Паттерн: что это такое и где используется

Сегодня слово паттерн стало довольно популярным и используется в самых разных сферах – психологии, музыке, дизайне, архитектуре, музыке и даже программировании.

Но что же оно означает на самом деле и как правильно его понимать в зависимости от сферы использования? Команда GoIT поможет разобрать это обширное понятие простыми словами.

Что означает слово паттерн?

Слово паттерн пришло из английского языка (pattern)  и переводится дословно как шаблон, образец или модель. Однако что же обозначает это понятие?

Паттерн это повторяющийся элемент или структура, которая может быть использована для анализа, создания чего-либо или предсказания событий. Что означает слово паттерн в различных направлениях, мы подробно рассмотрим ниже.

Паттерн в архитектуре

В архитектуре паттерн — это повторяющаяся структура, которая может проявляться в фасадах зданий, интерьерах или планировке. Архитектурные паттерны применяются для создания гармонии и функциональности. Например, колоннады, повторяющиеся арки или орнаменты на фасадах служат важным элементом дизайна.

Паттерн в дизайне

В дизайне паттерн – это повторяющийся визуальный элемент, который создает ритм, текстуру или стиль в оформлении. Но что обозначает паттерн в этом контексте? Это узор, который может включать формы, линии или цвета, использующиеся для украшения или структурирования дизайна.

Для лучшего понимания приведем практический пример. Паттерны активно применяются в веб-дизайне для фона, в графике – для иллюстраций, а в интерьере – для текстиля и обоев. Они помогают создать узнаваемый стиль и усилить восприятие композиции.

Культурный паттерн

Культурный паттерн – это устойчивый шаблон поведения или мышления, характерный для определенной группы людей. Он формируется под влиянием традиций, ценностей и норм, принятых в обществе. Уважение к старшим – яркий пример такого паттерна в большинстве культур.

Паттерн в психологии

В психологии паттерн – это устойчивая модель поведения, мышления или эмоциональных реакций. Например, человек может неосознанно следовать определенному культурному паттерну, заложенному в семье или обществе.

Еще одним ярким примером психологического паттерна является случай, если кто-то из родителей всегда подавлял свои эмоции. Дело в том, что ребенок может перенять этот паттерн и в своей взрослой жизни избегать открытого выражения чувств. Паттерн в психологии помогает анализировать такие повторяющиеся модели поведения, закрывать незавершенные гештальты и менять их на более эффективные.

Паттерн в программировании

В программировании паттерн – это типовое решение часто встречающейся задачи. Паттерны в программировании это не готовый код, а скорее руководство, как правильно построить архитектуру приложения. К основным типам паттернов в программировании относят архитектурные паттерны и паттерны проектирования.

Архитектурные паттерны

Архитектурные паттерны помогают выстраивать общую структуру приложения. Рассмотрим основные из них.

1) Circuit Breaker
Используется для повышения отказоустойчивости приложения. Он предотвращает выполнение запросов к нестабильным или перегруженным сервисам, закрывая доступ к ним после определенного количества ошибок. Это помогает избежать дальнейшего ухудшения производительности. Например, если микросервис перестает отвечать, Circuit Breaker автоматически блокирует запросы, направляя пользователя к альтернативному сценарию.

2) Event Sourcing
Он хранит состояние системы в виде последовательности событий, вместо текущего состояния. Каждое событие записывается в неизменяемом виде, что позволяет полностью восстановить историю изменений. Event Sourcing используется в финансовых приложениях, где важно сохранять точные записи всех транзакций.

3) SideCar
Используется в микросервисной архитектуре для добавления функциональности без изменения основного сервиса. Он представляет собой отдельный контейнер или процесс, работающий рядом с основным сервисом. Например, SideCar может управлять кэшированием, мониторингом или авторизацией, разгружая основной сервис.

4) CQRS (Command and Query Responsibility Segregation)
Он разделяет операции изменения данных (команды) и чтения данных (запросы) на разные модели. Это упрощает масштабирование и улучшает производительность системы. Например, команды записываются в базу данных, оптимизированную для записи, а запросы читаются из базы, оптимизированной для чтения.

5) Rate Limiting
Ограничивает количество запросов, которые пользователь может отправить за определенное время. Он защищает системы от перегрузок и атак, таких как DDoS. Например, API может разрешать не более 100 запросов в минуту для одного пользователя.

6) Fig
Он упрощает управление зависимостями и конфигурацией в микросервисных приложениях. Fig помогает запускать множество связанных сервисов одновременно, используя единый файл конфигурации. Это полезно для локальной разработки и тестирования сложных систем.

7) Health Endpoint Monitoring
Добавляет специальные конечные точки (endpoints), которые позволяют отслеживать состояние системы. Например, /health может возвращать информацию о том, доступен ли сервис, его зависимости и текущее состояние. Это важно для мониторинга и автоматической перезагрузки сервисов в случае сбоев.

Паттерны проектирования

Паттерны проектирования предоставляют готовые шаблоны для решения конкретных задач на уровне кода. Рассмотрим основные из них.

1. Singleton (Одиночка): гарантирует, что в приложении будет только один экземпляр определенного класса. Он полезен для управления ресурсами, такими как соединения с базой данных или настройки конфигурации. Например, если приложение использует глобальный реестр настроек, Singleton обеспечит доступ ко всем параметрам через единый экземпляр, исключая дублирование.

2. Observer (Наблюдатель): используется, когда необходимо уведомить несколько объектов о том, что в другом объекте произошло изменение. Например, в системе уведомлений, когда пользователь изменяет настройки, все связанные модули получают обновления автоматически. Это позволяет строить гибкую и масштабируемую архитектуру.

3. Factory (Фабрика): помогает создавать объекты, не указывая точный класс, который будет использоваться. Например, если приложение должно работать с разными видами документов (PDF, Word), Factory выбирает подходящий класс на основе входных данных. Это упрощает добавление новых типов объектов в систему.

Паттерн в искусстве

В искусстве паттерн – это повторяющийся элемент, создающий визуальный ритм. Он активно используется в орнаментах, текстильных дизайнах, мозаиках и других формах художественного выражения.

Паттерны помогают подчеркнуть композицию, создают динамику и задают стиль произведению. Например, абстрактные узоры в работах модернистов – яркий пример использования паттернов в искусстве.

Паттерн в музыке

В музыке паттерн – это повторение ритмов, мелодий или гармоний, которое создает узнаваемую структуру произведения. Например, в электронной музыке паттерны часто используются для создания ритмической основы трека. В классике повторяющиеся темы и мотивы помогают слушателю уловить главную идею произведения.

Зачем мне знать что такое паттерн

Понимание паттернов помогает нам лучше разбираться в сложных системах, будь то поведение человека или структура программного обеспечения (ПО). Что такое паттерн проектирования, паттерн в психологии или в дизайне – все это примеры того, как шаблоны упрощают анализ и создание новых решений.

Подытожим

Итак, в этом материале паттерн это универсальное понятие, которое можно встретить в самых разных областях. От культуры до дизайна, от архитектуры до программирования – знание и использование паттернов помогает упрощать жизнь и работать эффективнее.

А если тебя интересуют использования паттернов в дизайне или программировании, рекомендуем записаться на курсы GoIT по этим направлениям. На них ты получишь необходимые технические и практические навыки, которые помогут тебе найти работу. Или же попробуй себя на наших бесплатных марафонах, где за несколько дней ты сможешь попробовать себя в роли UI/UX дизайнера, Frontend или Python разработчика, а также дата-аналитика и тестировщика ПО.