Node.js и JavaScript для серверной разработки

В 2009-м платформа Node.js сделала свои скромные первые шаги в бескрайнем мире разработки бэкендов. Это была была первая состоявшаяся попытка использования JavaScript в серверных приложениях. Сегодня будет крайне затруднительно найти веб-разработчика, который не слышал о Node. Но нельзя сказать, что существование Node было безоблачным. Эта платформа пережила раскол сообщества, была предметом форумных войн и многих довела до отчаяния.
^[1]

Возможно, вы думаете, что подобные заявления звучат слишком уж напыщенно. Однако, попробуйте поискать в Google, и вы столкнётесь с неистощимым источником бесконечных споров ^[2]. Среди рассуждений не в пользу Node, которые могут вам встретиться, есть, например, такие, которые, вопрошая о том, что случилось с аксиомой об использовании лучшего из имеющихся инструментов для решения некоей задачи, указывают, что JS и рядом не стоял с правильным серверным инструментарием. Другие ^[3] критические замечания о JS, вроде «Callback hell is real», призывающие поверить в реальность ада коллбэков, звучат как строчки из стихотворения. Некоторые ^[4] из критиков Node выражаются более прямо и однозначно: «Node — это раковая опухоль».

Полагаю, настало время восстановить истинное положение вещей, расставить все точки над «i» в том, что касается платформы Node.js и JavaScript в роли языка серверной разработки. Сегодня мы поговорим о современном состоянии и развитии Node.js, о наиболее удачных вариантах использования этой платформы, о её ограничениях, и о технологиях, созданных на её основе.

Современное состояние Node.js как серверной платформы

Прежде чем говорить о том, как выглядит сегодня серверная платформа Node ^[5], вспомним о том, что это такое.

А именно, это среда выполнения JavaScript, построенная на базе JS-движка V8 ^[6], разработанного Google и применяемого в Google Chrome. Node.js использует неблокирующую модель ввода-вывода, управляемую событиями, которая делает эту платформу простой и эффективной.

В начале этого материала Node показан как прямо-таки кошмар программиста. Однако, эта платформа не случайно стала весьма популярной. Тут мы не станем опираться на голословные утверждения. Лучше взглянем на факты. А именно, свежее исследование ^[7] Stack Overflow показывает, что Node.js — это, на сегодняшний момент, самая популярная среди разработчиков технология.

Кроме того, JS — это язык, популярность которого за последние пять лет растёт быстрее, чем у других языков, при том, что C# и PHP теряют позиции. Распространённость JavaScript, если даже не говорить исключительно о Node, идёт вверх.

Как можно объяснить то, что JavaScript, в роли серверного языка, был столь быстро и широко принят сообществом разработчиков? Проще говоря, Node пережил стадию, в которой воспринимался как некая забава, и вошёл в фазу стабильности и зрелости. Вокруг него сформировалось мощное сообщество, размер которого неуклонно растёт. Экосистема Node также достойна упоминания, так как, например, менеджер пакетов Node, npm ^[8], в настоящий момент представлен самым большим реестром ПО в интернете.

Node.js не только совершил революцию в серверной разработке, но благодаря ему сделан вклад и в производительность клиентских приложений, так как к развитию V8 были привлечены серьёзные силы. Кроме того, он играет заметную роль в расширении всей экосистемы JavaScript и в совершенствовании современных JS-фреймворков, таких, как Angular ^[9], React ^[10] или Vue ^[11].

С течением времени Node смог опровергнуть предрассудки ранних дней. Вот некоторые из них.

JavaScript-код для Node.js печально известен сложностью отладки.

Для отладки серверных JS-приложений можно использовать те же самые методики, которые применяются для отладки клиентского кода, применяя node-inspector ^[12], где собраны средства инструментов разработчика Chrome.

Далее, например, разработчики из Joyent, которые кое-что понимают в деле отладки и профилирования Node-приложений, уже давно выпустили универсальный отладчик DTrace ^[13].

Node нельзя использовать для разработки серверных приложений корпоративного класса.

Это утверждение тоже не соответствует действительности. На базе Node можно создавать корпоративные системы. Сложность заключается лишь в том, что в нём имеется не особенно много встроенных средств, упрощающих создание подобных систем. Однако, заметные игроки IT-рынка используют Node в качестве корпоративной веб-платформы. Среди них — Netflix. PayPal, Yahoo!, Walmart.

