Các mô hình Android architecture

Các mô hình Android architecture giống như một bản thiết kế cho mã nguồn của ứng dụng của bạn. Chúng được thiết kế để giúp bạn tổ chức mã của mình theo cách dễ dàng bảo trì, mở rộng và hiểu rõ. Hãy nghĩ đến việc xây dựng một ngôi nhà - một nền tảng vững chắc sẽ tồn tại lâu dài.

Cũng giống như một ngôi nhà, kiến trúc ứng dụng tốt là rất quan trọng vì nhiều lý do:

• Đầu tiên, nó giúp việc thêm các tính năng mới và thực hiện thay đổi mã nguồn trở nên dễ dàng hơn
• Hơn nữa, nó giúp việc kiểm thử và gỡ lỗi trở nên dễ dàng hơn 
• Và không thể không nhắc đến hiệu suất tốt hơn 

Đầu tư thời gian vào việc phát triển một kiến trúc đúng cách giống như đầu tư vào một nền tảng tốt cho ứng dụng của bạn. Có thể sẽ mất một chút công sức ban đầu, nhưng điều đó sẽ tiết kiệm thời gian và tiền bạc trong dài hạn, và giúp bạn cung cấp một ứng dụng chất lượng cao cho người dùng.

Hãy cùng tìm hiểu các loại kiến trúc Android khác nhau, cùng với những ưu và nhược điểm của chúng, và ở cuối cùng, chúng ta sẽ thảo luận về cách bạn có thể quyết định điều gì là đúng cho bạn.

MVC

MVC, hay Model-View-Controller, là một mẫu thiết kế đã được sử dụng rộng rãi trong phát triển phần mềm trong nhiều thập kỷ. Nguồn gốc của nó có thể được truy ngược lại đến ngôn ngữ lập trình Smalltalk vào những năm 1970, và từ đó đã được triển khai trong nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau, bao gồm Java cho phát triển Android.

MVC là một mẫu thiết kế phân tách logic ứng dụng thành ba thành phần khác nhau:

1. Model:

Thành phần Model chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu và logic kinh doanh của ứng dụng. Nó là bộ não của hoạt động và có trách nhiệm lưu trữ và thao tác dữ liệu. Nó cũng định nghĩa các quy tắc cho cách dữ liệu có thể được thao tác, chẳng hạn như quy tắc xác thực và ràng buộc.

2. View:

Thành phần View là bộ mặt của hoạt động, chịu trách nhiệm hiển thị dữ liệu cho người dùng và xử lý các tương tác của người dùng.

Đây là thành phần mà người dùng tương tác trực tiếp, chẳng hạn như nút bấm, trường văn bản và hình ảnh. Nó cũng có trách nhiệm cập nhật giao diện người dùng dựa trên dữ liệu do Model cung cấp.

3. Controller:

Thành phần Controller chịu trách nhiệm xử lý việc giao tiếp giữa Model và View. Nó nhận dữ liệu đầu vào từ View, cập nhật Model tương ứng và cập nhật View để phản ánh bất kỳ thay đổi nào trong Model.

Nó cũng đóng vai trò là cầu nối giữa Model và View, đảm bảo rằng dữ liệu được hiển thị chính xác và bất kỳ dữ liệu đầu vào nào của người dùng đều hợp lệ.

Ví dụ: trong một ứng dụng thương mại điện tử, thành phần Model sẽ xử lý sản phẩm, danh mục và chi tiết đơn hàng.

Thành phần View sẽ xử lý việc hiển thị danh sách sản phẩm, chi tiết, giỏ hàng và các trang thanh toán, và thành phần Controller sẽ hoạt động như một cầu nối giữa Model và View, cập nhật View ngay khi Model thay đổi và cập nhật Model ngay khi View thay đổi.

Sự phân tách này cho phép mã nguồn trở nên mô-đun hơn và dễ bảo trì hơn, cũng như cải thiện khả năng kiểm thử.

MVC là một lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng Android có lượng dữ liệu và logic đáng kể, chẳng hạn như ứng dụng thương mại điện tử và mạng xã hội.

