Nếu là một nhà lập trình web, ắt hẳn cái tên ORM đã không còn là thuật ngữ quá xa lạ. ORM là một loại kỹ thuật được ứng dụng trong lập trình và sử dụng vào một số ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng. Ở bài viết hôm nay, hãy cùng LPTech tìm hiểu chi tiết về ORM và các kiến thức căn bản về kỹ thuật lập trình này nhé!

ORM là gì?

ORM là viết tắt của cụm từ Object-Relational Mapping, nghĩa là một kỹ thuật lập trình hiện đại, giúp ánh xạ cấu trúc của cơ sở dữ liệu có quan hệ phức tạp vào các đối tượng trong phần mềm được viết bằng ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng.

ORM cung cấp lớp trừu tượng (abstraction layer) để giảm thiểu sự lệ thuộc vào các truy vấn SQL phức tạp, từ đó đơn giản hóa đi thao tác thực hiện với dữ liệu và nâng cao khả năng bảo trì code.

Hiện nay, SQLAlchemy là một ví dụ điển hình cho framework ORM phổ biến cho Python. Nó cho phép các nhà phát triển website làm việc với nền tảng cơ sở dữ liệu quan hệ dễ dàng hơn.

Quy trình ORM hoạt động

Đặc trưng của ORM là toàn bộ cấu trúc của cơ sở dữ liệu được gói gọn vào trong một đối tượng của ứng dụng. Đối tượng này được thiết kế để xử lý dữ liệu theo logic được lập nên của lập trình hướng đối tượng, sau đó chúng sẽ chuyển các dữ liệu này thành từng câu lệnh truy vấn để tương thích với cấu trúc quan hệ của cơ sở dữ liệu.

Bên cạnh đó, ORM cũng giải quyết vấn đề về động bộ hóa các kiểu dữ liệu khác nhau. Bên lưu trữ là các cơ sở dữ liệu, đây là nơi dữ liệu thể hiện ở dạng các bản ghi được sắp xếp theo dạng bảng để quản lý. Bên ứng dụng, dữ liệu sẽ được lưu dưới dạng các đối tượng theo từng thuộc tính và phương thức riêng. Khi cần truy xuất dữ liệu, ORM sẽ tự động ánh xạ giữa cấu trúc của object và bảng trong cơ sở dữ liệu, đảm bảo dữ liệu được đồng nhất trong cả 2 môi trường.

Ưu, nhược điểm của ORM

ORM là một công cụ không thể thiếu trong thiết kế ứng dụng và thiết kế web hiện đại. Nó giúp các nhà phát triển tập trung vào logic nghiệp vụ của ứng dụng, tăng năng suất và chất lượng của sản phẩm:

Ưu điểm của ORM

ORM có những ưu điểm nổi trội như sau:

Tập trung vào lập trình hướng đối tượng

Công cụ ORM có khả năng ánh xạ dữ liệu giữa cơ sở dữ liệu hiện có và đối tượng trong lập trình hướng đối tượng. Nhờ vào ORM, người dùng có thể tập trung vào thiết kế và lập trình đối tượng mà không cần tốn thời gian tìm hiểu nhiều về cấu trúc dữ liệu. Từ đó, người dùng có nhiều thời gian hơn để tập trung vào lập trình hướng đối tượng.

Cho phép truy vấn vào code nghiệp vụ

ORM cho phép người dùng truy vấn hoặc thực hiện thao tác với dữ liệu bằng các đối tượng và phương thức thay vì phải viết truy vấn SQL trực tiếp. Điều này thể hiện sự tách biệt rõ ràng giữa cơ sở dữ liệu và logic nghiệp vụ, từ đó giúp mã nguồn dễ đọc và dễ duy trì hơn.

Hạn chế sai sót về ngữ pháp trong SQL

ORM có thể tự động tạo và thực hiện truy vấn SQL dựa trên cấu trúc đối tượng, từ đó hạn chế những sai sót có thể xảy ra khi viết truy vấn thủ công trong SQL. Việc này giúp tăng độ chính xác của mã nguồn, bạn cũng có thể giảm thời gian kiểm tra lỗi sau khi đã triển khai.

