Nội dung chính
Trong vài năm qua, các trang web đã chuyển từ các trang HTML đơn giản sang các ứng dụng cực kỳ phức tạp với hàng nghìn lập trình viên làm việc cùng một lúc. Để làm việc với các ứng dụng web phức tạp này, các lập trình viên sử dụng các mẫu thiết kế khác nhau để bố trí dự án của họ, giúp code ít phức tạp hơn và dễ làm việc hơn. Mẫu phổ biến nhất trong số này là mô hình MVC, hay còn được gọi là Model-View-Controller.
Đọc bài viết này để hiểu rõ:
- Định nghĩa và cách MVC hoạt động
- Công dụng và ưu – nhược điểm của MVC
- So sánh MVC và MVVM
MVC là gì?
MVC là gì?
MVC là viết tắt của Model-View-Controller. Cấu trúc Model-View-Controller (MVC) là một mẫu kiến trúc/mẫu thiết kế (design pattern) tách ứng dụng thành ba thành phần logic chính: Model, View và Controller. Mỗi thành phần kiến trúc được xây dựng để xử lý các khía cạnh phát triển cụ thể của một ứng dụng.
Cụ thể Model, View và Controller là gì trong MVC sẽ được giải thích rõ hơn ở mục tiếp theo trong bài viết này.
Mục tiêu chính của mẫu thiết kế này là giải quyết vấn đề người dùng kiểm soát một tập dữ liệu lớn và phức tạp bằng cách chia một ứng dụng lớn thành các phần cụ thể, tất cả đều có mục đích riêng.
Đặc điểm của MVC
- Cung cấp sự phân tách rõ ràng giữa logic nghiệp vụ, logic Ul và logic đầu vào.
- Cung cấp toàn quyền kiểm soát HTML và URL, giúp bạn dễ dàng thiết kế kiến trúc ứng dụng web.
- Có thể sử dụng để xây dựng các ứng dụng có URL dễ hiểu và có thể tìm kiếm được.
- Hỗ trợ Lập trình dựa trên thử nghiệm (Test-driven Development).
MVC là một mẫu thiết kế tiêu chuẩn được nhiều lập trình viên quen thuộc nhờ vào khả năng mở rộng và có thể mở rộng. MVC thường được sử dụng để làm framework phát triển web tiêu chuẩn cũng như các ứng dụng di động.
Các thành phần trong mô hình MVC
MVC bao gồm các thành phần sau:
Model
Model là các thành phần của ứng dụng tương ứng với tất cả logic liên quan đến miền dữ liệu (data domain), hoặc nói ngắn gọn đây là phần back-end chứa tất cả logic dữ liệu của ứng dụng. Dữ liệu ở đây có thể là dữ liệu đang được truyền giữa các thành phần View và Controller hoặc bất kỳ dữ liệu nào khác liên quan đến logic của doanh nghiệp.
Nếu trạng thái của dữ liệu này thay đổi thì Model thường sẽ thông báo cho View (để màn hình có thể thay đổi khi cần) và đôi khi là Controller (nếu cần logic khác để cập nhật View).
Ví dụ: Giả sử bạn đang phát triển một ứng dụng mua sắm. Ở đây, Model sẽ chỉ định giỏ hàng sẽ bao gồm những dữ liệu nào — như mặt hàng, giá cả, v.v. — và những dữ liệu nào đã có sẵn trong giỏ hàng.
Thông thường, các đối tượng Model có thể truy xuất từ cơ sở dữ liệu, thao tác và lưu trữ trạng thái Model trong cơ sở dữ liệu.
View
View là các thành phần hiển thị giao diện người dùng (UI) của ứng dụng. Thông thường, giao diện người dùng này được tạo từ dữ liệu Model.
Ví dụ: Trong ứng dụng mua sắm, View sẽ xác định cách hiển thị giỏ hàng cho người dùng và nhận dữ liệu từ Model để hiển thị. View sẽ bao gồm tất cả các thành phần UI như hiển thị nút bấm, danh sách thả xuống, v.v. mà người dùng cuối cùng tương tác.
