos escaláveis e manuteníveis

Uma arquitetura sólida é a base para criar sistemas escaláveis, manuteníveis e fáceis de desenvolver. Os padrões de arquitetura de software, como Clean Architecture, VIPER, MVC e muitos outros, são soluções que guiam os desenvolvedores em como estruturar seu código para garantir eficiência e flexibilidade a longo prazo.

Neste artigo, exploraremos diferentes padrões de arquitetura para aplicativos móveis e como eles podem melhorar a qualidade dos seus projetos de software. Seja você CTO, Product Manager ou desenvolvedor, este guia ajudará a entender qual padrão é mais adequado para suas necessidades e como pode melhorar a escalabilidade, manutenibilidade e sucesso dos seus projetos de mobilidade.

O que é um padrão de arquitetura em software?

Um padrão de arquitetura em software é uma solução reutilizável e estruturada para problemas comuns no design de aplicações. Ajuda a organizar o código, gerenciar a lógica da aplicação e garantir que as diferentes partes do sistema interajam eficientemente.

Com essa definição, vocês perceberão a importância de escolher o padrão "correto": colocamos entre aspas porque realmente se trata de selecionar o padrão de arquitetura mais adequado ao nosso caso para criar aplicações que possam evoluir, ser mantidas com facilidade e crescer sem comprometer seu desempenho. Um bom padrão de arquitetura nos permite alcançar:

• Mantenibilidade: Código mais limpo e organizado, fácil de atualizar ou corrigir.
• Escalabilidade: Capacidade para adicionar novas funcionalidades sem comprometer a estrutura existente.
• Testabilidade: Facilita os testes unitários, essenciais para garantir a qualidade.
• Modularidade: Incentiva a reutilização do código, reduzindo o trabalho repetitivo.

Agora já sabemos o que é um padrão de arquitetura e o que podemos conseguir aplicando-o. E quando formos escolher um padrão de arquitetura, que fatores-chave devemos levar em conta?:

• Complexidade do projeto: Projetos pequenos ou MVPs podem funcionar bem com padrões simples como MVC. No entanto, em projetos grandes ou a longo prazo, arquiteturas mais robustas como Clean Architecture são mais apropriadas.
• Escalabilidade do projeto: Se você antecipa um crescimento rápido, a arquitetura escolhida deve facilitar a escalabilidade, permitindo adicionar novas funções sem aumentar a complexidade do código.
• Equipe de desenvolvimento: Uma equipe pequena com pouca experiência pode se beneficiar de padrões simples, enquanto equipes grandes com experiência em arquiteturas modulares podem optar por padrões mais complexos como VIPER.

Principais padrões de arquitetura de software para apps móveis

No desenvolvimento de aplicativos móveis, certos padrões de arquitetura de software se destacam por sua capacidade de lidar com a complexidade, modularidade e escalabilidade exigidas neste ambiente. Vamos ver os padrões de arquitetura de software mais utilizados em mobilidade, tanto em aplicativos nativos quanto híbridos.

MVC (Model-View-Controller)

O padrão MVC divide a aplicação em três componentes principais:

• Modelo: Gerencia os dados e a lógica de negócios.
• Vista: É responsável pela interface do usuário e pela representação dos dados.
• Controlador: Atua como intermediário entre o modelo e a visão, gerenciando a interação do usuário e os dados.

É amplamente utilizado em frameworks de desenvolvimento como iOS (UIKit) e em aplicações web.

Vantagens: Fácil de entender e separar a lógica de negócios da interface.
Desvantagens: Os controladores podem se tornar muito grandes e difíceis de gerenciar em aplicações complexas ("Massive View Controllers").

MVP (Model-View-Presenter)

MVP é uma evolução do MVC onde o Presenter substitui o Controlador. O Presenter é responsável por lidar com toda a lógica de apresentação e comunicação entre a Vista e o Modelo.

• Modelo: Gerencia os dados e a lógica de negócios.
• Vista: Mostra a interface do usuário e recebe a interação do usuário.
• Presenter: Contém a lógica de apresentação e decide quais dados mostrar na visualização.

Comum em aplicativos Android, e também utilizado em outras plataformas móveis.

Vantagens: Melhora a separação de responsabilidades, pois a lógica de apresentação é isolada no Presenter.
Desvantagens: Pode exigir mais código e complexidade adicional na implementação.

