ORM là gì? Ý nghĩa của Object-Relational Mapping đối với hệ cơ sở dữ liệu

Đăng Tùng Lâm

1914

14-08-2024

Trong lĩnh vực lập trình, để tương tác với cơ sở dữ liệu thì việc sử dụng ORM sẽ khá tiện lợi và dễ dàng. Công nghệ này thường giúp các lập trình viên có thể giảm thiểu việc viết câu lập phức tạp. Vậy ORM là gì và ý nghĩa của công nghệ này đối với hệ cơ sở dữ liệu được thể hiện như thế nào thì hãy cùng Bizfly Cloud tìm hiểu ngay qua bài viết dưới đây.

ORM là gì?

ORM có tên đầy đủ là Object-Relational Mapping. Đây là một kỹ thuật trong lập trình để chuyển đổi dữ liệu giữa các hệ thống kiểu dữ liệu không tương thích trong các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và cơ sở dữ liệu quan hệ. ORM giúp lập trình viên làm việc với dữ liệu dễ dàng hơn bằng cách cho phép họ làm việc với các đối tượng trong ngôn ngữ lập trình của mình thay vì làm việc trực tiếp với các bảng trong cơ sở dữ liệu. Các công cụ ORM tự động chuyển đổi các đối tượng này thành các bản ghi cơ sở dữ liệu và ngược lại.

Một số khái niệm cốt lõi liên quan đến ORM

Entities

Entities là những đối tượng ở trong phần mềm đại diện cho bảng của cơ sở dữ liệu. Mỗi Entities sẽ tương ứng với một bản, mỗi thuộc tính của Entities cũng sẽ tương ứng với một cột trong bảng đó.

Associations

Associations trong ORM đại diện cho mối quan hệ giữa các thực thể. Các quan hệ này có thể là:

• One-to-One: Một thực thể A liên kết với một thực thể B duy nhất.
• One-to-Many: Một thực thể A liên kết với nhiều thực thể B.
• Many-to-One: Nhiều thực thể A liên kết với một thực thể B duy nhất.
• Many-to-Many: Nhiều thực thể A liên kết với nhiều thực thể B.

Persistence

Persistence là khả năng của một hệ thống để lưu trữ và truy xuất các đối tượng trong cơ sở dữ liệu. Với ORM, lập trình viên có thể lưu trữ các đối tượng vào cơ sở dữ liệu và truy xuất chúng mà không cần viết mã SQL thủ công. Các công cụ ORM sẽ tự động chuyển đổi các thao tác trên đối tượng thành các câu lệnh SQL tương ứng.

Lazy loading

Lazy loading là một kỹ thuật trong ORM giúp trì hoãn việc tải dữ liệu cho đến khi nó thực sự cần thiết. Khi một thuộc tính hoặc mối quan hệ được đánh dấu là "lazy", dữ liệu liên quan sẽ không được tải ngay khi thực thể được truy vấn mà chỉ khi thuộc tính hoặc mối quan hệ đó được truy cập. Kỹ thuật này giúp tối ưu hóa hiệu suất bằng cách giảm thiểu số lượng truy vấn đến cơ sở dữ liệu.

Query language

Query language là các ngôn ngữ cho phép lập trình viên truy vấn cơ sở dữ liệu một cách dễ dàng và trực quan. Các công cụ ORM thường cung cấp một ngôn ngữ truy vấn riêng hoặc tích hợp với các ngôn ngữ truy vấn khác như SQL.

Phân loại ORM hiện nay

Hiện tại ORM được chia ra làm các loại sau đây:

Active record

Đây là mô hình khá phổ biến được dùng chủ yếu trong những framework chẳng hạn như Laravel và Ruby on Rails. Khi sử dụng Active record, các đối tượng sẽ được định nghĩa nhờ các lớp kết nối với những bảng trong dữ liệu.

Data mapper

Data mapper cũng là một mô hình của ORM. Nó thường tập trung ánh xạ những đối tượng vào bảng dữ liệu và tách biệt đối tượng khỏi cơ sở dữ liệu. Với những ứng dụng phức tạp và lớp sẽ sử dụng mô hình này.

