Kiến trúc Spring Boot: Ưu và nhược điểm

Sơ đồ trên minh họa rằng mỗi lớp của cấu trúc này đều được kết nối với lớp ngay trên hoặc dưới nó do quy trình làm việc. Do đó, mỗi lớp chỉ cần truy cập đến các lớp lân cận. Vì vậy nếu chúng ta thay đổi API của một lớp, chúng ta chỉ cần cập nhật các lớp liền kề với nó.

Spring Boot là gì?

Spring Boot là một phiên bản tự động hóa của Spring framework truyền thống, giúp đơn giản hóa và tự động hóa quy trình phát triển ứng dụng. Spring Boot được xây dựng trên nền tảng Spring framework và có cấu trúc theo lớp, trong đó mỗi lớp giao tiếp với các lớp khác (từ trên xuống dưới theo thứ tự phân cấp). Tài liệu của Spring Boot cung cấp định nghĩa như sau:

Spring Boot giúp tạo ra các ứng dụng Spring chất lượng cao, đạt chuẩn sản xuất và dễ triển khai cũng như vận hành.

Spring Boot được thiết kế để loại bỏ việc sử dụng cấu hình dựa trên XML và annotation trong ứng dụng. Spring Boot mang lại những lợi ích như tính tự quyết định (với tùy chọn thay đổi cấu hình sau này), ưu tiên quy ước hơn cấu hình, tính độc lập và sẵn sàng cho sản xuất. Nó cung cấp khả năng tự động cấu hình và các tùy chọn dựa trên quy ước hơn là phải cấu hình bằng tay.

Các tính năng của Spring Boot

Spring Boot là một framework Java, được xây dựng trên Spring framework và áp dụng cách tiếp cận đơn giản, không cần nhiều mã mẫu. Spring Boot không yêu cầu lập trình viên viết nhiều mã lặp đi lặp lại. Đa số các ứng dụng Spring Boot chỉ cần một lượng cấu hình Spring tối thiểu.

Một nhà phát triển Java sử dụng tính năng tự động cấu hình có thể tự động cấu hình ứng dụng Spring của mình thông qua các thư viện phụ thuộc jar, giúp quá trình phát triển ứng dụng trở nên rất tiện lợi.

Các tính năng của Spring Boot mà nhà phát triển Java nên biết bao gồm:

Spring Initializr

Các dự án Spring Boot được tạo ra thông qua cURL, nhiều IDE, và Spring CLI bằng cách sử dụng Spring Initializr. Đây là một tính năng của Spring cho phép tạo dự án bằng cURL. Spring CLI, các IDE của Spring và Spring CLI đều hỗ trợ tính năng Spring Boot này. Nó không tạo ra mã ứng dụng, mà chỉ cung cấp một cấu trúc dự án cơ bản. Tất cả những gì bạn cần làm là viết mã ứng dụng.

Spring Initializr cho phép bạn chọn loại dự án, ngôn ngữ lập trình bạn muốn và thêm các thư viện phụ thuộc như công cụ phát triển, actuator, trang web, v.v. Để tạo dự án, bạn chỉ cần nhấn nút Generate sau khi chọn các tùy chọn trên màn hình Spring Initializr.

Dự án sẽ bao gồm tập tin cấu hình Gradle hoặc pom.xml, tùy thuộc vào việc bạn chọn xây dựng dự án bằng Gradle hay Maven. Ngoài ra, dự án còn có một lớp chứa phương thức main() để khởi động ứng dụng. Spring Boot sẽ được sử dụng để tự động cấu hình ngữ cảnh ứng dụng và thiết lập các thuộc tính trống.

Spring CLI

Spring Boot CLI là một công cụ dòng lệnh cho phép bạn tạo các ứng dụng Spring một cách nhanh chóng. Bằng cách sử dụng Spring CLI, bạn có thể viết các ứng dụng dựa trên Java bằng kiến thức Java của mình, ngay cả khi không cần phải viết mã tái sử dụng nhiều lần. Thành phần khởi tạo (starter) sẽ tự động giải quyết các thư viện phụ thuộc khi bạn bắt đầu một dự án mới.

Để sử dụng Initializr khởi đầu việc phát triển một dự án Java theo cách truyền thống hơn, trước tiên bạn cần sử dụng tính năng Spring Boot này. Ví dụ, lệnh init là một cách để sử dụng Initializr tạo ra một dự án cơ bản. File zip kết quả sẽ chứa cấu trúc dự án, và sau đó bạn có thể thêm hoặc xóa các thành phần theo ý muốn. Nếu không, bạn cũng có thể chỉnh sửa mã theo nhu cầu của mình.