Ưu điểm:

• Phân tách mối quan tâm: MVC phân tách logic ứng dụng thành ba thành phần liên kết, giúp dễ hiểu và bảo trì mã.
• Tính tái sử dụng: Các thành phần có thể được tái sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.
• Tính linh hoạt: Sự phân tách mối quan tâm cho phép sửa đổi dễ dàng các thành phần riêng lẻ mà không ảnh hưởng đến các phần khác của ứng dụng.
• Khả năng kiểm thử: Sự phân tách mối quan tâm giúp dễ dàng viết các bài kiểm tra đơn vị cho mỗi thành phần.

Nhược điểm:

• Độ phức tạp: MVC có thể làm tăng độ phức tạp của một ứng dụng, khiến nó khó hiểu và gỡ lỗi.
• Tải trọng: Việc sử dụng nhiều thành phần có thể làm tăng tải trọng cho ứng dụng, khiến nó kém hiệu quả hơn.
• Ràng buộc chặt chẽ: Nếu các controller bị ràng buộc chặt chẽ với các view, điều này có thể làm cho việc kiểm thử đơn vị và thực hiện các thay đổi đối với các view trở nên khó khăn hơn.
• Lấy dữ liệu quá mức hoặc không đủ: Việc triển khai không chính xác mô hình-view-controller có thể dẫn đến việc lấy dữ liệu quá mức hoặc không đủ, điều này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất.

MVP

MVP, hay Model-View-Presenter, là một mẫu thiết kế rất kỹ thuật và được sử dụng rộng rãi trong phát triển ứng dụng Android.

Nó giống như một con dao quân đội Thụy Sĩ trong phát triển phần mềm, nó có mọi thứ bạn cần để xây dựng một ứng dụng vững chắc, có thể bảo trì và kiểm thử.

MVP là một sự tiến hóa của mẫu MVC truyền thống và được giới thiệu lần đầu vào cuối những năm 1990 như một cách để giải quyết một số giới hạn và phức tạp của MVC.

Hãy xem xét từng thành phần chính:

1. Model:

Model chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu và cung cấp giao diện để các thành phần khác truy cập và thao tác nó. Do đó, nó hoạt động rất giống với cách mà nó hoạt động trong MVC.

2. View:

Tương tự như trong MVC, thành phần View đại diện cho giao diện người dùng của ứng dụng.

3. Presenter:

Presenter là một thành phần kết nối dữ liệu (Model) và giao diện người dùng (View) với nhau, và quản lý sự tương tác giữa chúng. Nó nhận đầu vào từ người dùng, xử lý nó và cập nhật View tương ứng.

Nó giúp phân tách các mối quan tâm về dữ liệu và giao diện người dùng, giúp mã trở nên dễ bảo trì, mô-đun và dễ hiểu hơn.

Một ví dụ về lớp Presenter có thể là lớp “ProductPresenter”, mà sẽ xử lý đầu vào của người dùng để thêm, xóa hoặc cập nhật sản phẩm và cập nhật View tương ứng.

Trong MVP, Model và View là tách biệt và độc lập với nhau. Model không biết về View và ngược lại.

Presenter là cầu nối kết nối hai bên, bằng cách cập nhật Model dựa trên đầu vào của người dùng và cập nhật View dựa trên các thay đổi trong Model. Nó giống như một người phiên dịch giữa hai người nói ngôn ngữ khác nhau.

MVP đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây như một cách để cải thiện khả năng bảo trì và kiểm thử của các ứng dụng Android.

Nó đặc biệt hữu ích cho các ứng dụng có lượng logic giao diện người dùng lớn, vì nó cho phép các nhà phát triển tách biệt logic này khỏi logic kinh doanh cơ bản. Nhiều ứng dụng Android nổi tiếng, như Gmail và Spotify, sử dụng MVP làm mẫu kiến trúc của chúng.