Controller
Controller là các thành phần xử lý tương tác của người dùng để làm việc với Model (cập nhật logic dữ liệu) hoặc/ và với View (cập nhật hiển thị giao diện người dùng).
Trong ứng dụng MVC, Controller xử lý các giá trị chuỗi truy vấn và chuyển các giá trị này cho Model, từ đó Model sẽ truy vấn cơ sở dữ liệu bằng cách sử dụng các giá trị đó. View hiển thị thông tin do Controller xử lý và phản hồi đầu vào từ tương tác của người dùng.
Ví dụ: Trong ứng dụng mua sắm, ở giỏ hàng của người dùng, bạn có thể thêm các button cho phép người dùng thêm hoặc xóa các mặt hàng.
Những hành động này của người dùng yêu cầu Model phải được cập nhật, do đó, đầu vào sẽ được gửi đến Controller, sau đó Controller sẽ thao tác với Model cho phù hợp, sau đó Controller sẽ gửi dữ liệu cập nhật đến View.
Chức năng của MVC
MVC giúp bạn tạo các ứng dụng tách biệt cho các khía cạnh khác nhau của ứng dụng (logic đầu vào, logic nghiệp vụ và logic giao diện người dùng), đồng thời cung cấp sự kết nối giữa các thành phần này.
Mô hình MVC chỉ định vị trí của từng loại logic trong ứng dụng:
- Logic nghiệp vụ chính là Model.
- Logic giao diện người dùng thuộc về View.
- Logic đầu vào thuộc về Controller.
Sự tách biệt này giúp bạn quản lý sự phức tạp khi xây dựng một ứng dụng vì nó cho phép bạn tập trung vào một khía cạnh của việc triển khai tại một thời điểm.
Ví dụ: Bạn có thể tập trung vào phần hiển thị giao diện người dùng mà không phụ thuộc vào logic nghiệp vụ.
Sự kết hợp giữa ba thành phần chính của ứng dụng MVC cũng thúc đẩy sự phát triển song song. Ví dụ một lập trình viên có thể làm việc trên View, lập trình viên thứ hai có thể làm việc trên logic của Controller và lập trình viên thứ ba có thể tập trung vào logic nghiệp vụ trong Model.
Ví dụ về cách hoạt động và trách nhiệm của MVC
Giả sử bạn đến một nhà hàng, bạn sẽ không vào bếp và chuẩn bị đồ ăn mà thay vào đó, bạn lại bàn ngồi và đợi người phục vụ tới.
Bây giờ người phục vụ đến chỗ bạn và bạn gọi đồ ăn. Người phục vụ không biết bạn là ai và bạn muốn gì, anh ta chỉ viết ra chi tiết món ăn của bạn. Sau đó, người phục vụ di chuyển vào bếp.
Trong bếp, người phục vụ không chuẩn bị thức ăn cho bạn. Đầu bếp chuẩn bị thức ăn cho bạn. Người phục vụ đưa đơn đặt hàng của bạn cho đầu bếp cùng với số bàn của bạn. Anh ấy sử dụng nguyên liệu để nấu thức ăn. Giả sử bạn đặt một chiếc bánh sandwich rau củ. Sau đó, anh ta cần bánh mì, cà chua, khoai tây, ớt chuông, hành tây, bit, phô mai, v.v. nên anh ta lấy chúng từ tủ lạnh.
Đầu bếp sau đó bàn giao thức ăn cho người phục vụ. Bây giờ công việc của người phục vụ là di chuyển thức ăn này từ bếp ra đến bàn. Bây giờ người phục vụ biết bạn đã gọi món nào và chúng được phục vụ như thế nào.
Trong ví dụ về kiến trúc MVC này, các thành phần được sắp xếp như sau:
- View= bạn
- Controller= người phục vụ
- Model= đầu bếp
- Data= tủ lạnh
MVC hoạt động như thế nào?
Khái niệm hóa mô hình MVC
Về mặt khái niệm, mỗi cách tiếp cận để phát triển MVC đều giống nhau ở chỗ tất cả đều nỗ lực tuân theo nguyên tắc phân tách mối quan tâm (Separation of Concerns – SoC), một mô hình thiết kế chia ứng dụng thành các đơn vị riêng biệt với giảm thiểu ít nhất sự chồng chéo về chức năng.
