Phần mềm trung gian là gì?

Đường dẫn nhanh

⭐Middleware có nhiều ý nghĩa

⭐Phần mềm trung gian hoạt động như thế nào?

⭐Các loại phần mềm trung gian khác nhau

⭐Sử dụng Middleware trong phát triển phần mềm

⭐Tại sao Middleware lại hữu ích?

Bài học chính

Middleware đóng vai trò là người hỗ trợ kết nối các ứng dụng khác nhau bằng cách cung cấp các giao thức truyền thông có cấu trúc tốt nhằm nâng cao hiệu quả trong quá trình phát triển đồng thời thúc đẩy khả năng kết nối liền mạch.

Middleware tạo điều kiện thực hiện nhanh chóng các điều chỉnh, đồng thời cung cấp các tài nguyên thân thiện với người dùng trong môi trường làm việc.

Middleware đóng vai trò là một ví dụ về mô-đun hóa mang lại lợi ích cho nhiều cấp độ lập trình khác nhau, từ ứng dụng cấp cao đến cấp thấp.

Trong nhiều bối cảnh khác nhau, người ta có thể gặp thuật ngữ “phần mềm trung gian” đang được các cá nhân sử dụng và thấy tò mò về công nghệ hoặc quy trình cụ thể mà họ đang ám chỉ. Thuật ngữ này bao gồm một loạt các công cụ và quy trình có thể được sử dụng để tạo điều kiện giao tiếp giữa các hệ thống phần mềm khác nhau.

Middleware có nghĩa là nhiều thứ

Middleware, mặc dù bao gồm nhiều định nghĩa khác nhau tùy theo ngữ cảnh, nhưng có thể được hiểu theo cách hiểu chung nhất là “các ứng dụng phần mềm hoạt động trung gian trong các hệ thống phần mềm khác”. Đặc tính này gợi ý rằng phần mềm trung gian hoạt động bằng cách dựa vào các mã lập trình bên ngoài để cung cấp đầu vào và xử lý đầu ra.

Một số loại phần mềm trung gian nhất định là các ứng dụng toàn diện có khả năng chuyển đổi thông tin qua nhiều trạng thái khác nhau bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn truyền thông và kiến ​​trúc dữ liệu đã được thiết lập, tạo điều kiện tích hợp liền mạch với các thành phần phần mềm khác. Mặt khác, một số phần mềm trung gian có bản chất khá tối giản, ở dạng các chức năng hoặc mô-đun riêng lẻ cắm trực tiếp vào quy trình xử lý công việc được thực thi bởi một khung cụ thể.

Middleware được hưởng lợi từ nguyên tắc mô-đun, bao gồm việc chia các quy trình phức tạp thành các thành phần đơn giản hơn để nâng cao khả năng quản lý.

Middleware hoạt động như thế nào?

Middleware đạt được hiệu lực thông qua việc tuân thủ các giao thức đã được thiết lập và các tương tác công khai được xác định rõ ràng. Các hướng dẫn nghiêm ngặt về giao tiếp cho phép các nhà phát triển tạo ra phần mềm phù hợp với các tiêu chuẩn ngành, đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Máy chủ ứng dụng web hoạt động như một trung gian giữa giao diện người dùng của trang web với logic phụ trợ và cấu trúc dữ liệu do ứng dụng và cơ sở dữ liệu liên quan của nó cung cấp. Vì nó được tách rời khỏi các hệ thống tương tác với nó, nên về mặt lý thuyết, có thể thay thế một máy chủ ứng dụng bằng một giải pháp thay thế tương đương mà không cần phải thay đổi cơ sở mã cơ bản hoặc cấu hình lại lược đồ cơ sở dữ liệu.

Các thành phần phần mềm trung gian thường xuyên tận dụng các công nghệ như JSON, REST, XML và SOAP. Chúng được thiết lập, sử dụng rộng rãi và có tính chất dựa trên văn bản, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thay thế hoặc sửa đổi liền mạch các thành phần riêng lẻ. Hơn nữa, cấu trúc dựa trên văn bản và hàng loạt công cụ phát triển mở rộng của chúng cho phép phát hiện và giải quyết lỗi đơn giản và đáng tin cậy.

