Design Pattern là gì? Tại sao một kỹ sư phần mềm giỏi cần phải biết Design Pattern?

,

Đối với các chuyên gia phần mềm, chắc hẳn Design Pattern – Mẫu thiết kế không còn là một thuật ngữ quá xa lạ. Nhưng trên thực tế, rất nhiều người vẫn chưa thực sự hiểu Design Pattern là gì cũng như giá trị mà nó mang lại cho những nhà phát triển phần mềm. Bài viết này sẽ giúp bạn có cái nhìn khái quát và những hiểu biết chung về Design Pattern.

Design Pattern là gì?

Trong kỹ thuật phần mềm, Design Pattern là một giải pháp chung có thể lặp lại cho những vấn đề thường gặp phải trong thiết kế phần mềm. Design Pattern không phải là một thiết kế đã hoàn thiện, có thể được chuyển đổi trực tiếp thành mã mà nó là một mô tả hoặc khuôn mẫu về cách giải quyết một vấn đề có thể được sử dụng trong nhiều trường hợp khác nhau.

Design Pattern mang lại những lợi ích gì?

Design Pattern mang lại rất nhiều lợi ích cho các nhà phát triển phần mềm, trong đó chúng ta có thể kể đến như:

Tiết kiệm thời gian

Design Pattern được xác định và cung cấp phương pháp tiếp cận tiêu chuẩn ngành để giải quyết một vấn đề lặp lại. Bạn sẽ không cần phải tạo ra một phiên bản hoàn toàn mới hay phát minh lại bộ máy vận hành từ đầu. Vì vậy sẽ tiết kiệm thời gian nếu chúng ta sử dụng Design Pattern có sẵn một cách hợp lý. 

Tiết kiệm tiền

Các nhà thiết kế có thể tìm được nguồn nơi có các Design Pattern (miễn phí hoặc với chi phí nhỏ) từ các tổ chức khác hoặc trực tuyến. Điều này có thể làm giảm nỗ lực cần thiết để tạo ra các mẫu. Ngoài ra, làm việc hiệu quả và tiết kiệm thời gian cũng chính là đang tiết kiệm tiền và nguồn lực cho chính các nhà thiết kế và tổ chức của họ.

Khả năng tái sử dụng và độ bền cao

Sử dụng các Design Pattern thúc đẩy khả năng tái sử dụng mạnh mẽ hơn và có khả năng bảo trì cao hơn. Nó giúp giảm tổng chi phí sở hữu (TCO) của sản phẩm phần mềm. Ngoài ra, các mẫu thiết kế còn giúp bạn viết mã nhanh hơn bằng cách cung cấp một bức tranh rõ ràng hơn về cách bạn đang triển khai thiết kế.

Dễ hiểu và dễ gỡ lỗi 

Vì các mẫu thiết kế đã được xác định, nó làm cho các mã code trở nên dễ hiểu và dễ gỡ lỗi. Những người mới bắt đầu cũng có thể hiểu một cách dễ dàng. Ví dụ: khi xây nhà thì người ta sẽ áp dụng những bộ khung (nhà ống, nhà vuông…) để dễ xây, tiết kiệm, phù hợp phong thủy… Thì khi làm phần mềm người ta sẽ xem yêu cầu để áp dụng những mẫu đã dùng trước đó xem có cái nào phù hợp không, vì dựa trên những mẫu cũ ta đã có được những kinh nghiệm để làm phần mềm nhanh hơn, dễ mở rộng, bảo trì hơn.

Vì sao nên học và sử dụng Design Pattern?

Có thể trước đây bạn chưa từng sử dụng một Design Pattern nào. Nhưng một khi bạn biết những lợi ích mà Design Pattern mang lại cũng như vì sao cần học và biết cách sử dụng chúng, chắc chắn Design Pattern sẽ trở thành trợ thủ đắc lực khiến cho công việc của bạn dễ dàng hơn rất nhiều.

Sử dụng Design Pattern  giúp sản phẩm của chúng ta linh hoạt, dễ dàng thay đổi và bảo trì hơn.

Khi có sự thay đổi và thêm các công việc mới do các tính năng mới được thêm vào sẽ làm hệ thống quá tải, trong khi hiệu suất cần được tối ưu hơn. Design Pattern cung cấp các mẫu thiết kế để áp dụng vào việc thiết kế và giải quyết các vấn đề chung. Tuy nhiên, Design Pattern không phải thư viện hay module, vì vậy chúng là những hướng dẫn để bạn có thể dễ dàng tích hợp vào thiết kế để tạo nên các hệ thống hướng đối tượng linh hoạt và dễ bảo trì.

