CQRS Pattern

MayFest2024

CQRS (Command Query Responsibility Segregation) là một mô hình thiết kế phần mềm giúp tăng cường hiệu suất và linh hoạt trong việc xử lý dữ liệu. Không chỉ là một khái niệm trừu tượng, CQRS đã được áp dụng thành công trong nhiều dự án công nghệ, từ ứng dụng web đến hệ thống phân tán lớn. Hãy cùng tìm hiểu về CQRS và tại sao nó lại quan trọng.

1. CQRS là gì?

Tại trái tim của CQRS là ý tưởng rằng chúng ta có thể sử dụng 2 mô hình khác nhau để cập nhật thông tin và đọc thông tin. Thay vì sử dụng một mô hình đơn giản để thực hiện cả việc cập nhật và đọc dữ liệu, CQRS tách biệt hai loại hoạt động này thành các mô hình riêng biệt: Command và Query.

2. Lợi ích của CQRS

Tăng hiệu suất: Bằng cách phân tách việc cập nhật và đọc dữ liệu vào các mô hình riêng biệt, chúng ta có thể tối ưu hóa mỗi mô hình cho mục đích cụ thể của nó. Ví dụ, mô hình cập nhật có thể được tối ưu hóa cho việc xử lý lượng dữ liệu lớn và các ghi chú, trong khi mô hình đọc có thể được tối ưu hóa cho việc truy vấn nhanh chóng và hiệu quả.
Tính linh hoạt: CQRS cho phép chúng ta mở rộng hệ thống một cách dễ dàng bằng cách thêm mới các mô hình đọc hoặc cập nhật mà không làm ảnh hưởng đến các phần khác của hệ thống. Điều này giúp chúng ta thích ứng với nhu cầu thay đổi và mở rộng của doanh nghiệp một cách nhanh chóng.

3. Ví dụ cụ thể

Giả sử chúng ta đang phát triển một ứng dụng thương mại điện tử. Trong hệ thống của chúng ta, có một số chức năng mà người dùng có thể thực hiện:

Thêm sản phẩm vào giỏ hàng: Đây là một lệnh (Command) thay đổi trạng thái của dữ liệu (thêm sản phẩm vào giỏ hàng).
Xem giỏ hàng: Đây là một truy vấn (Query) để hiển thị thông tin sản phẩm trong giỏ hàng.

Bằng cách sử dụng CQRS, chúng ta có thể có một mô hình cập nhật được tối ưu hóa để xử lý các thay đổi trong giỏ hàng và một mô hình đọc được tối ưu hóa để truy vấn thông tin trong giỏ hàng một cách nhanh chóng.

4. Ví dụ code cụ thể

Dưới đây là một ví dụ về cách triển khai CQRS trong TypeScript sử dụng Node.js và Express.js.

Trong ví dụ này, chúng ta sẽ tạo một ứng dụng đơn giản để quản lý sách:

Các lệnh (commands) để thêm sách mới
Truy vấn (queries) để lấy danh sách sách đã có.

// File: bookCommandService.ts
interface Book {
    id: number;
    title: string;
    author: string;
}

class BookCommandService {
    private books: Book[] = [];

    addBook(book: Book): void {
        this.books.push(book);
    }
}

export default BookCommandService;

// File: bookQueryService.ts
import { Request, Response } from 'express';

interface Book {
    id: number;
    title: string;
    author: string;
}

class BookQueryService {
    private books: Book[] = [];

    getAllBooks(req: Request, res: Response): void {
        res.json(this.books);
    }
}

export default BookQueryService;

// File: bookController.ts
import { Request, Response } from 'express';
import BookCommandService from './bookCommandService';
import BookQueryService from './bookQueryService';

class BookController {
    private bookCommandService: BookCommandService;
    private bookQueryService: BookQueryService;

    constructor() {
        this.bookCommandService = new BookCommandService();
        this.bookQueryService = new BookQueryService();
    }

    addBook(req: Request, res: Response): void {
        const { id, title, author } = req.body;
        const book = { id, title, author };
        this.bookCommandService.addBook(book);
        res.send('Book added successfully');
    }

    getAllBooks(req: Request, res: Response): void {
        this.bookQueryService.getAllBooks(req, res);
    }
}

export default BookController;

