Chuyển đổi COBOL sang C++ là một trong những dự án hiện đại hóa có tác động lớn nhất mà một tổ chức có thể thực hiện, đồng thời cũng là lĩnh vực ít được quan tâm nhất. Hiện tại vẫn còn khoảng 220 tỷ dòng code COBOL đang chạy trong môi trường production. Các ngân hàng xử lý hàng nghìn tỷ đô la thông qua nó. Chính phủ vận hành hệ thống lương hưu, thu thuế và y tế trên đó. Các hãng hàng không đặt vé bằng nó. Và mỗi năm, những người biết cách bảo trì mã nguồn đó ngày càng gần tuổi nghỉ hưu, trong khi hầu như không có ai kế thừa.

Trong nhiều thập kỷ, các tổ chức đã biết rằng họ cần phải hiện đại hóa. Nhưng chi phí quá cao, rủi ro quá lớn, và hệ thống COBOL vẫn hoạt động tốt. Điều đó đã thay đổi. Chi phí cấp phép mainframe ngày càng tăng. Nguồn nhân lực lập trình viên đang co lại nhanh chóng. Và khoảng cách giữa hệ thống cũ với hạ tầng hiện đại (cloud, container, CI/CD, API) ngày càng lớn hơn mỗi năm.

Câu hỏi bây giờ không còn là “liệu chúng ta có nên chuyển đổi khỏi COBOL?” mà là “chúng ta chuyển đổi sang ngôn ngữ nào, và làm thế nào để thực hiện an toàn?”

Bài viết này hướng dẫn một phương pháp đã được kiểm chứng để chuyển đổi COBOL sang C++ sử dụng C++17/20 hiện đại và Qt framework, đồng thời giải thích tại sao sự kết hợp này rất phù hợp để thay thế các ứng dụng mainframe cũ.

Tại sao COBOL vẫn còn ở khắp nơi

Trước khi nói về chuyển đổi, chúng ta cần hiểu tại sao COBOL tồn tại được lâu đến vậy:

  • Nó hoạt động tốt. Các ứng dụng COBOL xử lý hàng nghìn tỷ đô la giao dịch mỗi ngày. Ngân hàng, công ty bảo hiểm, hãng hàng không và cơ quan chính phủ dựa vào những hệ thống đã chạy và phát triển suốt hơn 40 năm.
  • Nó được tích hợp sâu. Các ứng dụng COBOL hiếm khi tồn tại độc lập. Chúng nằm trong hệ sinh thái mainframe phức tạp với CICS, IMS, DB2, batch job JCL và middleware độc quyền.
  • Rủi ro thay đổi rất cao. Khi ứng dụng COBOL của bạn xử lý bảng lương cho hàng triệu người hoặc thanh toán các giao dịch tài chính, một lần chuyển đổi thất bại không chỉ đáng xấu hổ. Nó là thảm họa.

Đây là những lý do chính đáng để tiếp tục sử dụng. Nhưng chúng không phải là lý do để sử dụng mãi mãi.

Chi phí thực sự của việc không chuyển đổi

Các tổ chức tiếp tục chạy COBOL và trì hoãn hiện đại hóa hệ thống cũ sẽ đối mặt với rủi ro tích tụ nhanh chóng:

1. Khủng hoảng nhân lực là thực tế

Lập trình viên COBOL trung bình đã quá tuổi nghỉ hưu. Các chương trình đào tạo vẫn tồn tại, nhưng chúng chưa thể đảo ngược xu hướng suy giảm. Mỗi năm, số người có thể bảo trì mã nguồn quan trọng của bạn ngày càng ít đi, và mức phí theo giờ của họ ngày càng cao hơn.

2. Chi phí cấp phép mainframe không rẻ hơn

Các nhà cung cấp mainframe tiếp tục báo cáo doanh thu kỷ lục, điều đó có nghĩa là khách hàng đang trả nhiều hơn bao giờ hết cho năng lực tính toán trên phần cứng tuy đáng tin cậy nhưng bị giới hạn về kiến trúc so với hệ thống phân tán hiện đại. Cùng một khối lượng công việc chạy trên máy chủ Linux thông thường hoặc hạ tầng cloud thường chỉ tốn một phần nhỏ so với giá mainframe.