MVVM (Model-View-ViewModel)

MVVM divide a lógica em três componentes:

• Modelo: Gerencia os dados e a lógica de negócios.
• Vista: A interface do usuário que interage com o usuário.
• ViewModel: É o intermediário entre a Vista e o Modelo, que gerencia a lógica de apresentação. Pode usar mecanismos de data binding para sincronizar automaticamente a interface do usuário com os dados.

Comum em Android e Xamarin (C#), além de frameworks multiplataforma como Flutter.

Vantagens: O uso de data binding reduz o código de sincronização manual entre a visualização e os dados.
Desvantagens: Pode ser mais complexo de implementar corretamente e a lógica no ViewModel pode crescer se não for gerenciada adequadamente.

VIPER (View-Interactor-Presenter-Entity-Router)

VIPER é um padrão modular que divide as responsabilidades em cinco componentes principais:

• View: Mostra a interface do usuário e gerencia a interação do usuário.
• Interactor: Gerencia a lógica de negócios e os casos de uso.
• Apresentador: Coordena a comunicação entre a visualização e o interator.
• Entity: Representa os dados ou modelos de negócio.
• Router: Gerencia a navegação entre diferentes telas ou módulos.

Popular no desenvolvimento de aplicativos móveis para iOS. É utilizado para criar aplicativos altamente modulados e facilmente testáveis.

Vantagens: Separação estrita de responsabilidades, o que facilita a manutenção e os testes.
Desvantagens: Pode ser excessivamente complexo para aplicações pequenas ou médias, devido à quantidade de arquivos e código envolvidos.

Arquitetura Limpa

Clean Architecture, proposto por Robert C. Martin (Uncle Bob), baseia-se na separação de responsabilidades por meio de camadas concêntricas:

• Entidades: Regras de negócio centrais.
• Casos de uso: Representam as operações que podem ser realizadas pelo aplicativo.
• Interfaces e adaptadores: Gerenciam a comunicação entre as camadas internas e externas (como bancos de dados, APIs, etc.).
• Interface do usuário: A camada externa onde reside a visualização.

Utilizado em aplicações móveis que requerem flexibilidade e escalabilidade a longo prazo. Muito popular em Android e iOS.

Vantagens: Independência de frameworks, fácil de manter e escalar, testabilidade.
Desvantagens: Complexidade inicial na configuração e curva de aprendizado mais acentuada.

Redux (Gerenciamento de Estado)

Redux é um padrão de gerenciamento de estado inspirado no padrão Flux. Baseia-se em ter uma única "store" central que contém o estado da aplicação e que é atualizada por meio de ações e reducers.

• Store: Contém o estado da aplicação.
• Actions: São eventos que descrevem o que ocorreu no aplicativo.
• Reducers: São funções que descrevem como alterar o estado em resposta às ações.

Utilizado em aplicações móveis multiplataforma como React Native e também em frameworks como Flutter.

Vantagens: Gerenciamento consistente do estado da aplicação, o que melhora a previsibilidade e o controle da lógica.
Desvantagens: Pode ser sobrecarregado e complexo para aplicações pequenas.

Bloc Pattern (Componente de Lógica de Negócios)

Descrição: Bloc Pattern é um padrão utilizado principalmente no Flutter para gerenciar o estado e a lógica de negócios. Baseia-se no uso de streams e eventos que permitem a comunicação entre a visão e a lógica de negócios.

• Bloc: Contém a lógica de negócios e gerencia o fluxo de dados entre a visão e o modelo.
• Streams: São fluxos de dados assíncronos que são utilizados para comunicar mudanças no estado.

Popular em aplicações Flutter e alguns outros frameworks que suportam programação reativa.

Vantagens: Muito eficiente para lidar com mudanças de estado de forma reativa e escalável.
Desvantagens: Requer uma curva de aprendizado, especialmente se a equipe não estiver familiarizada com a programação reativa.

Arquitetura Orientada a Eventos (EDA)

A arquitetura orientada a eventos (Event-Driven Architecture) baseia-se no princípio de que os componentes da aplicação interagem entre si por meio da geração e do manejo de eventos. Quando um evento ocorre (por exemplo, uma ação do usuário), os componentes interessados o escutam e respondem a ele.

É utilizado em aplicativos móveis que precisam de alta reatividade, como aplicativos em tempo real ou aplicativos que interagem com serviços de backend.

Vantagens: Boa para lidar com interações assíncronas e fluxos de trabalho altamente dinâmicos.
Desvantagens: Pode ser difícil de depurar e manter se não for gerido corretamente.