Tự động cấu hình

Tính năng tự động cấu hình (autoconfiguration) của Spring Boot giúp bạn phát triển và tích hợp mã của mình, nhưng bạn vẫn cần phải cấu hình thủ công nhiều thứ. Hãy tưởng tượng bạn muốn tạo một thư viện mới để sử dụng ở nhiều vị trí khác nhau trong ứng dụng của mình. Bạn có thể phát triển và tích hợp mã, nhưng vẫn có thể phải cấu hình thủ công nhiều thứ.

Khi tạo một dự án Spring Boot mới, bạn có thể lựa chọn các dependency. Các dependency này sẽ được Spring Boot đánh giá trong quá trình khởi động ứng dụng để tải các cấu hình mặc định cụ thể dựa trên tính năng tự động cấu hình. Lớp AutoConfiguration được củng cố với các annotation @Conditional để kích hoạt các bean trong những trường hợp cụ thể, và annotation @Conditional được sử dụng để kích hoạt bean trong các tình huống nhất định.

Để sử dụng các annotation điều kiện của Spring, chúng ta cần tham khảo tài liệu tham khảo. Nếu kịch bản sử dụng của chúng ta không yêu cầu các điều kiện này, bạn có thể tạo các điều kiện tùy chỉnh riêng.

Bạn phải sử dụng các annotation @EnableAutoConfiguration hoặc @SpringBootApplication để kích hoạt tính năng tự động cấu hình.

Cấu hình bên ngoài

Tất cả các thuộc tính của Spring Boot đều được đọc từ các thuộc tính ứng dụng hoặc YAML ứng dụng trong các ứng dụng Spring Boot. Tuy nhiên, có thể có những trường hợp bạn muốn di chuyển cấu hình của mình từ môi trường này sang môi trường khác. Đây là lúc bạn cần phải cấu hình lại các thuộc tính này. Bạn sẽ phải xây dựng lại và kiểm thử ứng dụng trong tất cả các môi trường mỗi khi thay đổi các biến này. Hơn nữa, mỗi lần có thay đổi, bạn cũng phải khởi động lại ứng dụng trong môi trường sản xuất.

Bạn có thể xuất cấu hình của mình theo các cách sau:

• Tệp properties
• Tệp YAML
• Biến môi trường, v.v.

Kiến trúc Spring Boot

Spring Boot là một phần chuyên biệt của Spring Framework. Nó được sử dụng để tạo ra các ứng dụng Spring có chất lượng cao. Mã nguồn của Spring Framework được sử dụng để tạo ra Spring Boot.

Spring Boot áp dụng kiến trúc phân cấp, trong đó mỗi lớp giao tiếp với lớp ngay trên hoặc ngay dưới nó (cấu trúc phân cấp).

Trước khi đi sâu vào Kiến trúc Spring Boot, chúng ta cần hiểu ý nghĩa của từng lớp và các thành phần trong đó. Spring Boot được chia thành bốn lớp như sau:

• Lớp Presentation 
• Lớp Business 
• Lớp Persistence 
• Lớp Database 

Thông tin sau đây được cung cấp về các lớp trong Spring Boot:

• Lớp Presentation: Lớp phía trước là những gì được thấy từ bên ngoài, và lớp phía sau là nơi cấu trúc được xây dựng từ các quan điểm đó. Lớp này xử lý việc giải thích JSON, xác thực người dùng, và xử lý các yêu cầu HTTP. Sau khi xác thực, yêu cầu sẽ được chuyển đến lớp nghiệp vụ để tiếp tục xử lý.
• Lớp Business: quản lý tất cả các quyết định kinh doanh và thực hiện việc xác thực cũng như xử lý logic nghiệp vụ. Ví dụ, chỉ quản trị viên mới có quyền thay đổi tài khoản của khách hàng.
• Lớp Persistence: Phần này chứa tất cả logic lưu trữ, bao gồm các truy vấn cơ sở dữ liệu. Nó cũng chịu trách nhiệm chuyển đổi giữa các dòng dữ liệu trong cơ sở dữ liệu và các đối tượng của ứng dụng.
• Lớp Database: Cấu trúc hoạt động theo cách sau: Các yêu cầu HTTP hoặc yêu cầu từ internet được xử lý bởi các Controller từ lớp trình bày, các dịch vụ (service) xử lý logic nghiệp vụ, và các kho lưu trữ (repository) duy trì logic lưu trữ (lưu trữ dữ liệu). Mỗi Controller có thể kiểm soát nhiều dịch vụ, và các dịch vụ này có thể sử dụng nhiều repository. Tương tự, mỗi repository có thể quản lý nhiều cơ sở dữ liệu khác nhau.

Kiến trúc quy trình làm việc của Spring Boot

Spring Boot phụ thuộc rất nhiều vào Spring Framework, điều này có nghĩa là nó tích hợp hầu hết các tính năng và module của Spring như Spring MVC, Spring Core, và nhiều hơn nữa, nhưng không yêu cầu các lớp DAO và DAOImpl.