3. Nợ kỹ thuật tích lũy theo thời gian

Các codebase COBOL tích lũy hàng thập kỷ bản vá, giải pháp tạm thời và business logic không có tài liệu. Bạn càng chờ đợi lâu, việc chuyển đổi cuối cùng sẽ càng khó khăn hơn. Code mà “quá rủi ro để chạm vào” cách đây năm năm thì ngày hôm nay còn rủi ro hơn.

4. Tích hợp với hệ thống hiện đại ngày càng khó hơn

API hiện đại, dịch vụ cloud, container hóa, pipeline CI/CD… không có thứ nào trong số này được thiết kế cho COBOL. Mỗi năm, khoảng cách giữa hệ thống cũ và phần còn lại của hạ tầng công nghệ ngày càng rộng hơn. Hiện đại hóa mainframe không phải là tùy chọn. Đó là điều không thể tránh khỏi.

Tại sao C++ và Qt là mục tiêu lý tưởng cho việc chuyển đổi COBOL sang C++

Có nhiều ngôn ngữ đích cho việc chuyển đổi COBOL. Java và C# là những lựa chọn phổ biến. Nhưng đối với một số loại ứng dụng COBOL nhất định, đặc biệt là những ứng dụng tính toán nặng, yêu cầu thời gian thực, hoặc giao diện desktop phức tạp, chuyển đổi COBOL sang C++ sử dụng Qt mang lại lợi thế thực sự so với các phương pháp khác.

Hiệu năng không thỏa hiệp

Các ứng dụng COBOL tồn tại đến ngày nay thường là vì chúng cần xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ một cách hiệu quả. Chuyển đổi COBOL sang C++ giữ nguyên hiệu năng đó trong khi mở ra các khả năng hiện đại:

  • Zero-cost abstraction: Template, constexpr và hàm inline được biên dịch thành mã máy giống hệt như bạn viết tay
  • Quản lý bộ nhớ xác định: RAII và smart pointer cho bạn kiểm soát chính xác vòng đời tài nguyên mà không bị tạm dừng do garbage collection
  • Truy cập phần cứng trực tiếp: Khi cần, C++ cho phép bạn tiếp cận sát phần cứng, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng hiện đang phụ thuộc vào tính năng phần cứng riêng của mainframe

Đa nền tảng ngay từ đầu

Một trong những ràng buộc lớn nhất của hệ thống COBOL/mainframe là bị khóa vào nền tảng. Với C++ và Qt:

  • Một codebase duy nhất chạy được trên Windows, Linux và macOS
  • Qt 6 cung cấp framework UI hiện đại, giao diện native với widget, networking, truy cập cơ sở dữ liệu, đa luồng và serialization tích hợp sẵn
  • Hệ thống build dựa trên CMake cho phép build tự động và kiểm thử trên tất cả các nền tảng
  • Container hóa trở nên đơn giản. Ứng dụng đã chuyển đổi của bạn có thể chạy trong Docker, Kubernetes, hoặc trên bare metal

Hệ sinh thái và công cụ trưởng thành

C++ đã được sử dụng trong production hơn 40 năm, lâu hơn phần lớn các ứng dụng COBOL mà bạn sẽ chuyển đổi. Hệ sinh thái rất phong phú:

Khả năngGiải pháp C++ / Qt
Truy cập cơ sở dữ liệuQt SQL, ODBC, native driver
MạngQt Network, Boost.Asio, gRPC
UI / DesktopQt Widgets, Qt Quick / QML
Xử lý batchStandard threading, std::async, Qt Concurrent
File I/Ostd::filesystem, Qt I/O classes
Kiểm thửGoogle Test, Catch2, Qt Test
ProfilingValgrind, perf, Intel VTune

Khả năng bảo trì dài hạn

C++ hiện đại (C++17/20/23) là một ngôn ngữ rất khác so với C++ của thập niên 1990. Với smart pointer, ranges, concepts và modules, nó giàu biểu đạt, an toàn và dễ đọc. Khi bạn viết lại COBOL bằng C++ hiện đại, codebase đã chuyển đổi sẽ không trở thành vấn đề legacy tiếp theo.