ORM hoạt động như thế nào?

Đặc trưng cơ bản của ORM đó là gói gọn cấu trúc của cơ sở dữ liệu vào một đối tượng của ứng dụng. Mục đích của đối tượng này là nhằm xử lý dữ liệu của lập trình hướng đối tượng theo logic rồi chuyển thành câu lệnh truy vấn phù hợp với cấu trúc của cơ sở dữ liệu.

Bên cạnh đó, ORM cũng giải quyết vấn đề liên quan đến giúp dữ liệu khác nhau được đồng bộ. Bên lưu trữ sẽ là cơ sở dữ liệu, dữ liệu sẽ thể hiện ở dạng bản ghi tổ chức theo bảng. Còn với bên ứng dụng, dữ liệu sẽ thể hiện ở dạng đối tượng với phương thức và thuộc tính riêng. Phần bảng trong cơ sở dữ liệu và cấu trúc object sẽ được Orm tự động ánh xạ để đảm bảo dữ liệu có tính đồng nhất.

Lợi ích khi sử dụng ORM

Sử dụng ORM đem đến những lợi ích cụ thể sau đây:

Cải thiện năng suất

ORM sẽ tiến hành tự động hóa quá trình viết mã truy vấn nên giúp cho lập trình viên không cần phải ngồi viết câu lệnh SQL thủ công như trước. Nó không chỉ có tác dụng trong việc giảm thiểu thời gian phát triển mà còn giảm lỗi phát sinh có thể xảy ra khi viết thủ công. Hiện tại, ORM cũng đã được tích hợp trên nhiều framework phổ biến nên người dùng có thể dễ dàng xây dựng ứng dụng mà không cần xử lý cơ sở dữ liệu.

Độc lập với cơ sở dữ liệu

Đây là lợi ích được nhiều người chú ý khi sử dụng ORM. Bạn sẽ dễ dàng chuyển đổi những hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác nhau mà không phải thay đổi mã nguồn. Nhờ vậy việc phụ thuộc vào một loại cơ sở dữ liệu cũng được giảm thiểu và tăng khả năng linh hoạt trong quá trình bảo trì và quản lý hệ thống.

Khả năng bảo trì

ORM giúp lập trình viên có thể giảm thiểu tối đa lỗi có thể xảy ra trong quá trình viết câu lệnh SQL khi đánh máy.

Tính bảo mật cao

ORM cung cấp các phương pháp bảo mật tự động giúp ngăn chặn các lỗi phổ biến như SQL Injection. Bằng cách sử dụng các cơ chế chuẩn để tương tác với cơ sở dữ liệu, ORM giúp đảm bảo rằng các truy vấn được thực hiện một cách an toàn và bảo mật. Điều này làm giảm thiểu rủi ro bảo mật và giúp bảo vệ dữ liệu của hệ thống.

Có thể tái sử dụng mã

Các phương thức và lớp đối tượng trong ORM thường tái sử dụng dễ dàng ở nhiều dự án khác nhau. Do đó, khi phát triển những ứng dụng mới người dùng cũng tiết kiệm công sức và thời gian hơn. Bên cạnh đó, bạn cũng có thể tạo ra những thư viện mã dùng chung để tăng tính đồng nhất và hiệu quả khi phát triển.

Tính nhất quán cao

Dữ liệu luôn đảm bảo tính nhất quán bằng việc kiểm soát thao tác và giao dịch trên dữ liệu. Nhất là với các hệ thống lớn việc đảm bảo tính nhất quán sẽ rất quan trọng giúp hệ thống đảm bảo tính ổn định.

Một số mặt còn hạn chế của ORM

Mặc dù sở hữu nhiều lợi ích, nhưng ORM cũng tồn tại một số những hạn chế sau đây:

Tính phức tạp cao

Sử dụng ORM có thể khiến code tăng thêm tính phức tạp và nhiều khi các lập trình viên sẽ chưa quen thuộc với điều đó.

Giảm hiệu suất trong một số trường hợp

Với một số trường hợp nhất định, các truy vấn SQL sẽ hoạt động kém hiệu quả hơn so với việc viết tay.

