Mô hình Web 3 tầng — phân chia công việc giữa Web, ứng dụng và cơ sở dữ liệu

Bài viết này nói về mô hình Web 3 tầng.

Đây là cách nhìn một ứng dụng web thành ba vai trò: Web, ứng dụng và cơ sở dữ liệu.

Frontend và backend trong sách nhập môn chính là cách gọi khác của một trong ba thứ này.

Phần nội dung dùng tên đầy đủ; sơ đồ thì chật nên viết tắt thành tầng Web, tầng App và tầng DB.

Mô hình 3 tầng chia một ứng dụng thành các vai trò Web, ứng dụng và cơ sở dữ liệu

Mô hình 3 tầng (three-tier architecture, cấu trúc chia thành ba vai trò Web, ứng dụng và cơ sở dữ liệu) là dạng cơ bản của ứng dụng web, và mỗi phần được tách ra gọi là một tầng (tier).

Các file mà tầng server Web trả về sẽ do trình duyệt của người dùng chạy và vẽ ra màn hình.

Bản thân cấu trúc — chia ứng dụng thành những phần nào và nối chúng ra sao — chính là kiến trúc (architecture), và "kiến trúc 3 tầng" trong sách nhập môn cũng chính là mô hình 3 tầng của bài này.

Ba tầng xếp từ trên xuống theo mức độ gần người dùng.

Thứ duy nhất người dùng thao tác trực tiếp là màn hình do tầng server Web trả về, hai tầng còn lại thì không nhìn thấy.

Màn hình do tầng server Web trả về chạy trong trình duyệt, mỗi người dùng một màn hình.

Có ba người dùng thì có ba màn hình, và cả ba dùng chung hai tầng còn lại.

Ba màn hình bên trái chạy trên ba máy tính hoặc điện thoại khác nhau.

Trong hai người A và B cùng chọn một giờ, người được xử lý sau bị từ chối vì các bản ghi đều dồn về một tầng cơ sở dữ liệu.

Dù có bao nhiêu màn hình thì nơi request đến và nơi lưu bản ghi vẫn chỉ có một.

Mô hình 3 tầng là cách phân chia công việc bên trong một ứng dụng

Mô hình 3 tầng là cách chia một ứng dụng thành ba phần đảm nhận: Web, ứng dụng và cơ sở dữ liệu.

Frontend trong sách nhập môn là tầng server Web, backend là tầng server ứng dụng; màn hình do tầng server Web trả về thì mỗi người dùng có một, còn tầng server ứng dụng và tầng cơ sở dữ liệu thì tất cả dùng chung một.

Vì sao phải chia tầng — chỉ sửa ở một chỗ và quyết định cho tất cả tại một chỗ

Có 2 lý do để chia.

Thứ nhất, khi muốn thay đổi điều gì đó, chỗ phải sửa nằm gọn trong một tầng.

Nếu đã chia tầng, thứ duy nhất bạn đụng đến là file trong tầng server Web.

Nếu gộp làm một, bạn phải tìm chỗ quy định màu rồi kiểm tra lại xem cả những xử lý không liên quan có còn chạy đúng không.

Thứ hai, cần có một nơi xét chung phần của tất cả mọi người rồi lưu lại.

Màn hình do tầng server Web trả về chạy trong trình duyệt của một người dùng và không biết gì về những gì người khác nhập.

Các quy tắc quyết định riêng của ứng dụng đó là business logic (logic nghiệp vụ), và chúng được đặt ở tầng server ứng dụng.

Ngay cả màn hình do tầng server Web trả về cũng kiểm tra những thứ như ô ngày tháng có trống hay không.

Nhưng phần kiểm tra đó nằm trong file đã về đến trình duyệt của người dùng, nên người dùng có thể sửa lại hoặc bỏ qua nó.

Vì vậy tầng server ứng dụng kiểm tra lại đúng những điều đó một lần nữa.

Hãy so sánh xem trong tình huống hai người cùng gửi một giờ 12/24 18:00, việc đặt phần quyết định ở đâu sẽ làm kết quả thay đổi thế nào.

Khác biệt nằm ở chỗ khi quyết định thì đang nhìn vào cái gì.