Tạo key tự động và quản lý transaction

ORM đặc biệt hữu ích khi quản lý transaction và tự động tạo key trong quá trình làm việc với dữ liệu. Bằng việc sử dụng ORM, người dùng có thể dễ thực hiện thao tác CRUD mà không cần viết thêm truy vấn phức tạp.

Dễ sử dụng

ORM giúp tiết kiệm thời gian cho người dùng bằng việc mang đến giao diện làm việc đơn giản, dễ sử dụng. Sử dụng ORM không đòi hỏi người dùng phải thành thạo ngôn ngữ truy vấn SQL mà vẫn có thể thực hiện thao tác với cơ sở dữ liệu hiệu quả.

Tối ưu hóa năng suất cho lập trình viên

ORM tạo điều kiện dễ dàng hơn cho lập trình viên thao tác với cơ sở dữ liệu bằng cách ánh xạ cơ sở dữ liệu quan hệ vào các đối tượng mã nguồn. Sử dụng ORM giúp tiết kiệm thời gian, lập trình viên có thời gian tập trung vào việc viết code, từ đó tăng năng suất làm việc.

Nâng cao tính độc lập với cơ sở dữ liệu

ORM có thể giúp code ứng dụng trở nên độc lập hơn trong cơ sở dữ liệu underlying do ORM có khả năng ánh xạ được với các cơ sở dữ liệu quan hệ khác nhau. Ví dụ như, lập trình viên có thể sử dụng ORM để truy cập dữ liệu từ SQL mà không cần phải thay đổi code của ứng dụng.

Nhược điểm của ORM

Dù mang đến nhiều ưu điểm, ORM vẫn còn tồn tại những điểm hạn chế cần cải thiện:

Hạn chế về khả năng linh hoạt

ORM có thể không hỗ trợ đầy đủ tất cả tính năng có trong SQL. Một số truy vấn phức tạp khó có thể dùng đến ORM.

Gia tăng độ phức tạp về code

ORM có thê sẽ gây nên những sự phức tạp code đối với các lập trình viên chưa quen thuộc về nó. Để hiểu về cách hoạt động và cách cấu hình ORM đúng cách đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn.

Giảm hiệu suất

Trong nhiều trường hợp, ORM có thể tạo ra các truy vấn kém hiệu quả hơn và tốn thời gian so với khi truy vấn viết tay qua SQL. Khi ORM tạo ra các truy vấn không phù hợp, nó có thể dẫn đến một hiệu suất công việc chậm hơn.

Các loại ORM phổ biến

Hiện nay, ORM được phân loại để dễ dàng lựa chọn sử dụng tùy theo mục đích. 6 phân loại phổ biến nhất hiện nay của ORM bao gồm:

• SQLAlchemy (Python): ORM này có khả năng linh hoạt hỗ trợ ở nhiều hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác nhau, thường sử dụng với ngôn ngữ lập trình Python.
• Django ORM: ORM được tích hợp sẵn với framework Django, giúp nhanh chóng xây dựng được ứng dụng web thông qua Python.
• TypeORM: ORM được thiết kế cho ngôn ngữ Javascript và TypeScript, tương thích với nhiều hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
• Ruby on Rails: Framework Ruby on Rails thường đi kèm với Active Record - một loại ORM dễ sử dụng và mạnh mẽ.
• Entity Framework (C#): ORM phổ biến được dùng cho các ứng dụng .NET, nó cũng có khả năng hỗ trợ đa dạng nền tảng cơ sở dữ liệu.
• Hibernate (Java): ORM được dùng rộng rãi với ngôn ngữ Javascript, cung cấp tính năng ánh xạ dữ liệu quan hệ hiệu quả.

So sánh ORM và ODM

Trong việc lập trình hóa đối tượng, ORM và ODM là hai kỹ thuật dùng để quản trị cơ sở dữ liệu được sử dụng phổ biến hiện nay. Tuy nhiên, nhiều người dùng vẫn chưa nhận ra được những điểm khác nhau giữa hai kỹ thuật này.