Hạn chế trong truy vấn SQL

Khi thực hiện các truy vấn phức tạp, ORM có thể gặp một số khó khăn. Những truy vấn ở dạng nâng cao, sử dụng những tính năng đặc biệt của SQL hay tối ưu hóa cụ thể của một loại cơ sở dữ liệu nó sẽ khó thực hiện hoặc không thể thực hiện với ORM.

Một số ORM phổ biến

Hiện nay có một số ORM phổ biến sau đây:

Entity Framework

Đây là dạng ORM được đánh giá có tính linh hoạt, mạnh mẽ cao. Ưu điểm của loại này là khả năng hỗ trợ ở nhiều cơ sở dữ liệu, phổ biến là Python.

Hibernate

Hibernate là loại ORM đã có lịch sử lâu đời, thường dùng phổ biến ở Java. Nó sẽ cung cấp những tính năng về quan hệ hiệu quả và ánh xạ đối tượng.  

Django ORM

Django ORM thường tích hợp với framework Django có tác dụng trong việc quản lý cơ sở dữ liệu một cách dễ dàng thông qua các lớp mô hình. Từ đó giúp xây dựng ứng dụng web ở nền tảng Python diễn ra nhanh chóng hơn.

Sequelize

Sequelize là một ORM cho Node.js và được sử dụng chủ yếu với cơ sở dữ liệu SQL như MySQL, PostgreSQL, SQLite và MSSQL.

Active Record (Ruby on Rails)

Active Record là một ORM được tích hợp sẵn trong Ruby on Rails. Nó giúp quản lý cơ sở dữ liệu một cách dễ dàng và tự nhiên thông qua các lớp mô hình Ruby.

TypeORM

Dạng này thường được thiết kế cho TypeScript và JavaScript. ORM được đánh giá cao nhờ khả năng tương thức với nhiều hệ quản trị cơ sở dữ liệu.

Lưu ý để sử dụng ORM được tốt nhất

Để sử dụng ORM hiệu quả, bạn cần lưu ý một số vấn đề sau đây:

Lựa chọn ORM phù hợp

ORM được thiết kế với nhiều khung khác nhau. Bạn cần hiểu rõ từng ưu và nhược điểm của mỗi khung. Hãy xác định nhu cầu của mình và lựa chọn giải pháp phù hợp với ngôn ngữ và framework của mình. Ngoài ra, hãy xem xét một số tiêu chí về hiệu suất cũng như mức độ hỗ trợ từ cộng đồng, tài liệu hướng dẫn.

Nắm rõ cách hoạt động của ORM

Bạn cần nắm được một số khái niệm cơ bản như lazy loading, eager loading, SQL tự động để đảm bảo hiệu suất và tránh truy vấn phức tạp. Ngoài ra, bạn cần đánh giá hiệu suất của ORM trong các tình huống cụ thể của dự án để đảm bảo nó không gây ra các vấn đề về hiệu năng.

Sử dụng linh hoạt các tính năng mở rộng

ORM Framework sẽ có khá nhiều tính năng như validation, migration, caching để sử dụng cho hiệu quả. Bên cạnh đó, bạn có thể tận dụng và tìm hiểu thêm các tính năng để code nâng cao chất lượng.

Không lạm dụng quá mức

Tuy ORM được đánh giá sở hữu nhiều tiện ích khác nhau, nhưng cũng có một số trường hợp truy vấn SQL sẽ chỉ đạt hiệu quả cao khi viết tay. Vì thế, bạn cần tránh việc sử dụng ORM để giải quyết mọi vấn đề, đặc biệt là những truy vấn phức tạp. Cần thường xuyên kiểm tra mã nguồn và các truy vấn do ORM sinh ra để đảm bảo chúng vẫn tối ưu và không gây ra các vấn đề về hiệu suất theo thời gian.

Trên đây là một số thông tin liên quan đến ORM là gì và cách sử dụng sao cho hiệu quả. Thông qua bài viết này, Bizfly Cloud hy vọng đã mang đến cho bạn thông tin hữu ích để có thể sử dụng ORM hiệu quả trong công việc của mình.