Phía màn hình chỉ nhìn danh sách trong trình duyệt của chính nó, còn tầng server ứng dụng đọc bản ghi của tất cả mọi người rồi mới quyết định.

Khi đặt ở phía màn hình, người dùng A và B đều chỉ nhìn thấy danh sách của riêng mình nên cả hai đều kết luận là còn trống.

Khi đặt ở tầng server ứng dụng, request của tất cả mọi người đều đến một chỗ và có thể đọc bản ghi rồi kiểm tra lần lượt.

Chia tầng là vì chỗ sửa và chỗ quyết định

Khi đã chia tầng, lúc muốn sửa thì bạn chỉ phải đụng đến một chỗ.

Lý do còn lại là cần nhìn và quyết định cho tất cả mọi người tại một chỗ: màn hình thì tách riêng theo từng người dùng nên không biết được người khác đã gửi gì.

Dữ liệu đi qua các tầng thế nào cho đến khi lưu được 1 lượt đặt chỗ

Tầng server Web và tầng server ứng dụng nối với nhau bằng request và response, còn tầng server ứng dụng và tầng cơ sở dữ liệu nối với nhau bằng lệnh đọc và ghi.

Mỗi tầng chỉ làm phần việc của mình rồi chuyển sang tầng kế tiếp.

Tầng server Web không nối thẳng với tầng cơ sở dữ liệu, ở giữa luôn có tầng server ứng dụng.

Sau khi bản ghi từ tầng cơ sở dữ liệu trả về, tầng server ứng dụng quyết định kết quả.

Dù tách về phía nào, thứ quay về tầng server Web cũng chỉ là một response.

Ba tầng là dạng cơ bản trong bài này, và ứng dụng thực tế cũng có ngoại lệ.

Có cấu hình không tự làm tầng server ứng dụng mà nối thẳng đến dịch vụ bên ngoài, cũng có cấu hình mà tầng server ứng dụng được tách thành nhiều phần.

Dù vậy bạn vẫn đọc được chúng nếu nhìn theo phần nào đang đảm nhận Web, ứng dụng hay cơ sở dữ liệu.

Đường đi xuống rồi quay về chỉ có một

Đầu vào của người dùng đi xuống từ tầng server Web đến tầng server ứng dụng rồi đến tầng cơ sở dữ liệu, và quay về đúng theo đường đó.

Tầng server Web không nối thẳng với tầng cơ sở dữ liệu; tầng server ứng dụng đọc bản ghi rồi quyết định kết quả và chỉ trả về một câu trả lời duy nhất.

Trong ứng dụng của bạn phần nào là tầng nào — 3 tầng không có nghĩa là 3 máy

Nếu xác định trước các file và framework xuất hiện trong sách nhập môn thuộc về tầng nào, bạn sẽ đọc được ý nghĩa của từng bước.

Tầng server Web trong cả hai trường hợp đều là cùng những file đó.

Thứ trình duyệt đọc trực tiếp được là HTML, CSS và JavaScript, nên bạn chỉ được chọn ngôn ngữ từ tầng server ứng dụng trở đi.

Tầng là cách chia vai trò, không phải số lượng máy tính.

Khi bạn mở http://localhost:3000 trên máy của mình, cả ba tầng đều nằm trong chiếc máy tính đó.

Sau khi công khai, các tầng thường được đặt trên những server khác nhau, và công việc đó được nói đến trong bài "Deploy và biến môi trường — Từ chạy được ở máy bạn đến khi công khai".

Chỉ màn hình do tầng server Web trả về là chạy trên thiết bị của người dùng, còn tầng server ứng dụng và tầng cơ sở dữ liệu nằm ở phía server công khai.

Dù bạn chuyển tầng cơ sở dữ liệu sang một máy khác thì quan hệ vẫn không đổi: tầng server ứng dụng gửi lệnh đọc và ghi đến nó.

Số tầng và số máy tính là hai chuyện khác nhau

Chia thành ba tầng không có nghĩa là có ba máy tính đang chạy.

Trên máy của bạn thì cả ba đều nằm trong chiếc máy đó, còn sau khi công khai thì các tầng thường được đặt trên những server khác nhau.