Arquitetura em camadas
1 INTRODUÇÃO No desenvolvimento de Software, a definição de uma arquitetura sólida é fundamental para assegurar que o sistema evolua de maneira organizada, escalável e sustentável. Dentre os modelos arquiteturais existentes, a arquitetura em camadas, de acordo com Gallotti (2017), “a separação e independência são conceitos essenciais para uma boa arquitetura”. Este artigo tem como objetivo elucidar de maneira abrangente a Arquitetura em Camadas, abordando vantagens, desvantagens, aplicações práticas e exemplos concretos. 2 CONCEITOS E ESTRUTURA DA ARQUITETURA EM CAMADAS A arquitetura em camadas organiza o sistema com as funcionalidades associadas a cada uma. Cada camada fornece serviço para a camada acima dela, sendo assim as camadas inferiores representam os serviços essenciais do sistema. Essas camadas são projetadas para serem móveis e mutáveis, se elas não forem alteradas, uma nova camada com funcionalidades melhoradas pode substituir essa camada existente sem mudar outras partes do sistema. (Sommerville, 2018). Quando a interface de uma camada muda ou são acrescentados novos recursos a ela, apenas a camada adjacente é alterada, isso facilita o fornecimento de implementações multiplataforma de um sistema. (Sommerville, 2018) Nesse padrão, cada camada responde apenas aos recursos abaixo dela, formando uma espécie de cadeia. Isso torna o software incrementável, que pode ser atualizado por meio do envio aos usuários de uma camada adicional. O grande diferencial desse padrão, além de sua portabilidade, flexibilidade e reutilização, é sua extensibilidade, que possibilita adaptações e expansões com impacto mínimo no restante do sistema. (Gallotti, 2016). Figura 1 - Exemplo de uma arquitetura em camadas Fonte: Sommerville (2011, p.111). Analisando a Figura 1, que apresenta um exemplo de arquitetura em camadas, observa-se que a camada mais inferior é composta pelo software de apoio ao sistema, o que inclui o banco de dados e de sistema operacional. Acima dela, encontra-se a camada responsável pela lógica de negócio principal, bem como pelos recursos do sistema utilizados pela aplicação. Na próxima camada temos o gerenciamento de interface de usuário, onde se encontram os serviços de autenticação e autorização. E por fim, no topo da arquitetura, estão os recursos da interface com o usuário. (Gallotti, 2016). 3 APLICAÇÕES RECOMENDADAS DA ARQUITETURA EM CAMADAS A utilização dessa arquitetura é especialmente recomendada em projetos em que o desenvolvimento está sendo feito com várias equipes, nas quais cada uma é responsável por uma camada de funcionalidade específica do sistema. (Sommerville, 2018). Além disso, essa abordagem é eficaz na construção de novos recursos sobre sistemas legados, pois permite a adição de novas camadas sem a necessidade de alterar componentes fundamentais. Um exemplo comum ocorre em sistemas corporativos, onde é possível adicionar uma camada de apresentação moderna (como uma API RESTful) sobre uma lógica de negócio já existente. Outro cenário apropriado é quando há necessidade de proteção multinível, como em sistemas financeiros ou governamentais, em que diferentes camadas implementam níveis distintos de segurança, validação e acesso a dados (Richards & Ford, 2020). Essa estrutura em camadas também facilita manutenções, testes, e na evolução dos softwares ao longo do tempo, já que as alterações localizadas em uma camada tendem a ter impacto mínimo nas demais. (Shaw & Garlan, 1996). 4 VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ARQUITETURA EM CAMADAS Algumas das vantagens da utilização da arquitetura em camadas incluem a independência dos componentes, que não precisam conhecer a existência uns dos outros para funcionarem corretamente. Além disso, alterações feitas em um componente podem ser propagadas para os demais. Os dados podem ser gerenciados de modo mais consistente por estarem centralizados em um único local, um exemplo disso são os backups, que podem ser feitos de forma simultânea e coordenada. (Gallotti, 2016). Segundo Sommerville (2018), uma das vantagens da arquitetura em camadas é a possibilidade de implementar recursos redundantes em diferentes níveis do sistema. Um exemplo é o mecanismo de autenticação, que pode ser replicado em diversas camadas para reforçar a segurança. Essa abordagem aumenta a confiança no sistema, pois garante que, mesmo que uma camada falhe, outra ainda poderá validar o acesso, contribuindo para uma maior robustez e resistência a falhas ou ataques. Apesar de suas diversas vantagens, a arquitetura em camadas também apresenta algumas limitações que devem ser consideradas durante o planejamento e desenvolvimento do sistema. Na prática costuma ser difícil assegurar uma separação clara entre as camadas, fazendo com que uma de alto nível interaja diretamente com camadas de baixo nível, em vez de interagir com a abaixo dela. Outro problema que pode surgir é o baixo desempenho, uma vez que as solicitações de ser
1 INTRODUÇÃO
No desenvolvimento de Software, a definição de uma arquitetura sólida é fundamental para assegurar que o sistema evolua de maneira organizada, escalável e sustentável. Dentre os modelos arquiteturais existentes, a arquitetura em camadas, de acordo com Gallotti (2017), “a separação e independência são conceitos essenciais para uma boa arquitetura”. Este artigo tem como objetivo elucidar de maneira abrangente a Arquitetura em Camadas, abordando vantagens, desvantagens, aplicações práticas e exemplos concretos.
2 CONCEITOS E ESTRUTURA DA ARQUITETURA EM CAMADAS
A arquitetura em camadas organiza o sistema com as funcionalidades associadas a cada uma. Cada camada fornece serviço para a camada acima dela, sendo assim as camadas inferiores representam os serviços essenciais do sistema. Essas camadas são projetadas para serem móveis e mutáveis, se elas não forem alteradas, uma nova camada com funcionalidades melhoradas pode substituir essa camada existente sem mudar outras partes do sistema. (Sommerville, 2018).