Hình minh họa trên cho thấy một cách để khái niệm hóa MVC. Theo cách tiếp cận này, Controller sẽ xử lý tất cả tương tác của người dùng, chẳng hạn như khi người dùng nhấp vào nút hoặc chọn một giá trị từ danh sách. Controller cũng cung cấp dữ liệu cho thành phần View để đáp ứng yêu cầu của người dùng.
Ngoài ra, Controller sẽ giao tiếp với thành phần Model, thành phần này sẽ gửi dữ liệu cập nhật đến thành phần View. Thành phần View chỉ liên quan đến việc hiển thị dữ liệu do Controller, Model hoặc cả hai cung cấp.
Mức độ trách nhiệm được giao cho từng thành phần và luồng liên lạc giữa chúng phụ thuộc vào việc triển khai riêng lẻ.
Ví dụ: Controller có thể xử lý việc xác thực dữ liệu hoặc có thể chuyển trách nhiệm đó sang Model.
Hoặc Controller có thể đưa ra tất cả các quyết định về đầu vào của người dùng hoặc để thành phần View thực hiện quá trình lọc ban đầu, chẳng hạn như xác định trước rằng các tác vụ đơn giản sẽ thuộc “trách nhiệm” xử lý của thành phần View hay Controller.
Các nhóm phát triển phải hiểu rõ về cách họ khái niệm hóa MVC trước khi bắt đầu thiết kế và xây dựng ứng dụng của mình. Ví dụ, trong hình minh họa, giao tiếp xảy ra giữa phần tử View và Model cũng như giữa thành phần View và Controller. Nhưng vẫn có những trường hợp khác.
Ví dụ: Đội ngũ phát triển có thể quyết định rằng Model không bao giờ được giao tiếp với View hoặc toàn bộ cấu trúc phải tuân theo một quy trình tuyến tính nghiêm ngặt, như trong cách tiếp cận sau đây.
Tiếp cận tuyến tính
Trong cách tiếp cận tuyến tính này, người dùng chỉ tương tác với phần tử View thông qua trình duyệt, View chỉ tương tác với Controller và Controller chỉ tương tác với Model.
Mỗi nhóm lập trình có thể có cách giải thích riêng về cách triển khai MVC. Nếu họ đang sử dụng MVC, thì họ cũng có thể cần phải giải quyết về cách mà framework đó cấu trúc một ứng dụng.
Điểm quan trọng là họ đều phải tuân thủ nguyên tắc SoC khi thiết kế và xây dựng các ứng dụng của mình, với mỗi thành phần chịu trách nhiệm về một nhóm nhiệm vụ riêng biệt.
Vì sao nên sử dụng mô hình MVC?
Dễ dàng tổ chức các ứng dụng web quy mô lớn
Vì có sự phân tách code giữa ba cấp độ nên việc phân chia và tổ chức logic ứng dụng web thành các ứng dụng quy mô lớn trở nên cực kỳ dễ dàng (cần được quản lý bởi các nhóm lập trình viên lớn).
Ưu điểm chính của việc sử dụng các cách thực hành code như vậy là nó giúp tìm ra các phần code cụ thể một cách nhanh chóng và cho phép bổ sung chức năng mới một cách dễ dàng.
Hỗ trợ gọi phương thức không đồng bộ (Asynchronous Method Invocation)
Vì kiến trúc MVC hoạt động tốt với JavaScript và các framework JavaScript nên không có gì ngạc nhiên khi nó cũng hỗ trợ việc sử dụng Gọi phương thức không đồng bộ (AMI), cho phép các lập trình viên xây dựng các ứng dụng web tải nhanh hơn.
Điều đó có nghĩa là các ứng dụng MVC có thể được tạo ra để hoạt động ngay cả với các tệp PDF, trình duyệt dành riêng cho trang web và cả các tiện ích trên máy tính để bàn.
Dễ dàng sửa đổi
Sử dụng phương pháp MVC cho phép dễ dàng sửa đổi toàn bộ ứng dụng. Việc thêm/cập nhật loại chế độ xem mới được đơn giản hóa trong mẫu MVC (vì một phần duy nhất độc lập với các phần khác).