Sử dụng Design Pattern cung cấp những giải pháp đã được tối ưu hóa.

Đây đều là những đã được kiểm chứng để giải quyết các vấn đề trong software engineering. Các giải pháp ở dạng tổng quát, giúp tăng tốc độ phát triển phần mềm bằng cách đưa ra các mô hình test, mô hình phát triển đã qua kiểm nghiệm. hi bạn gặp bất kỳ khó khăn đối với những vấn đề đã được giải quyết, Design Patterns là hướng đi giúp bạn giải quyết vấn đề thay vì tự tìm kiếm giải pháp tốn kém thời gian.

Cuối cùng, Design Pattern giúp cho các lập trình viên có thể hiểu code của người khác một cách nhanh chóng (các mối quan hệ giữa các module chẳng hạn). Mọi thành viên trong team có thể dễ dàng trao đổi với nhau để cùng xây dựng dự án mà không tốn nhiều thời gian.

Vậy khi nào nên sử dụng Design Pattern?

Việc sử dụng các Design Pattern sẽ giúp chúng ta giảm được thời gian và công sức suy nghĩ ra các cách giải quyết cho những vấn đề đã có lời giải. Lợi ích của việc sử dụng các mô hình Design Pattern vào phần mềm đó chính là giúp chương trình chạy uyển chuyển hơn, dễ dàng quản lý tiến trình hoạt động, dễ nâng cấp bảo trì,…

Phân loại Design Pattern

Hiện tại, hệ thống các mẫu Design Pattern có 23 mẫu được định nghĩa trong cuốn “Design patterns Elements of Reusable Object Oriented Software” và được chia thành 3 nhóm:

  • Creational Pattern (nhóm khởi tạo – 5 mẫu) gồm: Factory Method, Abstract Factory, Builder, Prototype, Singleton. Khởi tạo ở đây là việc tạo ra một đối tượng. Những Design pattern loại này cung cấp một giải pháp để tạo ra các object và che giấu được logic của việc tạo ra nó, thay vì tạo ra object một cách trực tiếp bằng cách sử dụng method new. Điều này giúp cho chương trình trở nên mềm dẻo hơn trong việc quyết định object nào cần được tạo ra trong những tình huống được đưa ra
  • Structural Pattern (nhóm cấu trúc – 7 mẫu) gồm: Adapter, Bridge, Composite, Decorator, Facade, Flyweight và Proxy. Những Design pattern loại này liên quan tới class và các thành phần của object. Nó dùng để thiết lập, định nghĩa quan hệ giữa các đối tượng.Design Pattern là gì? Tài liệu học Design Pattern dành cho Developer chất

 

  • Behavioral Pattern (nhóm tương tác/ hành vi – 11 mẫu) gồm: Interpreter, Template Method, Chain of Responsibility, Command, Iterator, Mediator, Memento, Observer, State, Strategy và Visitor. Nhóm này dùng trong thực hiện các hành vi của đối tượng, sự giao tiếp giữa các object với nhau.Giới thiệu Design Patterns - GP Coder (Lập trình Java)

Tùy vào từng mục đích sử dụng, người dùng sẽ lựa chọn sử dụng các mẫu Design Pattern ở từng nhóm riêng. 

Tóm lại, Design Pattern là một kỹ thuật được áp dụng rất nhiều trong quá trình phát triển phần mềm, thậm chí bạn đã từng gặp hoặc tự tay áp dụng một số mẫu nhưng không nhận ra. Design Pattern thể hiện tính kinh nghiệm của công việc lập trình, xây dựng và thiết kế phần mềm. Người hiểu và vận dụng được Design Pattern thích hợp trong hệ thống sẽ tiết kiệm được rất nhiều thời gian, công sức, hơn nữa còn dễ phát triển, mở rộng và bảo trì. Tuy nhiên chúng ta cũng không nên quá lạm dụng nó. 

Để nắm rõ các Design Pattern là một quá trình dài, bởi một số pattern khá giống nhau và khó phân biệt. Ngoài ra, một số pattern cần phải có hoàn cảnh phù hợp thì bạn mới có cơ hội áp dụng và thấy được sự “lợi hại” của nó. Để nâng cao hiệu quả thực hành và áp dụng Design Pattern, một số phương pháp đã được áp dụng. Một trong những phương pháp nổi tiếng nhất là Agile, hay chi tiết hơn là khung làm việc Scrum. Để biết thêm về Scrum, bạn có thể tìm hiểu tại đây.