Các loại Middleware khác nhau

Do tính chất mở rộng của nó, phần mềm trung gian bao gồm nhiều phiên bản và ứng dụng. Một vài ví dụ minh họa về sự đa dạng như vậy bao gồm:

Giao tiếp giữa các quá trình có thể được cấu trúc thông qua các nhà môi giới tin nhắn.

⭐Máy chủ ứng dụng web và khung web.

Công cụ trò chơi được cung cấp nền tảng chức năng tiêu chuẩn có thể được xây dựng, sửa đổi hoặc loại bỏ hoàn toàn. Những yếu tố nền tảng này cho phép tạo và phát triển thế giới trò chơi mà không cần phải xây dựng mọi thứ từ đầu. Bằng cách sử dụng các cơ chế được thiết lập sẵn này, các nhà phát triển có nhiều thời gian và nguồn lực hơn để tập trung vào việc tạo ra những trải nghiệm độc đáo trong trò chơi của họ thay vì nỗ lực dành cho các chức năng cơ bản như kết xuất đồ họa hoặc quản lý đầu vào của người dùng.

⭐Các nền tảng phát trực tuyến sự kiện như Apache Kafka.

Sử dụng Middleware trong phát triển phần mềm

Middleware đóng một vai trò thực dụng trong quá trình phát triển web bằng cách cung cấp nền tảng cho các khung web để xây dựng. Thông thường, các khung này cung cấp một môi trường được cấu hình sẵn có thể được điều chỉnh để phù hợp với nhu cầu cụ thể. Về bản chất, điều này đòi hỏi phải xử lý các yêu cầu HTTP đến thông qua một chuỗi được xác định trước gồm cả các chức năng được tiêu chuẩn hóa và do người dùng xác định, đỉnh điểm là tạo ra phản hồi HTTP thích hợp.

Khung Express.js tận dụng khái niệm này để tạo điều kiện cho các cấu hình được cá nhân hóa. Hãy xem xét ví dụ về một hàm trung gian được viết bằng JavaScript:

 app.use('/user/:id', (req, res, next) => {
  console.log('Request Type:', req.method)
  next()
}) 

Chức năng này cực kỳ đơn giản:

Ứng dụng này được thiết kế để xử lý các đường dẫn URL tuân theo một mẫu cụ thể, bắt đầu bằng"/user/“và sau đó là một mã định danh.

Hệ thống thu thập thông tin về bản chất của phương thức yêu cầu được sử dụng, bao gồm các tùy chọn như GET hoặc POST.

Ứng dụng tiến hành bằng cách gọi chức năng được chỉ định sau khi hoàn thành loạt hoạt động phần mềm trung gian hiện tại, để tiếp tục chuỗi các chức năng trung gian.

Lời gọi kết thúc của next() trong chuỗi các hoạt động trung gian đóng vai trò là một yếu tố thiết yếu trong quy trình tổng thể, làm nổi bật khả năng thích ứng của phương pháp này. Miễn là các thành phần phần mềm trung gian riêng lẻ hoạt động tự chủ, việc thay thế hoặc sắp xếp lại thứ tự của chúng một cách dễ dàng là khả thi, mang lại sự linh hoạt đáng kể trong việc định hình hoạt động của toàn bộ chuỗi.

Laravel là một khung phát triển web PHP phổ biến, sử dụng rộng rãi phần mềm trung gian để xử lý các yêu cầu và phản hồi HTTP. Một trong những tính năng chính của nó là hệ thống phần mềm trung gian linh hoạt, cho phép các nhà phát triển xác định hành vi tùy chỉnh dựa trên các yêu cầu cụ thể. Trên thực tế, quy ước đặt tên được sử dụng trong thiết lập phần mềm trung gian của Laravel gần giống với quy ước của các lớp khác trong khung, với các không gian tên cung cấp dấu hiệu rõ ràng về mục đích của chúng là “phần mềm trung gian”. Lựa chọn thiết kế này thúc đẩy tính nhất quán và dễ sử dụng giữa các nhà phát triển làm việc với Laravel, cuối cùng là hợp lý hóa quá trình triển khai logic ứng dụng phức tạp thông qua kiến ​​trúc phần mềm trung gian mạnh mẽ của nó.