Vì vậy, bất kỳ thay đổi nào trong một phần nhất định của ứng dụng sẽ không bao giờ ảnh hưởng đến toàn bộ kiến trúc. Ngược lại, điều này sẽ giúp tăng tính linh hoạt và khả năng mở rộng của ứng dụng.
Quá trình lập trình nhanh hơn
Vì có sự phân tách code giữa ba cấp độ, nên việc phát triển ứng dụng web bằng mô hình MVC cho phép một lập trình viên làm việc trên một phần cụ thể (giả sử là view) trong khi một lập trình viên khác có thể làm việc đồng thời trên bất kỳ phần nào khác (giả sử là controller).
Điều này cho phép dễ dàng thực hiện logic nghiệp vụ cũng như giúp đẩy nhanh quá trình lập trình gấp bốn lần. Người ta nhận thấy rằng khi so sánh với các mô hình phát triển khác, mô hình MVC cho thấy tốc độ phát triển cao hơn (lên đến ba lần).
Lập kế hoạch và bảo trì dễ dàng
MVC rất hữu ích trong giai đoạn lập kế hoạch ban đầu của ứng dụng vì nó cung cấp cho lập trình viên một bản phác thảo về cách sắp xếp các ý tưởng của họ thành code thực tế.
MVC cũng là một công cụ tuyệt vời giúp hạn chế việc sao chép code và cho phép bảo trì ứng dụng dễ dàng.
Trả về dữ liệu code không cần định dạng
Bằng cách trả về dữ liệu chưa được định dạng, MVC cho phép bạn tạo công cụ xem của riêng mình. Ví dụ: bất kỳ loại dữ liệu nào cũng có thể được định dạng bằng HTML, nhưng với MVC, bạn cũng có thể định dạng dữ liệu bằng Macromedia Flash hoặc Dream Viewer.
Ưu điểm này rất hữu ích cho các lập trình viên vì các thành phần tương tự có thể được sử dụng lại với bất kỳ giao diện nào.
Hỗ trợ TTD (lập trình dựa trên thử nghiệm)
Ưu điểm chính của mẫu MVC là nó đơn giản hóa rất nhiều quá trình thử nghiệm. Nó giúp việc gỡ lỗi các ứng dụng quy mô lớn trở nên dễ dàng hơn vì nhiều cấp độ được xác định theo cấu trúc và được viết chính xác trong ứng dụng. Do đó, việc lập trình một ứng dụng bằng các bài kiểm thử đơn vị sẽ không gặp rắc rối.
Nền tảng thân thiện với SEO
Nền tảng MVC hỗ trợ rất nhiều cho việc phát triển các ứng dụng web thân thiện với SEO. Để tạo ra nhiều lượt truy cập hơn từ một ứng dụng cụ thể, MVC cung cấp một cách dễ dàng để phát triển các URL RESTful thân thiện với SEO.
Nhược điểm của MVC
Độ phức tạp
MVC có thể tăng độ phức tạp cho codebase vì MVC yêu cầu các lập trình viên tách code của họ thành ba thành phần riêng biệt: Model, View và Controller.
Sự tách biệt này có thể dẫn đến nhiều tệp, lớp và hướng dẫn hơn trong code, điều này có thể khiến các lập trình viên khó hiểu ứng dụng hơn, đặc biệt là đối với các dự án nhỏ hơn hoặc đơn giản. Nhu cầu quản lý tương tác giữa các thành phần này cũng có thể làm tăng thêm độ phức tạp.
Đường cong học tập
Việc hiểu và triển khai MVC có thể là một thách thức, đặc biệt đối với các lập trình viên mới làm quen với mô hình MVC. Mô hình này đòi hỏi một sự thay đổi trong cách thiết kế và cấu trúc phần mềm. Các lập trình viên phải học cách suy nghĩ về Model, View và Controller cũng như hiểu cách các thành phần này tương tác với nhau.
Đường cong học tập này có thể làm chậm quá trình phát triển và dẫn đến sai lầm trong giai đoạn đầu áp dụng MVC.
