Java MVC là gì? Tổng hợp A-Z về mô hình MVC trong Java

Kiến trúc Model-View-Controller (MVC) trong Java là một mẫu thiết kế cung cấp cách tiếp cận có cấu trúc để phát triển ứng dụng. Mô hình MVC trong Java tách các mối quan tâm của ứng dụng thành ba thành phần chính: Model, View và Controller. Mỗi thành phần có một vai trò và trách nhiệm cụ thể trong kiến trúc.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu về:

• Tổng quan về mô hình MVC trong Java
• Các ưu nhược điểm của mô hình MVC
• Một số mô hình phổ biến và cách triển khai
• Những cách áp dụng Java MVC trong thực tế

Giới thiệu về Java

Java là một ngôn ngữ lập trình phổ biến, được tạo ra vào năm 1995. Java thuộc sở hữu của Oracle, và hơn 3 tỷ thiết bị chạy Java. Java được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như: Ứng dụng di động (đặc biệt là ứng dụng Android), Ứng dụng desktop, Ứng dụng web, Máy chủ web và máy chủ ứng dụng, Trò chơi, Kết nối cơ sở dữ liệu, và nhiều mục đích khác.

Vậy tại sao lại sử dụng Java? Dưới đây là một số lý do:

• Java hoạt động trên các nền tảng khác nhau (Windows, Mac, Linux, Raspberry Pi, vv.).
• Là một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất trên thế giới.
• Có nhu cầu lớn trên thị trường việc làm hiện nay.
• Dễ học và sử dụng.
• Là mã nguồn mở và miễn phí.
• An toàn, nhanh chóng và mạnh mẽ.
• Có sự hỗ trợ lớn từ cộng đồng (tens of millions of developers).
• Java là một ngôn ngữ hướng đối tượng, cung cấp một cấu trúc rõ ràng cho các chương trình và cho phép mã được sử dụng lại, giảm chi phí phát triển. Vì Java gần với C++ và C#, nên dễ dàng cho các lập trình viên chuyển đổi giữa Java hoặc ngược lại.

Với những ưu điểm này, Java đã trở thành một trong những công cụ quan trọng không thể thiếu trong thế giới lập trình hiện đại.

Đọc thêm: Java là gì? Tất cả những điều bạn cần biết về ngôn ngữ Java

Tổng quan về mô hình MVC trong Java

Kiến trúc MVC (Model-View-Controller) là một mô hình phát triển phổ biến trong việc xây dựng ứng dụng web và desktop. Mô hình này giúp tách biệt logic ứng dụng thành các phần riêng biệt, dễ dàng quản lý và bảo trì, thúc đẩy tái sử dụng code và cho phép phát triển đồng thời bởi nhiều nhóm phát triển.

Mô hình này tách biệt ứng dụng thành ba thành phần chính:

• Model: Đại diện cho một đối tượng hoặc JAVA POJO (Plain Old Java Object – một loại class trong Java) chứa dữ liệu. Nó cũng có thể chứa logic để cập nhật controller nếu dữ liệu của nó thay đổi.
• View: Đại diện cho việc hiển thị dữ liệu mà model chứa.
• Controller: Làm việc trên cả model và view. Nó kiểm soát luồng dữ liệu vào đối tượng model và cập nhật view mỗi khi dữ liệu thay đổi. Nó giữ view và model tách biệt.

Trong Java, sử dụng kiến trúc MVC giúp tách biệt dữ liệu, logic và giao diện người dùng thành các thành phần độc lập. Không chỉ tăng tính tổ chức, MVC cũng cung cấp sự linh hoạt trong việc thay đổi giao diện người dùng mà không ảnh hưởng đến logic xử lý dữ liệu. Việc phát triển đồng thời của model, view và controller cũng được tăng cường, giúp tăng hiệu suất phát triển và giảm thời gian triển khai ứng dụng.

Đọc thêm: Tổng quan MVC là gì và Ứng dụng mô hình MVC trong lập trình

Các ưu nhược điểm của mô hình MVC trong Java

Tuy nhiên, để có thể đảm bảo được tính hiệu quả, năng suất của dự án, lập trình viên cần cân nhắc kỹ càng những ưu nhược điểm của việc sử dụng mô hình MVC trong Java. Không chỉ có những ưu điểm, mô hình này cũng có một số nhược điểm mà chúng ta cần cân nhắc tính chất của dự án trước khi sử dụng.

Ưu điểm của mô hình MVC trong Java

Nhược điểm của mô hình MVC trong Java

Một số framework mô hình MVC trong Java phổ biến

Việc viết ứng dụng web có giao diện đẹp mắt và tạo trải nghiệm tốt cho người dùng có thể gặp khó khăn. Đó là lí do chúng ta có framework web. Tuy nhiên, các framework web Java không phải là một loại phù hợp cho tất cả dự án. Tùy vào đặc điểm của mỗi dự án mà lập trình viên cần chọn một framework phù hợp.