Giải thích:

• Các lớp kiểm tra hợp lệ (validator), các lớp hiển thị (view), và các lớp tiện ích đã được định nghĩa.
• Spring Boot sử dụng cùng các module như Spring, ví dụ như Spring MVC, Spring Data, v.v., nhưng có một kiến trúc khác. Spring Boot tương tự như Spring MVC, nhưng điểm khác biệt là không cần các lớp DAO và DAOImpl.
• Nó tạm thời chặn một hoạt động để tạo lớp truy cập dữ liệu và thực hiện các thao tác CRUD.
• Client xử lý các yêu cầu HTTP (PUT hoặc GET).
• Controller nhận yêu cầu và xử lý. Sau đó, nếu cần, nó sẽ chuyển yêu cầu đến logic dịch vụ.
• Tất cả logic nghiệp vụ được thực hiện trong lớp service. Nó thực hiện các logic trên dữ liệu được ánh xạ tới JPA bằng các lớp mô hình.
• Khi một trang JSP được trả về ứng dụng, lỗi sẽ không được báo cáo cho người dùng.

Ưu điểm và nhược điểm của kiến ​​trúc Spring Boot

Spring Boot là một framework được các nhà phát triển Java yêu thích bởi khả năng đơn giản hóa quá trình phát triển các ứng dụng Spring. Tuy nhiên, như mọi công cụ khác, Spring Boot cũng có những ưu và nhược điểm riêng.

Ưu điểm của kiến ​​trúc Spring Boot

Spring Boot đã trở thành một trong những framework phổ biến nhất trong cộng đồng Java, đặc biệt là khi phát triển các ứng dụng microservices. Điều này là nhờ vào những ưu điểm vượt trội sau:

• Spring Boot cho phép phát triển các ứng dụng dựa trên Spring nhanh chóng và dễ dàng bằng Java hoặc Groovy.
• Spring Boot tối ưu hóa thời gian phát triển, giúp giảm thời gian xây dựng ứng dụng và tăng năng suất. Bằng cách giảm thiểu các công việc thủ công như viết các annotation, mã lặp và cấu hình XML, nó cũng giúp giảm thiểu rủi ro lỗi.
• Ứng dụng Spring Boot với hệ sinh thái Spring, bao gồm Spring Security, Spring Data, Spring JDBC và Spring ORM, giờ đây dễ dàng tích hợp với Spring. Điều này cũng giúp các nhà phát triển dễ dàng tuân theo cấu hình mặc định có sẵn "Opinionated Defaults Configuration".
• Các ứng dụng web có thể được kiểm thử bằng các máy chủ HTTP tích hợp sẵn như Jetty, Tomcat, giúp việc phát triển trở nên thuận tiện hơn.
• Spring Boot CLI có thể truy cập thông qua giao diện dòng lệnh, và đã được phát triển cũng như kiểm thử trên các ứng dụng Spring Boot viết bằng Java hoặc Groovy.
• Spring Boot có thể được xây dựng với sự hỗ trợ của các công cụ như Gradle và Maven, cũng như jBOSS. Bên cạnh đó, nó cung cấp nhiều plugin giúp phát triển và kiểm thử các ứng dụng Spring Boot một cách dễ dàng.
• Làm việc với cơ sở dữ liệu nhúng và trong bộ nhớ rất thuận tiện, dễ dàng nhờ các plugin đi kèm.

Nhược điểm của kiến ​​trúc Spring Boot

Mặc dù Spring Boot mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó cũng đi kèm với một số nhược điểm mà bạn cần cân nhắc trước khi quyết định sử dụng:

• Chuyển đổi các dự án Spring Framework hiện có thành ứng dụng Spring Boot không gặp vấn đề gì, tuy nhiên, thời gian thực hiện quy trình này rất quan trọng.
• Kích thước tệp triển khai ứng dụng tăng lên do số lượng phụ thuộc không sử dụng được gây ra bởi Spring Boot.
• Việc trở thành một ứng dụng Spring Boot đòi hỏi quá trình chuyển đổi từ dự án Spring cũ sang Spring Boot mất nhiều thời gian và phức tạp.
• Nhiều nhà phát triển cho rằng Spring Boot không phù hợp để xây dựng các ứng dụng quy mô lớn vì nó không phù hợp với việc làm việc với microservices.

Kết luận

Kiến trúc của Spring Boot mang đến sự đơn giản và hiệu quả trong việc phát triển các ứng dụng dựa trên Spring. Với cấu hình tự động và việc loại bỏ sự phụ thuộc vào các lớp DAO hay cấu hình XML phức tạp, Spring Boot giúp tối ưu hóa quy trình làm việc. Kiến trúc Spring Boot là một công cụ mạnh mẽ và hiệu quả cho việc phát triển nhanh, nhưng cần cân nhắc kỹ lưỡng khi áp dụng cho các hệ thống phức tạp và yêu cầu tùy chỉnh cao.