Architecture hexagonale : un patron de conception performant

La réussite d’un projet numérique repose en grande partie sur la qualité de son infrastructure. C’est pour répondre à cet enjeu majeur que l’architecture hexagonale a vu le jour au début des années 2000. Aussi appelé Ports and Adapters Architecture, ce modèle a été conçu pour améliorer la modularité, la maintenabilité et l’indépendance des logiciels face aux technologies sous-jacentes.

Le but de l'architecture hexagonale ? Construire un cœur applicatif robuste, testable et indépendant des frameworks, des protocoles et des interfaces qui l’entourent. Le domaine métier est replacé au centre de l’application, alors que les interactions techniques, telles que les bases de données, les API (Application Programming Interfaces) ou l’UI (User Interface) sont repoussées en périphérie.

Qu’est-ce que l’architecture hexagonale ? Quels sont ses principes fondamentaux ? Pourquoi l’adopter et comment la mettre en place ? Freelance-Informatique décrypte cette approche adoptée par de nombreux projets agiles.

Qu’est-ce que l’architecture hexagonale ?

L’architecture hexagonale, ou architecture à base de ports et d'adaptateurs, est une approche de conception logicielle qui a pour principe d’isoler le cœur d'une application de ses dépendances techniques, comme les frameworks, les bases de données, les interfaces utilisateurs ou les services externes. Introduite par Alistair Cockburn, cette architecture propose une organisation claire du code pour favoriser la maintenabilité, la testabilité et l’évolutivité des outils numériques.

Ce patron de conception repose sur l’idée de séparer la logique métier, appelée domaine ou application core, des interfaces techniques qui interagissent avec elle. Le noyau de l’application est placé au centre. Il est entouré par des ports, qui sont des interfaces métiers définies par la solution elle-même. Ces ports sont ensuite reliés à des adaptateurs, consistant en des implémentations concrètes de ces interfaces, comme une API, une base de données ou un agent de messages.

L’image de l’hexagone symbolise la centralité du domaine métier et la multiplicité des points d’entrée et de sortie envisageables. Chaque côté de l’hexagone représente une interaction avec le monde extérieur, traitée de manière indépendante et interchangeable grâce à l’utilisation de ports et d’adaptateurs.

Ce modèle est adapté aux projets exigeant une forte évolutivité, une logique métier complexe ou une intégration avec de multiples systèmes. Il permet de tester le cœur applicatif sans dépendre de la couche technique, d’adapter ou de remplacer une base de données sans réécrire la logique métier ou encore de proposer plusieurs interfaces utilisateurs sans altérer le fonctionnement interne du logiciel.

Quels sont les principes clés de l’architecture hexagonale ?

L’architecture hexagonale repose sur un certain nombre de principes fondamentaux ayant pour objectif de structurer les applications autour d’un noyau métier, en garantissant leur indépendance vis-à-vis des technologies et leur résilience face aux évolutions.

Ces règles de base sont les suivantes :

• La séparation entre le domaine et les technologies : toute interaction entre le domaine métier et les technologies externes passe par des interfaces définies par l’application elle-même ;
• La mise en place de ports et d’adaptateurs : les ports représentent les points d’entrée et de sortie de l’application. Ce sont des interfaces décrivant ce que le logiciel attend ou met à disposition. Les adaptateurs sont les implémentations concrètes de ces ports ;
• L’inversion des dépendances : aucune dépendance technique n’est importée à l’intérieur du cœur métier. À l’inverse, ce sont les adaptateurs qui dépendent du noyau applicatif. Ce principe d’inversion des dépendances est essentiel pour respecter l’autonomie du domaine ;
• L’indépendance des tests : en isolant le domaine métier des couches techniques, l’architecture hexagonale permet de tester facilement le cœur de l’application ;
• La communication explicite entre les couches : chaque couche communique avec les autres par l’intermédiaire d’une interface.

Pourquoi adopter l’architecture hexagonale dans un projet logiciel ?

L’architecture hexagonale s’adresse à toutes les équipes qui souhaitent maîtriser la complexité de leurs systèmes, limiter la dette technique et renforcer la qualité logicielle dès la conception. Voici ces principaux avantages :