Dưới đây là những MVC framework phổ biến trong Java:

• Spring: Spring là một framework mạnh mẽ trong việc phát triển ứng dụng Java, đặc biệt với sự hỗ trợ từ SpringBoot giúp thiết lập nhanh chóng mà không cần phải bận tâm về cấu hình chi tiết. Dựa trên mô hình Dependency Injection, Spring cung cấp các công cụ linh hoạt cho việc xây dựng ứng dụng từ những dự án nhỏ đến lớn.
• Grails: Grails là một framework được xây dựng trên nền tảng của Spring và Hibernate, với mục tiêu là tối ưu hóa quá trình phát triển và giảm bớt sự phức tạp. Sự kết hợp của Convention over Configuration và scaffolding giúp việc tạo ra các ứng dụng CRUD trở nên đơn giản và nhanh chóng.
• Vaadin: Vaadin là một framework phát triển ứng dụng web Java với giao diện người dùng dựa trên các thành phần UI. Sử dụng Vaadin giúp giảm bớt boilerplate code thông qua việc kéo và thả các thành phần trên giao diện người dùng một cách trực quan, đồng thời cung cấp tài liệu đầy đủ và một cộng đồng tích cực.
• GWT: Google Web Toolkit (GWT) là một framework cho phép phát triển ứng dụng web sử dụng Java và sau đó biên dịch thành mã JavaScript tương ứng. Với GWT, nhà phát triển có thể tận dụng sức mạnh của Java và tiện ích của các thư viện sẵn có để xây dựng ứng dụng web hiệu quả.
• Wicket: Apache Wicket là một framework phát triển web Java mà ưu điểm chính là sự tách biệt rõ ràng giữa mã HTML và mã Java. Sử dụng Wicket, nhà phát triển có thể tạo ra các ứng dụng web với sự tái sử dụng thành phần và mô hình MVC rõ ràng.
• Play: Play là một framework phát triển ứng dụng web Java linh hoạt và mạnh mẽ, với sự ưu tiên về quy ước thay vì cấu hình. Play cung cấp các tính năng như scaffolding và hỗ trợ Scala, giúp tăng cường hiệu suất phát triển và giảm thiểu sự phức tạp.
• Struts: Struts là một framework phát triển ứng dụng web Java cổ điển, được xem là công nghệ lỗi thời mà nhiều nhà phát triển hiện nay tránh xa. Tuy nhiên, Struts vẫn được sử dụng trong một số dự án lớn với sự hỗ trợ từ plugin Convention giúp giảm bớt sự phức tạp trong quá trình phát triển.
• JSF: JavaServer Faces (JSF) là một framework phát triển giao diện người dùng web cho ứng dụng Java EE. JSF cung cấp một cách tiếp cận đơn giản và linh hoạt để tạo ra các thành phần giao diện người dùng tái sử dụng, dựa trên mô hình MVC và tích hợp sẵn trong các máy chủ ứng dụng Java EE compliant.

Sau đây là bảng tổng hợp các framework dựa trên bốn tiêu chí: Prototype, Độ phức tạp, Độ khó và Tài liệu & Cộng đồng:

Cách triển khai mô hình MVC trong Java

Để triển khai mô hình MVC trong Java, việc đầu tiên cần làm là tạo 3 layer bên dưới:

• Layer Employee, sẽ hoạt động như model 
• Layer EmployeeView, sẽ hoạt động như view 
• Layer EmployeeController, sẽ hoạt động như controller

Model của mô hình MVC trong Java

Trong mô hình MVC, thành phần model hoạt động như dữ liệu của ứng dụng. Nó bao gồm logic kinh doanh và duy trì trạng thái của ứng dụng. Model chịu trách nhiệm truy xuất và lưu trữ dữ liệu của ứng dụng trong cơ sở dữ liệu, áp dụng các quy tắc và kiểm định dữ liệu, phản ánh các khái niệm cốt lõi và chức năng của ứng dụng. Thông qua model, dữ liệu của ứng dụng được quản lý và xử lý, đảm bảo tuân thủ các quy tắc và hành vi được định nghĩa.