 namespace App\Http\Middleware;

use Closure;
use Illuminate\Http\Request;
use Symfony\Component\HttpFoundation\Response;

class EnsureTokenIsValid
{
    /**
     * Handle an incoming request.
     */
    public function handle(Request $request, Closure $next): Response
    {
        if ($request->input('token') !== 'my-secret-token') {
            return redirect('home');
        }

        return $next($request);
    }
} 

Mục tiêu được chỉ định của mô-đun chính xác này rất chuyên biệt; về cơ bản nó xem xét kỹ lưỡng yêu cầu để đảm bảo rằng nó bao gồm mã thông báo được xác định trước. Do đó, chức năng trung gian có khả năng ngừng xử lý tiếp theo bằng cách bỏ qua thao tác tiếp theo và thay vào đó, bắt đầu chuyển hướng. Quá trình này liên quan đến việc tạo ra một đối tượng phản hồi thích hợp, đối tượng này phải được thành phần phần mềm trung gian trả về như một sự thực hiện các cam kết được nêu trong thỏa thuận hợp đồng.

Django, một nền tảng phát triển web dựa trên Python được sử dụng rộng rãi, minh họa việc xử lý phần mềm trung gian thông qua việc chỉ định các thành phần như “plugin”. Thuật ngữ có thể so sánh được bao gồm “hook” và “callback”, tất cả đều góp phần tạo nên khả năng thích ứng tổng thể nội tại trong cấu trúc phần mềm trung gian của Django. Về cơ bản, cấu hình này cung cấp một ví dụ bổ sung về tính linh hoạt trong quy trình làm việc được tổ chức có hệ thống.

 def simple_middleware(get_response):
    # One-time configuration and initialization.

    def middleware(request):
        # Code to be executed for each request before
        # the view (and later middleware) are called.

        response = get_response(request)

        # Code to be executed for each request/response after
        # the view is called.

        return response

    return middleware 

Bạn có khả năng điều khiển trình tự thực thi của phần mềm trung gian đã chọn bằng cách sử dụng cấu hình mảng. Điều này cho phép dễ dàng quản lý và lựa chọn các phần mềm trung gian mong muốn sẽ được thực thi theo một thứ tự cụ thể.

 MIDDLEWARE = [
    "django.middleware.security.SecurityMiddleware",
    "django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware",
    "django.middleware.common.CommonMiddleware",
    "django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware",
    "django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware",
    "django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware",
    "django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware",
] 

Django cung cấp cách triển khai được xác định trước thông qua lớp CommonMiddleware, thuận lợi cho nhiều ứng dụng. Khung này ngăn chặn truy cập trái phép bằng cách lọc ra các tác nhân người dùng có vấn đề đồng thời xử lý tiêu chuẩn hóa URL. Vị trí của phần mềm trung gian quan trọng, hướng đến bảo mật có thể thay đổi dựa trên yêu cầu riêng lẻ, cho phép đặt hàng phù hợp trong quy trình xử lý.

Tại sao Middleware lại hữu ích?

Middleware tạo điều kiện thuận lợi cho khả năng tương tác giữa các hệ thống phần mềm ban đầu không nhằm mục đích tích hợp, cung cấp phương tiện tích hợp và giao tiếp giữa chúng thông qua các giao thức mạnh mẽ và có cấu trúc tốt.

Ưu điểm của việc sử dụng phần mềm trung gian là rất đa dạng và bao gồm:

Quá trình phát triển ứng dụng đã được tinh gọn hơn, giúp rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.

⭐Kết nối hiệu quả.

⭐Chuyển đổi thay đổi nhanh hơn.

⭐Dễ dàng tiếp cận các công cụ làm việc.

Middleware đại diện cho một hiện thân của tính mô-đun, một nguyên tắc có giá trị ở các cấp độ khác nhau của mô hình lập trình, từ kiến ​​trúc cấp vĩ mô đến chi tiết triển khai cấp vi mô.