ORM là kỹ thuật được thiết kế để hoạt động với cơ sở dữ liệu quan hệ truyền thống, nơi mà dữ liệu được lưu trữ trong các bảng có mối quan hệ với nhau. ORM có khả năng ánh xạ dữ liệu tự động ở các lớp trong mô hình đối tượng của người dùng với các bảng trong cơ sở dữ liệu. ORM cung cấp các phương thức CRUD để thực hiện thao tác dữ liệu.

ODM được thiết kế để dùng với cơ sở dữ liệu NoSQL, ví dụ như MongoDB, nơi mà dữ liệu được lưu dưới dạng tài liệu JSON linh hoạt. ODM thực hiện ánh xạ đối tượng của bạn với tài liệu trong cơ sở dữ liệu và cung cấp phương thức để thực hiện các thao tác CRUD. Mongoose là một framework phổ biến được sử dụng với MongoDB.

Cách ứng dụng ORM

Khi có đối tượng mới được tạo trong cơ sở dữ liệu, ORM sẽ tự động tạo các truy vấn SQL tương ứng để thực hiện các thao tác CRUD. Điều này làm giảm hiểu việc viết hoặc duy trì truy vấn thủ công, giúp tiết kiệm thời gian và công sức cho lập trình viên.

Trong các dự án phát triển phần mềm hiện nay, sử dụng ORM trở thành xu hướng. Với các ứng dụng web, ORM giúp tăng tốc độ, giảm thiểu khả năng xảy ra lỗi và nâng cao hiệu suất.

ORM ngoài việc quản lý dữ liệu hiệu quả thì còn tối ưu hóa ứng dụng và tương tác giữa ứng dụng và cơ sở dữ liệu. Với ORM, người dùng có thể thực hiện thêm, xóa, sửa dữ liệu đơn giản và an toàn hơn bao giờ hết.

Ứng dụng ORM cần lưu ý điều gì?

Mặc dù ORM có rất nhiều ưu điểm và ứng dụng hiệu quả vào việc quản trị cơ sở dữ liệu. Tuy nhiên, khi ứng dụng ORM, người dùng cần lưu ý một số điểm sau:

Chỉ nên dùng ORM cho những tác vụ đơn giản

Khi chương trình dữ liệu của bạn bao gồm những tác vụ đơn giản thì việc áp dụng kỹ thuật ORM là giải pháp hiệu quả. ORM giúp tối ưu hóa quá trình truy vấn dữ liệu, giảm thiểu những đoạn mã nguồn bị lặp lại, từ đó nâng cao hiệu suất của chương trình. Với việc sử dụng ORM, bạn có thể tiết kiệm đa số thời gian và công sức khi phát triển ứng dụng web.

Không nên dùng ORM cho các cơ sở dữ liệu gồm nhiều truy vấn phức tạp

ORM framework mang đến những tiện ích vượt trội cho tương tác cơ sở dữ liệu, tuy nhiên không phải lúc nào cũng là phù hợp để áp dụng. Khi ứng dụng yêu cầu tốc độ truy vấn cấp tốc đến cơ sở dữ liệu, sử dụng ORM lúc này có khả năng gây nên suy giảm hiệu suất của hệ thống. Vì thế, nếu cơ sở dữ liệu của bạn với nhiều truy vấn phức tạp thì nên cân nhắc kỹ trước khi dùng ORM.

Hiểu về DAO hoặc tầng tương tự

DAO hoặc tầng tương tự khi dùng ORM giúp tách riêng những tầng ứng dụng và tầng truy cập cơ sở dữ liệu. Việc này là điều kiện để mã nguồn dữ dàng mở rộng và bảo trì. DAO cũng cung cấp giao diện trừu tượng giữa các ứng dụng web và cơ sở dữ liệu, từ đó người dùng có thể thực hiện thao tác truy vấn dữ liệu linh hoạt hơn.

Qua bài viết hôm nay, LPTech đã cùng bạn tìm hiểu về ORM, những ưu nhược điểm và cách hoạt động của nó trong việc phát triển phần mềm ứng dụng web. ORM có rất nhiều ứng dụng vào dữ liệu và khi sử dụng đúng cách sẽ giúp lập trình viên thực hiện được các tác vụ nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và công sức. Hy vọng bài viết đã mang đến cho bạn những kiến thức thật bổ ích.