Hãy xem xét đoạn code sau đây tạo ra một đối tượng, đây cũng là bước đầu tiên để triển khai mô hình MVC.

package modelviewcontroller.java.pattern.example;
 
public class EmployeeModel {
    
   private int id;
   private String name;
   private String job;
 
   public EmployeeModel(int id, String name, String job) {
    super();
    this.id = id;
    this.name = name;
    this.job = job;
 }
 
   public int getId() {
    return id;
   }
 
   public String getName() {
    return name;
   }
    
   public String getJob() {
    return job;
   }
 
   public void setId(int id) {
    this.id = id;
   }
 
   public void setName(String name) {
    this.name = name;
   }
 
   public void setJob(String job) {
 this.job = job;
   }
 
}

View của mô hình MVC trong Java

Như tên gọi, thành phần view trong mô hình MVC chịu trách nhiệm hiển thị dữ liệu được lấy từ model. View đại diện cho giao diện người dùng của ứng dụng. Layer view tạo đầu ra của ứng dụng và truyền thông tin đó đến máy khách. Dữ liệu được yêu cầu được lấy từ model bởi controller và chuyển đến view để hiển thị cho người dùng. View đảm bảo rằng dữ liệu được hiển thị dưới dạng phù hợp với giao diện người dùng hoặc yêu cầu đầu ra của ứng dụng.

Hãy xem một ví dụ về cách tạo một view bằng cách sử dụng lớp EmployeeView.

package modelviewcontroller.java.pattern.example;
 
public class EmployeeView {
 
 public void printEmployeeInformation(EmployeeModel emp){
       System.out.println("Employee [ID="+emp.getId()+" /Name="+emp.getName()+" /Job="+emp.getJob()+"]");
    }
}

Controller của mô hình MVC trong Java

Trong kiến trúc MVC, controller nhận các yêu cầu từ người dùng từ view và xử lý chúng. Controller giữ vai trò là bộ trung gian giữa các model và view.

Controller xử lý các yêu cầu của người dùng và chuyển tiếp chúng đến model để xử lý dữ liệu. Khi dữ liệu được yêu cầu được xử lý bởi model, nó được trả về cho controller. Controller sau đó chuyển dữ liệu đến view phù hợp, nơi nó được hiển thị cho người dùng. Controller điều phối luồng dữ liệu giữa model và view, đảm bảo xử lý và trình bày đúng chức năng của ứng dụng.

Dưới đây là cách để tạo controller:

package modelviewcontroller.java.pattern.example;
 
public class Controller {
 
 private EmployeeModel employeeModel;
 private EmployeeView employeeView;
 
 public Controller(EmployeeModel employeeModel, EmployeeView employeeView) {
     super();
     this.employeeModel = employeeModel;
     this.employeeView = employeeView;
 }
 
 public void setEmployeeId (int id) {
     employeeModel.setId(id);
     updateView();
 }
 
 public int getEmployeeId () {
     return employeeModel.getId();
 }
 
 public void setEmployeeName (String name) {
     employeeModel.setName(name);
     updateView();
 }
 
 public String getEmployeeName () {
     return employeeModel.getName();
 }
 
 public void setEmployeeJob (String job) {
     employeeModel.setJob(job);
     updateView();
 }
 
 public String getEmployeeJob() {
     return employeeModel.getJob();
 }
 
 public void updateView(){           
     employeeView.printEmployeeInformation(employeeModel);
 }
 
 
}

Kết quả của mô hình MVC trong Java

package modelviewcontroller.java.pattern.example;
 
public class MvcJavaPatternExample {
 
 public static void main(String[] args) {
     
     EmployeeModel employeeModel = new EmployeeModel(10, "Tuấn Trần", "Analyst");
     EmployeeView employeeView = new EmployeeView();
             
     Controller controller = new Controller(employeeModel, employeeView);
     
     controller.updateView();
     
     System.out.println("\nVIEW UPDATES generated automatically by the controller: ");
     System.out.println("------------------------------------------------------- ");
     
     controller.setEmployeeJob("Programmer");
     controller.setEmployeeJob("Manager");
     controller.setEmployeeName("Thảo Nguyễn");
     controller.setEmployeeId(200);
     
 }
}

Những cách áp dụng mô hình MVC trong Java trong thực tế

Dưới đây là một số cách áp dụng Java MVC trong thực tế kèm ví dụ, giúp bạn có cái nhìn rõ ràng hơn khi sử dụng mô hình này cho dự án của mình.

Sử dụng một cấu trúc chuẩn

Giữ cho cấu trúc dự án chuẩn giúp code của bạn được tổ chức và dễ hiểu hơn. Một cấu trúc dự án Spring MVC tiêu biểu nên bao gồm các thư mục sau:

• src/main/java: Cho các tệp nguồn Java
• src/main/resources: Cho các tệp tài nguyên, như application.properties hoặc application.yml
• src/main/webapp: Cho các tài nguyên web như JSPs, các tệp JavaScript và các tệp stylesheet

Sử dụng chú thích cho configuration 

Spring MVC hỗ trợ cả cấu hình dựa trên XML và chú thích. Tuy nhiên, việc sử dụng chú thích là phương pháp được ưa thích, vì nó làm cho code của bạn dễ đọc hơn và dễ bảo trì hơn.