Quando a interface de uma camada muda ou são acrescentados novos recursos a ela, apenas a camada adjacente é alterada, isso facilita o fornecimento de implementações multiplataforma de um sistema. (Sommerville, 2018)
Nesse padrão, cada camada responde apenas aos recursos abaixo dela, formando uma espécie de cadeia. Isso torna o software incrementável, que pode ser atualizado por meio do envio aos usuários de uma camada adicional. O grande diferencial desse padrão, além de sua portabilidade, flexibilidade e reutilização, é sua extensibilidade, que possibilita adaptações e expansões com impacto mínimo no restante do sistema. (Gallotti, 2016).
Figura 1 - Exemplo de uma arquitetura em camadas
Fonte: Sommerville (2011, p.111).
Analisando a Figura 1, que apresenta um exemplo de arquitetura em camadas, observa-se que a camada mais inferior é composta pelo software de apoio ao sistema, o que inclui o banco de dados e de sistema operacional. Acima dela, encontra-se a camada responsável pela lógica de negócio principal, bem como pelos recursos do sistema utilizados pela aplicação. Na próxima camada temos o gerenciamento de interface de usuário, onde se encontram os serviços de autenticação e autorização. E por fim, no topo da arquitetura, estão os recursos da interface com o usuário. (Gallotti, 2016).
3 APLICAÇÕES RECOMENDADAS DA ARQUITETURA EM CAMADAS
A utilização dessa arquitetura é especialmente recomendada em projetos em que o desenvolvimento está sendo feito com várias equipes, nas quais cada uma é responsável por uma camada de funcionalidade específica do sistema. (Sommerville, 2018).
Além disso, essa abordagem é eficaz na construção de novos recursos sobre sistemas legados, pois permite a adição de novas camadas sem a necessidade de alterar componentes fundamentais. Um exemplo comum ocorre em sistemas corporativos, onde é possível adicionar uma camada de apresentação moderna (como uma API RESTful) sobre uma lógica de negócio já existente. Outro cenário apropriado é quando há necessidade de proteção multinível, como em sistemas financeiros ou governamentais, em que diferentes camadas implementam níveis distintos de segurança, validação e acesso a dados (Richards & Ford, 2020).
Essa estrutura em camadas também facilita manutenções, testes, e na evolução dos softwares ao longo do tempo, já que as alterações localizadas em uma camada tendem a ter impacto mínimo nas demais. (Shaw & Garlan, 1996).
4 VANTAGENS E DESVANTAGENS DA ARQUITETURA EM CAMADAS
Algumas das vantagens da utilização da arquitetura em camadas incluem a independência dos componentes, que não precisam conhecer a existência uns dos outros para funcionarem corretamente. Além disso, alterações feitas em um componente podem ser propagadas para os demais. Os dados podem ser gerenciados de modo mais consistente por estarem centralizados em um único local, um exemplo disso são os backups, que podem ser feitos de forma simultânea e coordenada. (Gallotti, 2016).
Segundo Sommerville (2018), uma das vantagens da arquitetura em camadas é a possibilidade de implementar recursos redundantes em diferentes níveis do sistema. Um exemplo é o mecanismo de autenticação, que pode ser replicado em diversas camadas para reforçar a segurança. Essa abordagem aumenta a confiança no sistema, pois garante que, mesmo que uma camada falhe, outra ainda poderá validar o acesso, contribuindo para uma maior robustez e resistência a falhas ou ataques.
Apesar de suas diversas vantagens, a arquitetura em camadas também apresenta algumas limitações que devem ser consideradas durante o planejamento e desenvolvimento do sistema. Na prática costuma ser difícil assegurar uma separação clara entre as camadas, fazendo com que uma de alto nível interaja diretamente com camadas de baixo nível, em vez de interagir com a abaixo dela. Outro problema que pode surgir é o baixo desempenho, uma vez que as solicitações de serviço são processadas em cada camada. (Sommerville, 2018).
5 CONCLUSÃO
A arquitetura em camadas se destaca como uma das abordagens mais eficazes para o desenvolvimento de sistemas organizados, escaláveis e sustentáveis. Sua estrutura favorece a separação de responsabilidades, facilita a manutenção e a evolução dos sistemas, além de permitir a reutilização de componentes e o reforço de mecanismos de segurança por meio da redundância. Contudo, é fundamental reconhecer que essa arquitetura também impõe desafios, como a complexidade na separação entre camadas e o impacto no desempenho devido à passagem de solicitações por múltiplos níveis. Ainda assim, quando bem planejada e aplicada em contextos apropriados, como ambientes com equipes distribuídas ou sistemas que exigem alta segurança e extensibilidade, a arquitetura em camadas continua sendo uma escolha sólida e amplamente recomendada no desenvolvimento de software moderno.
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GALLOTTI, Giocondo Marino Antonio (org.). Arquitetura de software. São Paulo: Pearson, 2016. E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 10 maio 2025.
RICHARDS, Mark; FORD, Neal. Fundamentals of software architecture: an engineering approach. Sebastopol: O'Reilly Media, 2020.
SHAW, Mary; GARLAN, David. Software architecture: perspectives on an emerging discipline. Upper Saddle River: Prentice Hall, 1996.
SOMMERVILLE, Ian. Engenharia de software. 10. ed. São Paulo: Pearson, 2018. E-book. Disponível em: https://plataforma.bvirtual.com.br. Acesso em: 10 maio 2025.
