CQRS (Command Query Responsibility Segregation) đã trở thành từ khóa hấp dẫn trong cộng đồng lập trình viên và kiến trúc sư hệ thống, đặc biệt khi nó liên quan đến tối ưu hóa hiệu suất trong thiết kế hệ thống. Nhưng CQRS thực sự là gì và làm thế nào nó có thể giúp các hệ thống công nghệ hoạt động tốt hơn? Hãy cùng khám phá trong bài viết này, từ việc hiểu rõ cơ sở dữ liệu đến cách thức hoạt động của CQRS và các tình huống mà bạn nên áp dụng mô hình này.
1. Ôn Lại Về Cơ Sở Dữ Liệu
Trong môi trường phát triển phần mềm, cơ sở dữ liệu là nền tảng cho mọi hoạt động lưu trữ và xử lý dữ liệu. Thông thường, chúng ta sử dụng một cơ sở dữ liệu để xử lý cả hai nhiệm vụ chính: ghi dữ liệu (write) và đọc dữ liệu (read). Tuy nhiên, khi quy mô ứng dụng tăng cao, việc tổ chức một cơ sở dữ liệu duy nhất cho cả hai nhiệm vụ này có thể gặp phải nhiều khó khăn.
Vấn đề về Hiệu Suất:
Khi số lượng người dùng và khối lượng dữ liệu tăng lên, hiệu suất của hệ thống có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Cả hai hoạt động ghi và đọc đều cạnh tranh tài nguyên, dẫn đến tình trạng tắc nghẽn (bottlenecks):
- Thao tác ghi yêu cầu khối lượng tài nguyên lớn hơn để đảm bảo tính toàn vẹn, như khóa bảng (table locking) và ghi log giao dịch (transaction logging).
- Thao tác đọc cần phải được thực hiện nhanh chóng, khiến tài nguyên trở nên khan hiếm.
Vấn đề về hiệu suất trong database
2. CQRS Là Gì?
CQRS là một mô hình thiết kế phân tách hai loại hoạt động chính của hệ thống: đọc (query) và ghi (command). Mục tiêu của CQRS là đề cao nguyên tắc SRP (Single Responsibility Principle), đảm bảo mỗi thành phần trong hệ thống không chỉ rõ ràng mà còn độc lập trong nhiệm vụ của mình.
Mô hình CQRS
3. Cách CQRS Hoạt Động
3.1 Thành Phần Chính Của CQRS
CQRS được chia thành hai phần chính:
Command Model (Mô Hình Ghi):
- Chịu trách nhiệm cho việc xử lý tất cả các thay đổi trong trạng thái hệ thống.
- Các lệnh tại đây không trả về dữ liệu, chỉ xác nhận rằng các thao tác đã được thực hiện.
Query Model (Mô Hình Đọc):
- Thực hiện các yêu cầu truy xuất dữ liệu và trả lại kết quả cho người dùng.
- Tối ưu hóa cho tốc độ truy xuất dữ liệu, thường sử dụng các bản sao dữ liệu (read replicas) hoặc cơ chế lưu cache để cải thiện hiệu suất.
Sơ đồ hoạt động CQRS
3.2 Quy Trình Hoạt Động Của CQRS
Quy trình hoạt động của CQRS được chia thành hai luồng chính:
Luồng Ghi (Command Flow):
Khi một người dùng thực hiện hành động như “đặt hàng”, lệnh này sẽ được gửi đến Command Model. Mô hình này sẽ kiểm tra các quy tắc nghiệp vụ và cập nhật trạng thái của hệ thống theo yêu cầu.
Luồng Đọc (Query Flow):
Khi người dùng yêu cầu dữ liệu, chẳng hạn như “xem chi tiết đơn hàng”, yêu cầu này sẽ chuyển đến Query Model, nơi dữ liệu sẽ được truy xuất từ nguồn tối ưu, trả về kết quả cho người dùng.
3.3 Cơ Chế Đồng Bộ Giữa Đọc và Ghi
Một trong những thách thức của CQRS là đảm bảo rằng dữ liệu giữa Command Model và Query Model luôn nhất quán. CQRS sử dụng chiến lược “eventual consistency”, nghĩa là sau khi dữ liệu được ghi, thông tin sẽ được đồng bộ hóa giữa các mô hình không đồng bộ.
4. Khi Nào Nên Áp Dụng CQRS
4.1 Khối Lượng Đọc Lớn
CQRS trở nên hữu ích trong những ứng dụng có tỷ lệ khối lượng đọc lớn hơn rất nhiều so với ghi. Ví dụ, trong một trang thương mại điện tử, số lượng người dùng truy cập danh sách sản phẩm có thể gấp hàng trăm lần số lượng đơn đặt hàng.
4.2 Hệ Thống Với Logic Nghiệp Vụ Phức Tạp
Trong các ứng dụng có logic nghiệp vụ phức tạp, CQRS cho phép bạn tách biệt luồng đọc và ghi, giúp dễ dàng duy trì và mở rộng hệ thống.
4.3 Hệ Thống Yêu Cầu Dữ Liệu Thời Gian Thực
Các hệ thống yêu cầu dữ liệu được cập nhật gần như ngay lập tức có thể được tối ưu hóa nhờ vào CQRS, mặc dù cần lưu ý rằng có thể sẽ có độ trễ trong việc đồng bộ hóa.
4.4 Kết Hợp Với Event Sourcing
CQRS thường được sử dụng kết hợp với Event Sourcing, cho phép hệ thống lưu trữ lịch sử thay đổi cũng như tái tạo trạng thái từ dữ liệu quá khứ.
Event Sourcing trong CQRS
5. Kết Luận
CQRS là một chiến lược mạnh mẽ giúp phân chia trách nhiệm trong một hệ thống, từ đó tối ưu hóa hiệu suất cho các hoạt động đọc và ghi dữ liệu. Với cách tiếp cận này, các hệ thống lớn có thể hoạt động mượt mà hơn và giảm thiểu những giới hạn mà các thiết kế truyền thống gặp phải. Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp hiệu quả cho hệ thống của mình, CQRS là một mô hình đáng xem xét!
Để tìm hiểu thêm về các kiến trúc phần mềm khác, hãy theo dõi các bài viết liên quan trên fashionquelam.vn.