@Configuration
@EnableWebMvc
@ComponentScan(basePackages = {"com.example.springmvc"})
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

    @Override
    public void addResourceHandlers(ResourceHandlerRegistry registry) {
        registry.addResourceHandler("/resources/**").addResourceLocations("/resources/");
    }
}

Cơ chế xử lý ngoại lệ tập trung (Centralized Exception Handling Mechanism)

Thay vì xử lý ngoại lệ trong từng controller, hãy thực hiện một cơ chế xử lý ngoại lệ tập trung bằng cách sử dụng các chú thích @ControllerAdvice và @ExceptionHandler.

@ControllerAdvice
public class GlobalExceptionHandler {

    @ExceptionHandler(Exception.class)
    public ModelAndView handleException(Exception ex) {
        ModelAndView modelAndView = new ModelAndView("error");
        modelAndView.addObject("exception", ex);
        return modelAndView;
    }
}

Kiểm định input từ user

Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và ngăn chặn các lỗ hổng bảo mật bằng cách kiểm tra đầu vào người dùng bằng cách sử dụng chú thích @Valid và đối tượng BindingResult.

@PostMapping("/create")
public String createUser(@ModelAttribute("user") @Valid User user, BindingResult bindingResult, Model model) {
    if (bindingResult.hasErrors()) {
        return "create-user";
    }
    userService.saveUser(user);
    return "redirect:/users";
}

Sử dụng @Autowired cho Dependency Injection

Tận dụng cơ chế dependency injection có sẵn trong Spring bằng cách sử dụng chú thích.

@Autowired để inject các phụ thuộc vào các thành phần.
@Controller
public class UserController {

    @Autowired
    private UserService userService;

    // Controller method ...
}

Các câu hỏi thường gặp về mô hình MVC trong Java

Mục đích chính của mô hình MVC trong Java là gì?

Kiến trúc MVC nhằm vào việc tách biệt các mô-đun trong các ứng dụng Java, giúp tổ chức mã nguồn, duy trì sự tách biệt giữa dữ liệu, trình bày và logic, và cải thiện chất lượng mã nguồn và khả năng bảo trì chung.

Làm thế nào MVC tăng cường khả năng tái sử dụng code?

MVC cho phép tái sử dụng code bằng cách tách biệt các thành phần model, view và controller. Model có thể được sử dụng lại trên các view khác nhau, và có thể tạo nhiều view cho một model duy nhất. Sự tách biệt này cho phép các nhà phát triển tái sử dụng các thành phần trong các ngữ cảnh khác nhau, giảm thiểu sự trùng lặp mã và tăng cường hiệu quả.

MVC làm thế nào để tăng cường khả năng kiểm thử?

MVC tạo điều kiện cho việc kiểm thử đơn vị bằng cách cung cấp sự tách biệt rõ ràng của các quan tâm. Mỗi thành phần có thể được test độc lập, làm cho việc xác minh chức năng của chúng và phát hiện các vấn đề trở nên dễ dàng hơn. Khả năng test được tăng cường nhờ việc tách các mô-đun với chức năng được xác định rõ ràng của model, view và controller.

Liệu có thể kết nối nhiều view với một model trong MVC không?

Có, trong MVC, có thể kết nối nhiều view với một model duy nhất. Điều này cho phép hiển thị các dữ liệu cơ bản cùng một cách khác nhau đối với người dùng. Mỗi view có thể phục vụ cho các yêu cầu giao diện người dùng cụ thể hoặc nhắm vào các thiết bị hoặc nền tảng khác nhau.

MVC có hạn chế lựa chọn các công nghệ trong phát triển Java không?

Không, MVC là một mẫu thiết kế có thể được triển khai bằng cách sử dụng các công nghệ và frameworks khác nhau trong phát triển Java. Sự lựa chọn của công nghệ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và các công cụ và frameworks có sẵn trong hệ sinh thái Java.

Tổng kết

Kiến trúc MVC cung cấp một phương pháp cấu trúc và có tính tổ chức để xây dựng các ứng dụng, với việc phân chia thành ba phần: model, view và controller. Sự tách biệt rõ ràng giữa các phần giúp tổ chức mã nguồn một cách hiệu quả và tối ưu.

Bằng cách hiểu rõ về kiến trúc MVC, bạn có thể tạo ra các ứng dụng Java mạnh mẽ, linh hoạt và đảm bảo trải nghiệm người dùng. Việc áp dụng những kiến thức này không chỉ giúp bạn xây dựng các ứng dụng web chất lượng cao, mà còn nâng cao khả năng làm việc của bạn trong lĩnh vực phát triển phần mềm.