Chiến lược chuyển đổi COBOL thực tế

Chuyển đổi COBOL sang C++ không phải là dự án cuối tuần. Đó là một nỗ lực kỹ thuật có cấu trúc đòi hỏi lập kế hoạch cẩn thận. Dưới đây là phương pháp theo giai đoạn đã được kiểm chứng, giúp giảm thiểu rủi ro trong khi vẫn duy trì tiến độ:

Giai đoạn 1: Khám phá và đánh giá

Trước khi viết bất kỳ dòng C++ nào, bạn cần hiểu rõ những gì mình đang có:

  • Kiểm kê mọi chương trình COBOL, copybook, JCL job và CICS transaction
  • Lập bản đồ luồng dữ liệu: Chương trình nào đọc từ hoặc ghi vào cơ sở dữ liệu, file và hàng đợi nào?
  • Xác định business rule: Phần có giá trị nhất (và nguy hiểm nhất) của bất kỳ hệ thống COBOL nào là business logic được nhúng trong code. Phần lớn không có tài liệu
  • Phân loại theo rủi ro và độ phức tạp: Không phải mọi chương trình đều cần chuyển đổi cùng lúc. Một số là batch job đơn giản; những chương trình khác là bộ xử lý giao dịch thời gian thực phức tạp

Giai đoạn 2: Thiết kế kiến trúc

Thiết kế hệ thống đích trước khi bạn bắt đầu chuyển đổi code:

  • Xác định ranh giới module ánh xạ với cấu trúc logic của hệ thống COBOL
  • Chọn tầng dữ liệu: Chuyển đổi từ DB2/IMS sang PostgreSQL, SQLite, hoặc cơ sở dữ liệu hiện đại khác
  • Thiết kế bề mặt API: Nếu các hệ thống khác giao tiếp với chương trình COBOL qua CICS hoặc MQ, hãy thiết kế các endpoint REST/gRPC cung cấp cùng contract
  • Lên kế hoạch UI (nếu cần): Qt Widgets cho ứng dụng desktop truyền thống, hoặc Qt Quick/QML cho giao diện cảm ứng hiện đại

Giai đoạn 3: Chuyển đổi từng bước

Đây là nơi việc viết lại thực sự diễn ra. Từ khóa ở đây là từng bước:

  1. Bắt đầu với các module riêng biệt, ít rủi ro: batch job, trình tạo báo cáo, chương trình tiện ích
  2. Chạy song song hệ thống cũ và mới: Module C++ đã chuyển đổi phải tạo ra kết quả giống hệt bản gốc COBOL với cùng đầu vào
  3. Xây dựng bộ kiểm thử toàn diện: Mọi hành vi của chương trình COBOL trở thành test case cho phiên bản C++ thay thế
  4. Chuyển đổi tầng truy cập dữ liệu từng lớp một: Thay thế COBOL file I/O và embedded SQL bằng Qt SQL hoặc C++ database driver native
  5. Chuyển giao dần dần: Khi mỗi module được xác nhận, chuyển hướng lưu lượng sang phiên bản C++

Giai đoạn 4: Xác nhận và củng cố

Đây là nơi nỗ lực hiện đại hóa COBOL của bạn chứng minh giá trị:

  • Kiểm thử hồi quy quy mô lớn: Chạy hệ thống đã chuyển đổi với dữ liệu lịch sử hàng tháng hoặc hàng năm
  • Benchmark hiệu năng: Phiên bản C++ phải đạt hoặc vượt throughput của bản gốc COBOL
  • Kiểm tra bảo mật: Hệ thống COBOL cũ thường không có khái niệm bảo mật hiện đại (mã hóa, xác thực đầu vào, xác thực người dùng). Việc chuyển đổi là cơ hội để khắc phục điều này
  • Tài liệu hóa: Mọi business rule, mọi phép biến đổi dữ liệu, mọi trường hợp biên, tất cả được ghi lại trong comment code, tài liệu kiến trúc và test case

Ví dụ cụ thể: viết lại COBOL bằng C++ hiện đại

Để minh họa việc chuyển đổi COBOL sang C++ trông như thế nào trong thực tế, hãy cùng xem qua một ví dụ đơn giản nhưng mang tính đại diện: một routine xử lý bản ghi đọc thông tin khách hàng, áp dụng business rule và ghi kết quả đầu ra.