// File: app.ts
import express, { Application } from 'express';
import bodyParser from 'body-parser';
import BookController from './bookController';

const app: Application = express();
const port = 3000;

app.use(bodyParser.json());

const bookController = new BookController();

app.post('/books', (req, res) => bookController.addBook(req, res));
app.get('/books', (req, res) => bookController.getAllBooks(req, res));

app.listen(port, () => {
    console.log(`Server is listening on port ${port}`);
});

Trong ví dụ này, chúng ta có hai dịch vụ: BookCommandService để thêm sách mới và BookQueryService để lấy danh sách các sách. Cả hai dịch vụ này được điều khiển bởi BookController. Khi một yêu cầu POST được nhận để thêm sách mới, BookController sẽ sử dụng BookCommandService. Khi một yêu cầu GET được nhận để lấy danh sách sách, BookController sẽ sử dụng BookQueryService.

5. CQRS nên được sử dụng khi nào?

CQRS thường được sử dụng trong các hệ thống có tính phức tạp cao hoặc đòi hỏi hiệu suất cao, đặc biệt là các hệ thống có dữ liệu lớn và yêu cầu xử lý đồng thời nhiều truy vấn và cập nhật. Dưới đây là một số loại hệ thống và ngôn ngữ lập trình thường sử dụng CQRS:

Loại hệ thống:

Hệ thống thương mại điện tử: CQRS thường được sử dụng trong các hệ thống thương mại điện tử để tối ưu hóa việc xử lý các giao dịch, đặc biệt là khi có hàng trăm hoặc hàng nghìn người dùng truy cập và thực hiện các hoạt động cập nhật và truy vấn cùng một lúc.
Hệ thống ngân hàng và tài chính: Trong các hệ thống ngân hàng và tài chính, việc phải xử lý hàng ngàn giao dịch mỗi giây đòi hỏi một kiến trúc linh hoạt và hiệu quả. CQRS có thể được áp dụng để tối ưu hóa việc xử lý các giao dịch và truy vấn trong thời gian thực.
Hệ thống game trực tuyến: Trong các hệ thống game trực tuyến đòi hỏi xử lý đồng thời hàng trăm hoặc hàng nghìn truy vấn và cập nhật dữ liệu từ người chơi, CQRS có thể giúp tối ưu hóa hiệu suất và độ phản hồi của hệ thống.
Hệ thống IoT (Internet of Things): Trong các hệ thống IoT, nơi cần thu thập và xử lý lượng lớn dữ liệu từ các thiết bị kết nối, CQRS có thể được áp dụng để tối ưu hóa việc xử lý dữ liệu theo thời gian thực và truy vấn từ người dùng.

Ngôn ngữ lập trình:

Java và C#: CQRS thường được triển khai trong các ứng dụng Java và C# nhờ vào sự hỗ trợ mạnh mẽ từ các framework như Spring Framework (Java) và ASP.NET Core (C#).
JavaScript/TypeScript (Node.js): Trong các ứng dụng web và dịch vụ back-end được xây dựng bằng JavaScript hoặc TypeScript, CQRS có thể được triển khai bằng cách sử dụng các framework như Express.js (Node.js).
Scala và Kotlin: Scala và Kotlin là hai ngôn ngữ phổ biến trong lĩnh vực phát triển ứng dụng đa luồng và phân tán, nơi mà CQRS có thể được sử dụng một cách hiệu quả để tối ưu hóa hiệu suất và tính nhất quán của hệ thống.

Kết luận

CQRS là một công cụ mạnh mẽ trong túi công cụ của chúng ta để tối ưu hóa hiệu suất và tính linh hoạt của hệ thống. Bằng cách tách biệt việc cập nhật và đọc dữ liệu, chúng ta có thể xây dựng các hệ thống mạnh mẽ và dễ mở rộng, đáp ứng nhu cầu ngày càng phức tạp của doanh nghiệp. Hãy cân nhắc áp dụng CQRS trong dự án của bạn để tận dụng những lợi ích mà nó mang lại.

CQRS Performance