Ferramentas para sua implementação

As ferramentas para implementar padrões de arquitetura de software variam de acordo com o padrão e a tecnologia utilizada, mas cada uma é projetada para facilitar o uso eficiente desses padrões no desenvolvimento de aplicativos móveis. Por exemplo, para implementar o padrão MVC em aplicativos iOS, o framework UIKit da Apple fornece uma estrutura nativa para separar a lógica de negócios da interface gráfica. No Android, padrões como MVP e MVVM são comumente suportados através de frameworks como Android Architecture Components, que inclui ferramentas como LiveData e ViewModel para gerenciar o ciclo de vida das visualizações e dos dados de maneira eficiente.

Para padrões mais complexos como VIPER ou Clean Architecture, é mais comum que os desenvolvedores utilizem ferramentas e bibliotecas que ajudam a modularizar o código. No iOS, podem ser usados Swinject para injeção de dependências ou Router para facilitar a navegação entre módulos no VIPER. No Android, ferramentas como Dagger e Koin fornecem mecanismos para gerenciar dependências, essenciais em padrões de arquitetura mais escaláveis e robustos como Clean Architecture.

Da mesma forma, para padrões como Redux e Bloc, que gerenciam o estado do aplicativo em ambientes multiplataforma como Flutter e React Native, bibliotecas especializadas como flutter_bloc ou Redux.js permitem implementar a lógica reativa e manter a consistência do estado de maneira eficiente.

Desafios na hora de implementá-los

Implementar padrões de arquitetura no desenvolvimento de software, especialmente em aplicações móveis, pode apresentar vários desafios que as equipes devem levar em consideração. Um dos principais problemas é a complexidade inicial que alguns padrões, como VIPER ou Clean Architecture, podem introduzir. Esses padrões requerem um investimento significativo de tempo na fase de configuração inicial, pois dividem o código em múltiplas camadas e módulos, o que pode resultar em uma curva de aprendizado acentuada, especialmente para equipes menores ou menos experientes. Além disso, a sobrecarga de configurar essas camadas e gerenciar as dependências entre elas pode complicar o desenvolvimento se não for seguida uma disciplina rigorosa.

Outro desafio importante é manter a consistência e a escalabilidade ao longo do tempo. À medida que uma aplicação cresce, padrões como MVP ou MVVM podem levar a que certos componentes, como os Presenters ou ViewModels, se tornem grandes demais e difíceis de gerenciar, gerando o que comumente é conhecido como "classes infladas". Os desenvolvedores devem garantir que o código continue sendo legível e fácil de manter, evitando a sobrecarga de código repetitivo ou mal estruturado. Implementar adequadamente ferramentas de automação de testes, injeção de dependências e separação de responsabilidades pode ajudar a mitigar esses desafios, mas requer uma estratégia clara e um monitoramento contínuo à medida que o projeto evolui.

Se me permitirem a metáfora, construir um aplicativo móvel seguindo um padrão de arquitetura é como construir um castelo de cartas, onde a estabilidade e o design dependerão do padrão que você escolher e de como você coloca as peças. Assim como em um castelo de cartas, em que cada nível deve estar bem equilibrado para sustentar o próximo, no desenvolvimento de software as diferentes camadas ou componentes do padrão de arquitetura devem estar perfeitamente alinhados para que o aplicativo seja robusto e escalável.

Qual padrão de arquitetura é o melhor para o seu projeto?

O melhor padrão de arquitetura para o seu projeto depende da complexidade e do tamanho da equipe. Para projetos pequenos ou simples, MVC ou MVP são opções rápidas e fáceis de implementar, ideais para aplicativos com ciclos de vida curtos. MVC funciona bem no iOS, enquanto MVP é mais comum no Android.

Se o seu projeto for maior ou precisar de escalabilidade, MVVM, VIPER ou Clean Architecture são mais adequados. MVVM é perfeito para aplicativos que usam Android Architecture Components ou Xamarin. VIPER é excelente para aplicativos modulares em iOS, e Clean Architecture oferece alta manutenibilidade para projetos a longo prazo, embora com maior complexidade inicial.

Garanta o sucesso do seu projeto com uma arquitetura sólida

Aplicar as melhores práticas em arquitetura de aplicativos móveis não só melhora a qualidade do software, como também reduz os custos a longo prazo e garante a escalabilidade.

Na SEIDOR, ajudamos nossos clientes a implementar arquiteturas ótimas para seus projetos, garantindo aplicações escaláveis, manuteníveis e eficientes. Se você precisa de consultoria para melhorar a arquitetura do seu aplicativo ou buscar a melhor solução para o seu negócio, entre em contato conosco hoje!