Ưu điểm:

• Cải thiện sự phân tách của các thành phần.
• Khả năng kiểm thử: Các thành phần độc lập hơn, giúp dễ dàng kiểm thử từng thành phần riêng biệt.
• Tính tái sử dụng: Các thành phần độc lập hơn, giúp dễ dàng tái sử dụng mã.
• Tính mô-đun: Mã trở nên mô-đun hơn và dễ quản lý hơn.
• Xử lý tốt hơn các logic phức tạp: Presenter có thể xử lý logic phức tạp và giao tiếp giữa các thành phần khác nhau, giúp mã trở nên có tổ chức hơn.

Nhược điểm:

• Tăng độ phức tạp: Do sự phân tách mối quan tâm và các thành phần bổ sung, mã có thể trở nên phức tạp hơn.
• Lớp trừu tượng bổ sung: Presenter thêm một lớp trừu tượng bổ sung, làm cho việc hiểu luồng dữ liệu trong ứng dụng trở nên khó khăn hơn.
• Cần nhiều thời gian phát triển hơn: Do độ phức tạp và lớp trừu tượng bổ sung, thời gian phát triển có thể tăng lên.
• Mã mẫu bổ sung: MVP yêu cầu sử dụng mã mẫu bổ sung, điều này có thể làm cho mã nguồn trở nên khó đọc và hiểu hơn.

MVVM

MVVM hay Model-View-ViewModel, là một chủ đề nóng trong thế giới phát triển ứng dụng Android. Đây là một mẫu thiết kế giúp giữ cho mã của bạn được tổ chức và dễ bảo trì, khiến nó trở thành sự lựa chọn ưa thích của các nhà phát triển.

Lịch sử của MVVM có thể được truy ngược lại đến những ngày đầu của Windows Presentation Foundation (WPF), nơi nó được giới thiệu lần đầu bởi Microsoft. Kể từ đó, nó đã trở nên phổ biến trong cộng đồng Android như một kiến trúc mạnh mẽ và có khả năng mở rộng cho việc xây dựng các ứng dụng quy mô lớn.

Mẫu này bao gồm ba thành phần chính:

1. Model:

Model đại diện cho dữ liệu và logic kinh doanh của ứng dụng. So với kiến trúc MVC, Model trong MVVM chỉ chịu trách nhiệm cho logic kinh doanh mà không xử lý cả logic kinh doanh và logic giao diện người dùng.

2. View:

View được thực hiện dưới dạng tệp bố cục XML trong Android. View trong MVVM chịu trách nhiệm xử lý chỉ các sự kiện liên quan đến UI, nó không xử lý bất kỳ logic kinh doanh nào.

3. ViewModel:

ViewModel đóng vai trò là cầu nối giữa Model và View. Nó chịu trách nhiệm xử lý logic giao diện người dùng, chẳng hạn như xác thực đầu vào và định dạng dữ liệu. ViewModel cũng cập nhật View khi dữ liệu trong Model thay đổi.

ViewModel được thực hiện dưới dạng một lớp hoặc đối tượng mà giao tiếp với Model và View. So với kiến trúc MVC, ViewModel chỉ xử lý logic giao diện người dùng, để lại logic kinh doanh cho Model.

Ví dụ: trong một ứng dụng thương mại điện tử, Model đại diện cho danh mục sản phẩm và hàng tồn kho, View hiển thị giao diện người dùng, như danh sách sản phẩm và trang chi tiết, và ViewModel cập nhật danh sách sản phẩm khi hàng tồn kho thay đổi và xử lý xác thực đầu vào cho các tương tác của người dùng.

MVVM là một lựa chọn tốt cho các ứng dụng quy mô lớn cần xử lý nhiều dữ liệu và logic kinh doanh. Nó cũng là lựa chọn tốt cho các ứng dụng có logic UI phức tạp, chẳng hạn như xác thực đầu vào và định dạng dữ liệu, hoặc các ứng dụng sử dụng liên kết dữ liệu.

Tuy nhiên, nếu ứng dụng của bạn tương đối đơn giản và không có nhiều logic UI phức tạp, bạn có thể muốn xem xét sử dụng một kiến trúc đơn giản hơn, chẳng hạn như MVP.