Duy trì khó khăn
Theo thời gian, việc duy trì ứng dụng MVC có thể trở nên khó khăn hơn. Nếu không có tài liệu phù hợp và tiêu chuẩn code rõ ràng, có thể khó theo dõi cách các thành phần khác nhau tương tác. Khi dự án phát triển, việc quản lý các thay đổi và cập nhật đối với MVC có thể trở nên cồng kềnh hơn. Điều này có thể dẫn đến tăng thời gian và chi phí phát triển.
Tính không linh hoạt
MVC có thể hơi cứng nhắc trong một số trường hợp nhất định. Nó phù hợp nhất cho các ứng dụng có yêu cầu được xác định rõ ràng và hiểu biết rõ ràng về cách dữ liệu truyền qua hệ thống.
Trong các dự án có tính động (dynamic) hoặc thay đổi nhanh chóng, nơi các yêu cầu phát triển nhanh chóng, MVC có thể không phải là một mô hình linh hoạt hoặc dễ thích ứng nhất. Việc thực hiện những thay đổi đáng kể đối với kiến trúc có thể gặp khó khăn.
Số lượng tệp tăng lên
Việc triển khai mô hình MVC thường dẫn đến số lượng tệp trong dự án tăng lên. Mỗi thành phần thường được biểu diễn trong các tệp hoặc lớp riêng biệt.
Điều này có thể có lợi cho các ứng dụng lớn, phức tạp, nhưng đối với các dự án nhỏ hơn, nó có thể dẫn đến số lượng tệp lớn không cần thiết, khiến dự án trở nên khó tổ chức và quản lý hơn.
Sự khác biệt giữa MVC và MVVM (Model-View-ViewModel) là gì?
| MVC (Model-View-Controller) | MVVM (Model-View-ViewModel) | |
| Triết lý cốt lõi | Trong MVC, triết lý cốt lõi là tách ứng dụng thành ba thành phần chính: Model, View và Controller.
Model đại diện cho dữ liệu và logic nghiệp vụ, View xử lý bản trình bày và giao diện người dùng, còn Controller quản lý sự tương tác của người dùng và đóng vai trò trung gian giữa Model và View. |
MVVM mở rộng khái niệm phân tách hơn nữa. MVVC giới thiệu ViewModel, hoạt động như một trung gian giữa Model và View.
ViewModel chịu trách nhiệm hiển thị dữ liệu và lệnh mà View có thể liên kết. |
| Ràng buộc dữ liệu | MVC thường không cung cấp hỗ trợ tích hợp cho liên kết dữ liệu hai chiều giữa Model và View. Trong MVC, các bản cập nhật cho Model hoặc View yêu cầu đồng bộ hóa thủ công. | MVVM nhấn mạnh đến liên kết dữ liệu hai chiều. Các thay đổi trong ViewModel được tự động phản ánh trong View và các thay đổi có thể cập nhật ViewModel.
Điều này giúp đơn giản hóa việc cập nhật giao diện người dùng và giảm nhu cầu đồng bộ hóa thủ công. |
| Hướng phụ thuộc | Trong MVC, Controller thường có ảnh hưởng mạnh mẽ đến cả Model và View.
Controller xử lý thông tin đầu vào của người dùng và đưa ra quyết định về cách cập nhật Model cũng như cách trình bày View. |
Trong MVVM, ViewModel có vai trò thụ động hơn.
ViewModel không tương tác trực tiếp với View và không cần biết về View. Thay vào đó, View quan sát và liên kết với ViewModel. Điều này thúc đẩy sự phân tách mối quan tâm mạnh mẽ hơn. |
| Khả năng kiểm tra | MVC có thể khó khăn hơn khi kiểm thử đơn vị, đặc biệt khi Controller kết hợp chặt chẽ giữa Model và View. | MVVM thường mang lại nhiều code, dễ kiểm tra hơn. ViewModel có thể được kiểm thử một cách độc lập vì nó không phụ thuộc vào các chi tiết cụ thể của View. |
| Framework và hệ sinh thái | MVC là một mẫu kiến trúc chung và có thể được triển khai bằng nhiều ngôn ngữ và framework lập trình khác nhau. Nó không bị ràng buộc với một công nghệ cụ thể. | MVVM được liên kết chặt chẽ với các nền tảng và công nghệ cụ thể, chẳng hạn như WPF và Xamarin cho các ứng dụng trên máy tính để bàn và thiết bị di động, cung cấp hỗ trợ tích hợp cho MVVM. |
