Clean Architecture là một phương pháp thiết kế phần mềm giúp tách biệt các thành phần của hệ thống, từ đó tạo ra mã nguồn dễ bảo trì, mở rộng và kiểm thử. Được phát triển bởi Robert C. Martin, Clean Architecture giúp đảm bảo tính linh hoạt và khả năng thay đổi của ứng dụng mà không ảnh hưởng đến các phần cốt lõi. Bài viết này của LPTech sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về Clean Architecture, cùng tìm hiểu nhé!

Clean Architecture là gì?

Clean Architecture là một phương pháp thiết kế phần mềm được xây dựng dựa trên nguyên lý thiết kế hướng đối tượng và tư tưởng độc lập. Cụ thể là project sẽ không bị phụ thuộc vào bất kì công cụ hay framework nào trong suốt quá trình kiểm thử.

Phương pháp này khuyến khích việc phân chia hệ thống thành các lớp (layer) rõ ràng, mỗi lớp có trách nhiệm riêng biệt. Mục tiêu của Clean Architecture là giữ cho phần logic nghiệp vụ (business logic) của hệ thống không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như cơ sở dữ liệu hay giao diện người dùng.

Các layer trong clean architecture

Clean Architecture được chia thành bốn lớp chính, mỗi lớp có nhiệm vụ riêng và được tách biệt với nhau để đảm bảo tính độc lập. Dưới đây là các layer quan trọng trong Clean Architecture:

Entities

Entities là các thành phần cốt lõi của hệ thống, chứa các đối tượng và dữ liệu quan trọng cho nghiệp vụ của ứng dụng. Các Entity thường không thay đổi trong suốt thời gian hoạt động của ứng dụng và bao gồm các đối tượng, quy tắc nghiệp vụ hoặc các mô hình dữ liệu quan trọng. Các entities có thể được sử dụng trong nhiều use cases khác nhau và không phụ thuộc vào bất kỳ yếu tố bên ngoài nào như giao diện người dùng hay cơ sở dữ liệu.

Use Cases

Use Cases đại diện cho các chức năng hoặc hành động mà người dùng hoặc hệ thống cần thực hiện. Mỗi use case xử lý một tác vụ nghiệp vụ cụ thể và tương tác trực tiếp với entities. Use Cases chính là nơi chứa các quy trình nghiệp vụ, như xử lý thanh toán, tạo tài khoản, hay quản lý đơn hàng. Các use case có thể thay đổi mà không ảnh hưởng đến các lớp khác, giúp cho ứng dụng trở nên linh hoạt và dễ dàng thay đổi khi có yêu cầu mới.

Interface Adapters

Interface Adapters là lớp có nhiệm vụ chuyển đổi dữ liệu giữa các lớp trong hệ thống và các hệ thống bên ngoài, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu hoặc API. Lớp này có chức năng chuyển đổi các dữ liệu từ các use cases thành dữ liệu phù hợp để gửi tới các hệ thống khác hoặc ngược lại. Trong lớp Interface Adapters, bạn sẽ tìm thấy các thành phần như Controllers, Presenters hoặc Gateways.

Frameworks & Drivers

Frameworks & Drivers là lớp ngoài cùng, nơi các công nghệ và phần mềm bên ngoài được tích hợp vào hệ thống. Ví dụ, các thư viện UI (giao diện người dùng) như React hay Angular, các framework như Spring, hay các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu như MySQL, PostgreSQL đều thuộc lớp này. Lớp Frameworks & Drivers giúp kết nối các phần cứng, phần mềm và các yếu tố bên ngoài khác với hệ thống.

Lợi ích của clean architecture

Nhờ vào việc phân chia rõ ràng, Clean Architecture giúp việc thay đổi, mở rộng và bảo trì hệ thống trở nên dễ dàng hơn. Các phần mềm được phát triển theo Clean Architecture dễ dàng mở rộng, không bị phụ thuộc vào công nghệ cụ thể, và dễ dàng kiểm thử:

• Dễ dàng bảo trì: Với việc phân chia rõ ràng các lớp và trách nhiệm, việc bảo trì hệ thống trở nên đơn giản và ít tốn thời gian hơn, vì mỗi lớp chỉ chịu trách nhiệm về một phần cụ thể. Khi thêm tính năng mới hoặc thực hiện thay đổi, hệ thống sẽ không bị xáo trộn hoặc làm gián đoạn các phần cốt lõi của ứng dụng.
• Mở rộng dễ dàng: Bạn có thể thêm tính năng mới vào hệ thống mà không làm ảnh hưởng đến các phần còn lại của ứng dụng. Clean Architecture giúp hệ thống linh hoạt và dễ dàng thích ứng với yêu cầu thay đổi.
• Kiểm thử dễ dàng: Các thành phần được tách biệt, giúp bạn dễ dàng kiểm thử từng phần độc lập mà không cần phải phụ thuộc vào các thành phần khác. Các lớp logic nghiệp vụ và use cases có thể được kiểm thử mà không cần phải lo lắng về các yếu tố như kết nối mạng hay giao diện.
• Tính độc lập với công nghệ: Clean Architecture không phụ thuộc vào công nghệ cụ thể, cho phép bạn thay đổi framework, cơ sở dữ liệu hay giao diện người dùng mà không ảnh hưởng đến các phần cốt lõi của hệ thống.