• Le découplage entre le métier et les technologies : l’architecture hexagonale protège la logique métier des dépendances extérieures. L’application n’est plus construite autour de détails techniques, tels que le framework ou la base de données, mais en se concentrant sur le domaine métier, ce qui décuple sa clarté, sa flexibilité et sa stabilité ;
• Une meilleure testabilité : en dissociant la logique métier des couches techniques, cette architecture facilite la mise en place de tests de performance, unitaires et fonctionnels précis et rapides, qui entraînent une détection précoce des bugs ;
• Une architecture pérenne et évolutive : en structurant l’application autour de règles métiers immuables et en reléguant les dépendances techniques en périphérie, l’architecture hexagonale offre la possibilité de faire évoluer le système sans le réécrire. Le cœur du logiciel reste ainsi préservé en cas de changement majeur, tel qu’une migration vers le cloud ;
• Une vision centrée utilisateur et métier : cette approche modélise fidèlement les besoins métiers, sans être contrainte par une structure technique préexistante. Ce principe favorise une meilleure collaboration entre l’équipe IT, le Product Owner, les experts métiers et l’utilisateur final ;
• Une stratégie compatible avec l’agilité : l’architecture hexagonale s’intègre parfaitement aux méthodes agiles. Elle facilite l’incrémentalité, la priorisation des tâches et l’implémentation continue de nouvelles fonctionnalités ;
• La facilité de substitution des composants : cette méthode permet de modifier les adaptateurs techniques, comme une base de données ou une API, sans réécrire la logique métier.

Comment mettre en œuvre l’architecture hexagonale ?

Faire le choix de l’architecture hexagonale nécessite une véritable refonte de la manière dont l’application interagit avec son environnement. Quelques étapes clés sont nécessaires pour instaurer cette méthode :

1. Identifier le cœur du domaine métier ou Business Logic : situé au centre de l’architecture, ce module regroupe les règles métiers et les cas d’usage. Il doit être autonome et indépendant de toute infrastructure technique ;
2. Définir les ports : on distingue les ports entrants des ports sortants. Chaque port est une interface qui interagit avec le monde extérieur et peut communiquer avec le cœur de l’application ;
3. Créer les adaptateurs : ce sont les implémentations concrètes des ports. Ils traduisent les données ou les appels venant de l’extérieur vers le domaine, et inversement ;
4. Orchestrer les dépendances : l’architecture hexagonale respecte la règle d’inversion des dépendances. Ces dernières vont donc de l’extérieur vers l’intérieur ;
5. Organiser le projet en modules clairs : le module domaine doit être séparé du module infrastructure, comprenant la base de données, les API ou la messagerie, et du module application, détaillant la configuration, les injections et l’exposition des services ;
6. Tester dès les premières lignes de code : en isolant le noyau applicatif, les tests peuvent être lancés dès le début du projet sans attendre son déploiement.

Architecture hexagonale vs Clean Architecture : quelles sont les différences ?

Bien que souvent confondues ou considérées comme équivalentes, l’architecture hexagonale et la Clean Architecture présentent des nuances notables dans leur approche de la conception logicielle. Toutes deux cherchent à rendre le code modulaire, maintenable et autonome vis-à-vis des dépendances techniques, mais leur organisation et leur vocabulaire diffèrent.

La Clean Architecture repose sur un modèle en couches concentriques. Les entités métiers sont au centre, entourées successivement par les cas d’usage, les adaptateurs et les éléments périphériques. L’architecture hexagonale est quant à elle représentée, comme son nom l’indique, par un hexagone, faisant intervenir des ports et des adaptateurs.

La Clean Architecture introduit plusieurs niveaux de découplage, notamment en considérant les cas d’usage comme une couche autonome entre les entités métiers et les interfaces. L’architecture hexagonale est un choix simplifié, utile pour structurer une application agile dès ses débuts.

Ces deux architectures sont compatibles et peuvent être combinées. Certains développeurs s’inspirent ainsi des principes de ces deux modèles pour créer une architecture hybride, adaptée aux besoins spécifiques de leurs projets.

FAQ sur l’architecture hexagonale

L’architecture hexagonale est-elle adaptée à tous les projets ?

L’architecture hexagonale convient particulièrement aux applications complexes, nécessitant un fort découplage entre la logique métier et les interfaces techniques. Elle est idéale pour les projets évolutifs, ayant besoin de tests unitaires robustes ou du remplacement régulier de composants externes. Pour des projets simples ou à courte durée de vie, une approche plus légère peut cependant suffire.

Quels frameworks ou langages facilitent la mise en place de l’architecture hexagonale ?

L’architecture hexagonale peut s’adapter à tous les langages et frameworks, mais certains environnements facilitent son adoption. En Java, des outils comme Spring Boot ou Quarkus permettent de structurer les couches métiers, les ports et les adaptateurs. En JavaScript/TypeScript, cette méthode peut être implémentée avec NestJS ou Express. Python, C#, Ruby on Rails, Go ou Rust sont également compatibles, dès lors qu’une séparation claire des responsabilités est instaurée.

Un freelance peut-il travailler avec l’architecture hexagonale ?

Oui. Un indépendant peut non seulement intervenir sur un projet structuréselon l’architecture hexagonale lors d’une mission freelance, mais aussi proposer lui-même cette approche lors d’une refonte ou d’un nouveau développement. Cette méthode témoigne de son expertise en conception logicielle et rassure ses clients sur la qualité et la maintenabilité du code produit. Une plateforme freelance comme Freelance-Informatique propose de nombreux profils capables d’instaurer ce type d’architecture logicielle.