Ưu điểm:

• Phân tách mối quan tâm.
• Dễ dàng kiểm thử đơn vị.
• Cải thiện khả năng mở rộng và bảo trì.

Nhược điểm:

• Phức tạp để triển khai: Kiến trúc MVVM có thể phức tạp để triển khai, đặc biệt là đối với những nhà phát triển không quen thuộc với kiến trúc này.
• Có thể không phù hợp cho các ứng dụng đơn giản.
• Có thể yêu cầu mã mẫu bổ sung: Kiến trúc MVVM có thể yêu cầu sử dụng các lớp bổ sung, chẳng hạn như ViewModels, điều này có thể dẫn đến nhiều mã mẫu hơn.

MVI

MVI (Model-View-Intent) là một mẫu kiến trúc thiết kế hiện đại để xây dựng ứng dụng Android. Sự phổ biến của nó đã gia tăng trong những năm gần đây như một lựa chọn thay thế mạnh mẽ và có thể bảo trì hơn so với các mẫu kiến trúc truyền thống như MVP và MVC.

Mẫu kiến trúc MVI dựa trên các nguyên tắc của lập trình hàm phản ứng và luồng dữ liệu một chiều. Trong mẫu này, Model đại diện cho trạng thái của ứng dụng, View đại diện cho giao diện người dùng, và Intent đại diện cho các ý định của người dùng.

Sự khác biệt chính giữa MVI và các mẫu trước đó là MVI nhấn mạnh việc sử dụng cấu trúc dữ liệu bất biến và một nguồn thông tin duy nhất cho trạng thái của ứng dụng, giúp việc lý giải và kiểm thử dễ dàng hơn. Một số ứng dụng sử dụng mẫu MVI bao gồm Etsy, Netflix, Airbnb, Trello và LinkedIn.

Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về từng thành phần:

1. Model:

Model được triển khai bằng cách sử dụng cấu trúc dữ liệu bất biến, đảm bảo rằng trạng thái của ứng dụng chỉ có thể được cập nhật theo cách dự đoán và kiểm soát.

Điều này khác với các mẫu kiến trúc truyền thống như MVP và MVC, nơi trạng thái thường bị rải rác qua nhiều lớp và có thể được cập nhật theo nhiều cách.

2. View:

View được triển khai như một thành phần phản ứng, tự động cập nhật khi có sự thay đổi trong Model. Điều này khác với các mẫu kiến trúc truyền thống, nơi View thường được kết nối chặt chẽ với Model và việc cập nhật phải được kích hoạt thủ công.

3. Intent:

Intent đại diện cho ý định của người dùng, chẳng hạn như nhấp vào nút hoặc nhập dữ liệu.

Những ý định này được truyền đến Model, mà sử dụng chúng để cập nhật trạng thái của ứng dụng. Điều này khác với các mẫu kiến trúc truyền thống, nơi ý định của người dùng thường được xử lý bởi View hoặc Controller.

Ví dụ: trong một ứng dụng thương mại điện tử, khi người dùng nhấp vào một sản phẩm, View tạo ra một Intent với ID của sản phẩm và truyền nó đến Model, mà cập nhật trạng thái của giỏ hàng bằng cách thêm sản phẩm đã chọn. Trạng thái đã được cập nhật sau đó được truyền đến View, mà hiển thị giỏ hàng đã được cập nhật trên màn hình.

Ưu điểm:

• Tách biệt mối quan tâm giữa giao diện người dùng (view) và logic kinh doanh (model và intent).
• Giúp kiểm thử logic kinh doanh riêng biệt với view dễ dàng hơn.
• Hỗ trợ việc thực thi một luồng dữ liệu rõ ràng và nhất quán qua ứng dụng.
• Giúp dễ dàng xử lý các tương tác UI phức tạp và thay đổi trạng thái.

Nhược điểm:

• Có thể phức tạp hơn để thiết lập và hiểu so với các kiến trúc khác.
• Thêm một lớp trừu tượng khác, có thể làm cho việc gỡ lỗi trở nên khó khăn hơn.
• Có thể giới thiệu mã boilerplate và tăng độ chi tiết trong ứng dụng.