Hạn chế của clean architecture

Mặc dù Clean Architecture có nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số hạn chế cần lưu ý:

• Phức tạp khi áp dụng cho ứng dụng nhỏ: Đối với các ứng dụng nhỏ, việc chia nhỏ hệ thống thành các lớp độc lập có thể khiến mã nguồn trở nên phức tạp và khó quản lý hơn so với các kiến trúc truyền thống. Việc xây dựng các lớp, cấu trúc giao diện và các ranh giới giữa các thành phần yêu cầu sự đầu tư thời gian và công sức ban đầu.
• Độ khó khi áp dụng: Clean Architecture yêu cầu lập trình viên phải có kiến thức vững về các nguyên lý thiết kế phần mềm và cách phân chia hệ thống thành các lớp. Nếu không, các lớp có thể bị cấu trúc sai hoặc dẫn đến hệ thống dễ bị xáo trộn và khó bảo trì về lâu dài.
• Cần thời gian để thiết lập: Việc thiết lập các lớp và các giao diện giữa chúng có thể mất thời gian, đặc biệt trong các dự án mới, do đó có thể làm tăng chi phí phát triển ban đầu.

Khi nào nên sử dụng clean architecture?

Clean Architecture rất hữu ích cho các dự án phần mềm lớn và phức tạp, đặc biệt khi cần duy trì mã nguồn lâu dài và thay đổi thường xuyên. Bạn nên xem xét sử dụng Clean Architecture trong những tình huống sau:

Dự án dài hạn

Clean Architecture là lựa chọn tuyệt vời cho những dự án dài hạn, nơi các yêu cầu và tính năng sẽ thay đổi theo thời gian. Vì Clean Architecture giúp tách biệt các phần cốt lõi của hệ thống với những phần thay đổi thường xuyên như giao diện người dùng hay công nghệ cơ sở dữ liệu, nó giúp đảm bảo rằng những thay đổi này không ảnh hưởng đến logic nghiệp vụ chính.

Ứng dụng có yêu cầu cao về kiểm thử

Các hệ thống có tính phức tạp cao, đặc biệt là trong những lĩnh vực như tài chính, y tế hay các ứng dụng đòi hỏi tính chính xác và độ tin cậy cao, rất phù hợp với Clean Architecture. Kiến trúc này giúp phân chia rõ ràng các thành phần của hệ thống, từ đó dễ dàng kiểm thử từng phần riêng biệt mà không bị phụ thuộc vào các yếu tố khác như cơ sở dữ liệu hay giao diện người dùng.

Ứng dụng có tính linh hoạt cao

Nếu dự án của bạn yêu cầu khả năng thay đổi hoặc cập nhật công nghệ (như chuyển đổi từ cơ sở dữ liệu SQL sang NoSQL, thay đổi framework hoặc ngôn ngữ lập trình), Clean Architecture sẽ giúp bạn dễ dàng thực hiện điều này mà không phải tái cấu trúc lại toàn bộ ứng dụng.

Hệ thống có tính bảo mật cao

Đối với những hệ thống yêu cầu bảo mật nghiêm ngặt, chẳng hạn như các ứng dụng ngân hàng, tài chính hoặc y tế, Clean Architecture giúp tách biệt các thành phần xử lý dữ liệu nhạy cảm khỏi các phần khác của hệ thống.

Dự án có đội ngũ phát triển lớn

Với cấu trúc rõ ràng và phân chia nhiệm vụ theo các lớp riêng biệt, Clean Architecture giúp các thành viên trong đội ngũ phát triển dễ dàng hiểu được đâu là phần mà họ cần làm việc và làm thế nào để tương tác với các phần khác, từ đó tăng hiệu quả làm việc mà còn giảm thiểu rủi ro về lỗi của dự án.

Clean Architecture là một phương pháp thiết kế mạnh mẽ và hiệu quả giúp tổ chức mã nguồn rõ ràng, dễ bảo trì và mở rộng. Mặc dù có một số thách thức khi áp dụng, nhưng đối với các dự án phần mềm lớn và phức tạp, Clean Architecture là một lựa chọn lý tưởng để duy trì sự linh hoạt và bền vững của hệ thống.

Qua bài viết trên đây, LPTech hy vọng bạn đã có những kiến thức cơ bản và cần thiết về Clean Architecture. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết này nhé!