Phiên bản COBOL

 1       IDENTIFICATION DIVISION.
 2       PROGRAM-ID. CALC-DISCOUNT.
 3       DATA DIVISION.
 4       WORKING-STORAGE SECTION.
 5       01 WS-CUSTOMER-REC.
 6          05 WS-CUST-ID        PIC 9(8).
 7          05 WS-CUST-NAME      PIC X(30).
 8          05 WS-TOTAL-PURCHASES PIC 9(10)V99.
 9          05 WS-DISCOUNT-RATE   PIC 9V99.
10          05 WS-DISCOUNT-AMT    PIC 9(10)V99.
11       PROCEDURE DIVISION.
12           IF WS-TOTAL-PURCHASES > 100000.00
13               MOVE 0.15 TO WS-DISCOUNT-RATE
14           ELSE IF WS-TOTAL-PURCHASES > 50000.00
15               MOVE 0.10 TO WS-DISCOUNT-RATE
16           ELSE IF WS-TOTAL-PURCHASES > 10000.00
17               MOVE 0.05 TO WS-DISCOUNT-RATE
18           ELSE
19               MOVE 0.00 TO WS-DISCOUNT-RATE
20           END-IF.
21           COMPUTE WS-DISCOUNT-AMT =
22               WS-TOTAL-PURCHASES * WS-DISCOUNT-RATE.
23           STOP RUN.

Phiên bản C++ hiện đại

 1#include <string>
 2#include <cstdint>
 3#include <cmath>
 4
 5struct Customer {
 6    uint64_t id;
 7    std::string name;
 8    double totalPurchases;
 9};
10
11struct DiscountResult {
12    double rate;
13    double amount;
14};
15
16[[nodiscard]]
17DiscountResult calculateDiscount(const Customer& customer) noexcept {
18    double rate = 0.0;
19
20    if (customer.totalPurchases > 100'000.00) {
21        rate = 0.15;
22    } else if (customer.totalPurchases > 50'000.00) {
23        rate = 0.10;
24    } else if (customer.totalPurchases > 10'000.00) {
25        rate = 0.05;
26    }
27
28    return {rate, customer.totalPurchases * rate};
29}

Phiên bản C++ có các ưu điểm:

  • Type-safe: Customer và DiscountResult là các kiểu dữ liệu rõ ràng, không phải bố cục bản ghi phẳng
  • Dễ kiểm thử: calculateDiscount là một hàm thuần túy. Truyền dữ liệu vào, nhận kết quả ra. Viết unit test cực kỳ đơn giản
  • Có thể kết hợp: Hàm này có thể được gọi từ REST handler, batch job, UI event, hoặc test harness
  • Hiệu năng cao: Code này biên dịch thành vài phép so sánh và một phép nhân. Không có overhead

Bây giờ hãy mở rộng pattern này lên hàng nghìn chương trình COBOL, và bạn sẽ bắt đầu thấy kiến trúc của một hệ thống hiện đại, dễ bảo trì, nổi lên từ một dự án chuyển đổi COBOL sang C++ được thực hiện bài bản.

Những sai lầm thường gặp khi chuyển đổi COBOL cần tránh

Qua kinh nghiệm làm việc với các dự án hiện đại hóa hệ thống cũ, tôi đã thấy những sai lầm giống nhau lặp đi lặp lại ở nhiều tổ chức. Dưới đây là những lỗi khiến nỗ lực chuyển đổi COBOL thất bại nhiều nhất:

Cố gắng viết lại toàn bộ cùng lúc

Nguyên nhân lớn nhất gây thất bại trong hiện đại hóa hệ thống cũ là cố gắng viết lại mọi thứ cùng lúc. Các tổ chức dành 18 tháng trong một dự án viết lại “phòng sạch”, rồi phát hiện hệ thống mới không xử lý được 10.000 trường hợp biên mà hệ thống COBOL đã tích lũy qua nhiều thập kỷ. Chuyển đổi từng bước với chạy song song là phương pháp đáng tin cậy duy nhất.