Kiến trúc sạch (Clean Architecture)

Clean Architecture tách biệt các thành phần của một ứng dụng thành các lớp riêng biệt, với mỗi lớp có một trách nhiệm cụ thể. Mẫu này được giới thiệu lần đầu bởi Robert C. Martin vào năm 2012 trong cuốn sách “Clean Architecture: A Craftsman’s Guide to Software Structure and Design.”

Clean Architecture khác với MVC hay MVP ở chỗ nó nhấn mạnh việc tách biệt các mối quan tâm giữa logic kinh doanh và logic trình bày của một ứng dụng.

Sự tách biệt này cho phép tính linh hoạt và khả năng mở rộng cao hơn trong quá trình phát triển, vì thay đổi ở một lớp không nhất thiết phải ảnh hưởng đến các lớp khác.

Một số ứng dụng sử dụng mẫu Clean Architecture bao gồm Telegram, Spotify, Uber và Instagram.

Nguyên tắc

Các nguyên tắc của Clean Architecture dựa trên các nguyên tắc SOLID của phát triển phần mềm, bao gồm:

• Nguyên tắc trách nhiệm đơn (Single Responsibility Principle)
• Nguyên tắc mở-đóng (Open-Closed Principle)
• Nguyên tắc thay thế Liskov (Liskov Substitution Principle)
• Nguyên tắc phân tách giao diện (Interface Segregation Principle)
• Nguyên tắc đảo ngược phụ thuộc (Dependency Inversion Principle)

Các thành phần của Clean Architecture

• Entities:

Đây là các đối tượng kinh doanh đại diện cho các khái niệm cốt lõi của ứng dụng. Chúng độc lập với framework, nguồn dữ liệu và lớp trình bày.

Chúng định nghĩa các thuộc tính và hành vi của các đối tượng mà ứng dụng được thiết kế để thao tác, chẳng hạn như sản phẩm, đơn hàng và khách hàng. Chúng được sử dụng bởi Use Cases để thực hiện logic kinh doanh.

• Use Cases:

Đây là các lớp chứa logic kinh doanh của ứng dụng. Chúng sử dụng Entities để thực hiện các hành động và thao tác dữ liệu.

Chúng cũng độc lập với framework, nguồn dữ liệu và lớp trình bày. Use cases thường được tổ chức xung quanh một hoạt động hoặc mục tiêu người dùng cụ thể, chẳng hạn như thêm sản phẩm vào giỏ hàng, đặt hàng hoặc lấy lịch sử đơn hàng.

• Interface:

Đây là lớp xử lý việc trình bày dữ liệu và đầu vào người dùng. Nó giao tiếp với Use Cases để lấy dữ liệu và thực hiện các hành động.

Nó phụ thuộc vào Use Cases và Entities, nhưng không phụ thuộc vào framework hay nguồn dữ liệu. Interface có thể bao gồm các lớp như ProductListView, CheckoutView hoặc CartView.

• Data Access Objects (DAOs) và Repositories:

Đây là các lớp xử lý các tương tác với nguồn dữ liệu. DAOs (Data Access Objects) chịu trách nhiệm tạo, đọc, cập nhật và xóa dữ liệu.

Repositories chịu trách nhiệm truy xuất dữ liệu từ DAOs và cung cấp nó cho Use Cases. Chúng phụ thuộc vào nguồn dữ liệu và độc lập với framework, Entities và Use Cases.

• Dependency Injection Framework:

Đây là cơ chế đảm bảo rằng các thể hiện thích hợp của mỗi thành phần được cung cấp cho các lớp cần thiết. Nó giúp dễ dàng thay thế, cập nhật hoặc kiểm thử bất kỳ thành phần nào độc lập mà không ảnh hưởng đến các thành phần khác. Nó cũng làm cho mã nguồn dễ bảo trì và kiểm thử hơn.

Tóm lại, Clean Architecture có thể là một lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng lớn và phức tạp cần được bảo trì, kiểm thử và mở rộng.