Các câu hỏi liên quan đến MVC thường gặp
1. Những framework nào sử dụng mẫu thiết kế MVC?
- Laravel là một framework dựa trên PHP tuân theo MVC để xây dựng các ứng dụng. Nó xử lý việc định tuyến, bộ nhớ đệm và xác thực mà không mất chức năng.
- Angular tuân theo kiến trúc hướng thành phần. Phải nói rằng, Angular có chung một số khái niệm về MVC. Angular có thể sử dụng mẫu kiến trúc MVC để xây dựng ứng dụng web.
- Django là một framework web Python theo MVC. Tuy nhiên, Django sử dụng chức năng tương tự nhưng theo một cách khác khiến nó hơi “khó hiểu” về những gì xảy ra ở mỗi lớp.
- Ruby on Rails cũng sử dụng kiến trúc MVC. Mỗi thành phần Model, View và Controller đều nằm trong thư mục ứng dụng.
- Spring là một framework Java dành cho các ứng dụng web mang đến sự linh hoạt mà bạn có thể thay đổi bất cứ lúc nào.
Đọc thêm: Top 15+ framework back-end, front-end và mobile phổ biến nhất
2. Làm cách nào để đảm bảo tổ chức code tốt trong ứng dụng MVC?
Để đảm bảo tổ chức code tốt trong ứng dụng MVC, bạn có thể thực hiện các quy tắc và phương pháp sau:
- Sử dụng chuẩn đặt tên: Đặt tên cho các lớp, phương thức và biến một cách có ý nghĩa để tăng khả năng đọc hiểu code.
- Phân chia logic hợp lý: Tuân thủ nguyên tắc “Single Responsibility,” nghĩa là mỗi phần của ứng dụng chỉ nên có một nhiệm vụ cụ thể.
- Tạo document và chú thích code: Đảm bảo rằng code của bạn có document đầy đủ và chú thích dễ hiểu.
- Tách biệt giao diện và logic: Trong MVC, đảm bảo rằng View chỉ chịu trách nhiệm giao diện và không chứa logic nghiệp vụ. Logic nghiệp vụ nên được đặt trong Controller hoặc ViewModel (đối với MVVM).
3. Trong trường hợp nào thì nên dùng MVVM thay cho MVC?
MVC có thể được sử dụng cho lập trình ứng dụng di động, nhưng MVVM (Model-View-ViewModel) thường được ưa chuộng hơn vì ứng dụng di động thường cần xử lý nhiều sự kiện tương tác với giao diện người dùng. MVVM tạo mô hình linh hoạt cho việc quản lý trạng thái và tương tác với UI.
Ví dụ, Xamarin cho phép bạn triển khai MVVM cho phát triển ứng dụng di động trên cả iOS và Android. MVVM cũng phù hợp với các framework khác như Flutter của Google.
Tuy nhiên, sự lựa chọn giữa MVC và MVVM trong phát triển ứng dụng di động phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của dự án và sự tương thích giữa đội ngũ phát triển với kiến trúc nào.
Tổng kết mô hình MVC là gì
Tóm lại, MVC là một mẫu kiến trúc tách ứng dụng thành ba thành phần chính: Model, View và Controller. Sự tách biệt này mang lại một số lợi ích, bao gồm cải thiện tổ chức code, khả năng bảo trì và khả năng mở rộng. MVC rất linh hoạt, có thể áp dụng trên các nền tảng web, máy tính để bàn và thiết bị di động.
Ưu điểm của MVC bao gồm khả năng sử dụng lại nâng cao, kiểm tra dễ dàng hơn và khả năng thực hiện các thay đổi trong một thành phần mà không ảnh hưởng đến các thành phần khác. Điều này giúp các nhóm lập trình làm việc hiệu quả hơn và quản lý các dự án phức tạp một cách dễ dàng.