Bỏ qua business logic không có tài liệu

Trong phần lớn hệ thống COBOL, code chính là đặc tả. Business rule được triển khai trực tiếp trong COBOL mà không có tài liệu, và những người viết chúng đã nghỉ việc từ lâu. Bất kỳ dự án chuyển đổi nào không bao gồm giai đoạn khám phá kỹ lưỡng để trích xuất và tài liệu hóa các rule này đều đang tự chuốc lấy lỗi production.

Dịch nguyên văn các idiom COBOL

Dù được thực hiện bằng AI hay thủ công, dịch từng dòng sẽ tạo ra code C++ trông giống COBOL với cú pháp khác. Bạn sẽ có cấu trúc dữ liệu phẳng, biến toàn cục khắp nơi, và không có tách biệt trách nhiệm. Kết quả biên dịch được, nhưng không thể bảo trì. Chuyển đổi COBOL sang C++ đúng cách nghĩa là thiết kế lại kiến trúc, chứ không chỉ dịch cú pháp.

Đánh giá thấp việc chuyển đổi dữ liệu

Các ứng dụng COBOL thường sử dụng file VSAM, ISAM, file phẳng với bản ghi có độ rộng cố định, hoặc cơ sở dữ liệu riêng của mainframe như IMS. Chuyển đổi logic ứng dụng chỉ là một nửa công việc. Tầng dữ liệu (schema, mã hóa từ EBCDIC sang UTF-8, trường packed decimal, bố cục bản ghi) cần một nỗ lực riêng biệt.

Bỏ qua giai đoạn chạy song song

Trước khi chuyển giao bất kỳ module nào, hãy chạy đồng thời cả bản gốc COBOL và phiên bản C++ thay thế trên dữ liệu production thực và so sánh kết quả đầu ra từng byte. Điều này phát hiện được những trường hợp biên mà unit test bỏ sót. Quá trình này tốn công, nhưng đó là điều phân biệt giữa chuyển đổi thành công và thất bại được lên báo.

AI hỗ trợ chuyển đổi thì sao?

Các công cụ lập trình AI đã tiến bộ đáng kể, và chúng có thể giúp ích cho việc chuyển đổi COBOL. Các mô hình ngôn ngữ lớn có thể phân tích mã nguồn COBOL, xác định business rule, tạo bản dịch ban đầu, và sinh tài liệu cho code cũ không có tài liệu.

Nhưng code do AI tạo ra là điểm khởi đầu, không phải sản phẩm hoàn chỉnh. Các bản dịch tự động từ COBOL sang bất kỳ ngôn ngữ nào, dù do AI hay bộ transpiler dựa trên quy tắc thực hiện, đều tạo ra code hoạt động được nhưng hiếm khi đúng phong cách, dễ bảo trì hay được tối ưu. Bạn vẫn cần kỹ sư có kinh nghiệm để:

  • Tái cấu trúc kết quả thành C++ hiện đại, sạch sẽ với kiến trúc đúng đắn
  • Thiết kế ranh giới hệ thống, tầng cơ sở dữ liệu và contract API
  • Viết bộ kiểm thử toàn diện
  • Xử lý các trường hợp biên mà AI bỏ sót. Và trong hệ thống cũ, trường hợp biên chính là hệ thống

AI tăng tốc quá trình chuyển đổi. Kỹ sư hoàn thiện nó.

Câu hỏi thường gặp

Chuyển đổi COBOL sang C++ mất bao lâu?

Điều đó hoàn toàn phụ thuộc vào quy mô và độ phức tạp của hệ thống COBOL. Một ứng dụng xử lý batch nhỏ với vài nghìn dòng code có thể mất vài tuần. Một hệ thống giao dịch quy mô lớn với hàng triệu dòng COBOL, nhiều cơ sở dữ liệu và hàng chục tích hợp có thể mất 12 đến 24 tháng khi sử dụng phương pháp từng bước. Điều quan trọng là giao hàng theo giai đoạn. Bạn bắt đầu nhận được giá trị từ các module đã chuyển đổi đầu tiên rất lâu trước khi toàn bộ dự án hoàn tất.