Tuy nhiên, nó có thể không phải là lựa chọn tốt nhất cho các ứng dụng nhỏ và đơn giản, nơi chi phí có thể vượt quá lợi ích.

Ưu điểm:

• Tách biệt các mối quan tâm.
• Khả năng kiểm thử.
• Độc lập.
• Tính khả thi.

Nhược điểm:

• Độ phức tạp.
• Tốn kém: Do sự tách biệt các mối quan tâm, có thể có nhiều lớp và giao diện hơn để triển khai, điều này có thể làm tăng độ phức tạp và thời gian phát triển ứng dụng.
• Hướng dẫn hạn chế: Clean Architecture là một khái niệm hơn là một framework cụ thể, vì vậy có ít hướng dẫn về cách triển khai nó, làm cho các nhà phát triển khó theo dõi.

Làm thế nào để quyết định kiến trúc nào là phù hợp cho ứng dụng?

Các yếu tố sau có thể được xem xét:

• Kích thước và độ phức tạp của ứng dụng: Nếu ứng dụng của bạn nhỏ và đơn giản, một kiến trúc cơ bản như MVP hoặc MVC có thể đủ. Nếu ứng dụng của bạn lớn và phức tạp, một kiến trúc mạnh mẽ hơn như MVVM hoặc Clean Architecture có thể phù hợp hơn.

• Khả năng mở rộng của ứng dụng: Khi ứng dụng của bạn phát triển, bạn sẽ muốn đảm bảo rằng kiến trúc bạn chọn có thể mở rộng cùng với nó. Clean Architecture, chẳng hạn, được thiết kế để có khả năng mở rộng và bảo trì.

• Loại ứng dụng: Nếu ứng dụng của bạn cần hiển thị nhiều dữ liệu, các kiến trúc như MVVM hoặc Clean Architecture có thể giúp dễ dàng xử lý dữ liệu và cập nhật UI.

• Kích thước và kinh nghiệm của đội ngũ phát triển: Các kiến trúc phức tạp hơn như Clean Architecture có thể yêu cầu một đội ngũ lớn hơn và có kinh nghiệm hơn để triển khai.

• Thời gian phát triển: Một số kiến trúc như MVP, MVC dễ triển khai, trong khi các kiến trúc khác như Clean Architecture có thể mất thời gian hơn.

• Yêu cầu của dự án: Nếu dự án có nhiều logic kinh doanh và dữ liệu lớn, Clean Architecture sẽ lý tưởng; nếu là một ứng dụng đơn giản, MVP hoặc MVC sẽ hoàn thành công việc.

• Hiệu suất ứng dụng: Sử dụng kiến trúc MVVM có thể giúp cải thiện hiệu suất bằng cách tách biệt view và model, cho phép xử lý dữ liệu và cập nhật UI hiệu quả hơn. Clean Architecture cũng thúc đẩy việc tách biệt các mối quan tâm, giúp dễ dàng xác định và khắc phục các điểm nghẽn về hiệu suất.

• Bảo mật: Clean Architecture có thể giúp cải thiện bảo mật bằng cách tách biệt rõ ràng các mối quan tâm và trách nhiệm của ứng dụng, chẳng hạn như UI, logic kinh doanh và truy cập dữ liệu. Điều này có thể giúp dễ dàng xác định và giải quyết các lỗ hổng bảo mật. Sử dụng MVP hoặc MVC có thể làm khó khăn trong việc xác định khu vực cụ thể cần được bảo vệ và duy trì một sự tách biệt rõ ràng giữa các mối quan tâm.

Kết luận

Điều quan trọng cần lưu ý là Android architecture đơn giản không đảm bảo hiệu suất tốt hoặc bảo mật, nó chỉ cung cấp một nền tảng để dễ dàng thiết kế, phát triển và kiểm thử các ứng dụng có hiệu suất cao và bảo mật.

Cuối cùng, kiến trúc tốt nhất cho ứng dụng của bạn sẽ phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của bạn và kỹ năng của đội ngũ phát triển.