C++ có khó bảo trì hơn COBOL không?

C++ hiện đại (C++17 trở lên) là một ngôn ngữ rất khác so với C++ của thập niên 1990. Với smart pointer, RAII, standard container và bộ công cụ mạnh mẽ, codebase C++ hiện đại rất dễ bảo trì. Và khác với COBOL, có một lượng lớn và ngày càng tăng lập trình viên có thể làm việc với nó.

Tôi có thể chuyển đổi COBOL sang C++ từng bước không?

Có, và bạn nên làm vậy. Chuyển đổi từng bước là phương pháp an toàn nhất. Bạn thay thế từng module một, chạy song song bên cạnh bản gốc COBOL, xác nhận kết quả đầu ra và chuyển giao. Điều này tránh được rủi ro thảm họa của việc viết lại toàn bộ cùng lúc.

Chuyển đổi sang Java hoặc Python thì sao?

Java và Python là mục tiêu hợp lý cho một số loại công việc. Tuy nhiên, đối với ứng dụng COBOL yêu cầu throughput cao, độ trễ thấp, quản lý bộ nhớ xác định, hoặc giao diện desktop native, C++ mang lại hiệu năng mà các ngôn ngữ có garbage collection không thể sánh được. Chuyển đổi COBOL sang C++ giữ nguyên các đặc tính hiệu năng đã giúp hệ thống COBOL tồn tại ngay từ đầu.

Tôi có cần rời mainframe hoàn toàn không?

Không nhất thiết. Một số tổ chức chuyển đổi code ứng dụng sang C++ nhưng vẫn tiếp tục chạy trên z/Linux hoặc z/OS trong giai đoạn chuyển tiếp. Những tổ chức khác chuyển hoàn toàn sang máy chủ Linux thông thường hoặc hạ tầng cloud. Câu trả lời đúng phụ thuộc vào khối lượng công việc, tình trạng cấp phép và thời gian biểu của bạn.

Kết luận

Hiện đại hóa COBOL không còn là bài tập lý thuyết. Tình trạng thiếu hụt nhân lực là thực tế. Chi phí đang leo thang. Khoảng cách kỹ thuật giữa hệ thống cũ và hệ thống hiện đại ngày càng rộng mỗi năm.

Nếu tổ chức của bạn đang chạy hệ thống quan trọng trên COBOL, thời điểm tốt nhất để bắt đầu lên kế hoạch chuyển đổi là năm năm trước. Thời điểm tốt thứ hai là ngay bây giờ.

Một dự án chuyển đổi COBOL sang C++ được thực hiện bài bản mang lại hiệu năng, tính di động và khả năng bảo trì dài hạn mà hệ thống mainframe cũ đơn giản là không thể cung cấp. Kết hợp với chiến lược từng bước có kỷ luật, việc rời bỏ COBOL hoàn toàn có thể thực hiện mà không có rủi ro thảm họa đã khiến các tổ chức bị đóng băng suốt nhiều thập kỷ.

Bạn cần hỗ trợ chuyển đổi COBOL sang C++?

Nếu bạn đang lên kế hoạch chuyển đổi COBOL sang C++ hoặc bất kỳ dự án hiện đại hóa hệ thống cũ nào, tôi có thể giúp. Tôi cung cấp dịch vụ chuyển đổi COBOL chuyên biệt dựa trên hơn 15 năm kinh nghiệm với C++17/20 hiện đại và Qt 6, mang đến các ứng dụng hiệu năng cao, đa nền tảng cho doanh nghiệp và tổ chức trên toàn thế giới.

Dù bạn cần chiến lược chuyển đổi toàn diện, viết lại module từng bước, hay tư vấn kiến trúc, tôi làm việc trực tiếp với đội ngũ của bạn từ giai đoạn đánh giá đến triển khai.

Xem dịch vụ chuyển đổi COBOL

Để xem tổng quan chi tiết về quy trình chuyển đổi, hãy truy cập trang tổng quan chuyển đổi COBOL . Bạn có câu hỏi hoặc muốn đánh giá nhanh? Liên hệ với tôi và tôi sẽ phản hồi trong vòng một ngày làm việc.