JavaScript — это динамический язык, поэтому, работая на нём, нельзя использовать нечто вроде статической проверки типов при компиляции.

Это правда. Однако, в экосистеме JS появились средства вроде TypeScript и Flow, которые нацелены на работу с типами в JS, что позволяет повысить стабильность и предсказуемость программ, упростить отладку. В этой сфере можно воспользоваться и возможностями Closure Compiler ^[14] от Google.

JavaScript не создавался как язык для серверной разработки.

Тут можно лишь сказать, что JS уже мог работать на серверах ^[15], тогда же, когда Netscape встроила поддержку этого языка в свой браузер. А было это аж в 1995-м. JS обычно называют языком клиентской веб-разработки лишь потому, что он полностью захватил эту сферу.

На самом деле, этот список можно продолжать и продолжать.

Теперь поговорим о сценариях использования Node.js и о его ограничениях для того, чтобы лучше понять место этой технологии в современном мире.

Сценарии применения Node

Итак, зачем вообще рассматривать Node.js как средство серверной разработки в применяемом вами стеке технологий?

▍Преимущества и общие характеристики

Позвольте мне в двух словах обозначить самое важное:

• Весьма вероятно, что клиентские части ваших веб-приложений написаны на JavaScript. В этом случае универсальность кода в применяемом стеке технологий — это важный плюс использования JS и на сервере, о котором стоит помнить.
• Инструменты вроде webpack ^[16] помогают в повторном использовании кода и на клиенте, и на сервере, что ведёт к его единообразию на всех уровнях системы.
• Применяя JS на клиенте и на сервере ^[17], можно создавать веб-приложения, которые могут рендериться и в браузере, и на сервере ^[18]. При этом такие системы обычно работают весьма чётко и понятно. Полагаю, это — просто потрясающе.
• Появление в Node конструкции async/await ^[19] полностью изменило подход к написанию асинхронного кода. Теперь такой код напоминает обычный синхронный код, и по внешнему виду, и по поведению. Механизм async/await поддерживается в Node начиная с версии 7.6 ^[20]. Он, в частности, является решением печально известной проблемы ада коллбэков ^[21].

Некоторые видят в сближении кодовой базы клиента и сервера минус Node.js, говоря о том, что он принуждает разработчика к использованию JavaScript. Однако, это не совсем так. При необходимости из Node-приложений можно обращаться к сторонним специализированным библиотекам.

Скажем, вам нужны инструменты для кодирования видео. Для того, чтобы оснастить ими свой проект, написанный на JavaScript, вам не придётся искать какие-то малораспространённые таинственные библиотеки для Node. Вы вполне сможете воспользоваться проверенными инструментами, наладив взаимодействие с ними из Node. Или, например, если имеется некая библиотека на Python, выполняющая необходимые вам сложные вычисления, специально для работы с ней можно запустить микросервис и обращаться к соответствующим функциям этой библиотеки через REST API.

Учитывая всё вышесказанное, можно выделить следующие варианты использования Node.js, в которых он в полной мере раскрывает свои сильные стороны.

▍Сценарий №1. Приложения реального времени

Приложения для совместной работы (такие, как Trello и Google Docs), интерактивные чаты, системы мгновенного обмена сообщениями и онлайн-игры — это примеры приложений реального времени, при разработке которых особенности архитектуры Node.js могут сослужить вам хорошую службу.

Время, необходимое этим приложениям для выполнения тех или иных действий, можно охарактеризовать, с точки зрения пользователя, словами «немедленно» и «сейчас» ^[22]. Для нормальной работы таких приложений система, на которой они основаны, должна обеспечивать очень высокую скорость отклика на действия пользователя и низкий уровень задержек. Node отвечает этим требованиям.

Node облегчает обработку множества запросов от клиентов, его архитектура способствует эффективному использованию библиотек, он обеспечивает очень быструю синхронизацию данных между клиентом и сервером.

▍Сценарий №2. Одностраничные приложения

Одностраничное приложение — это приложение, которое представлено единственной загружаемой в браузер веб-страницей, содержимое которой динамически обновляется в ходе взаимодействия с ней пользователя. Большая часть нагрузки при работе таких приложений ложится на клиентскую часть системы, написанную на JavaScript.

Даже хотя одностраничные приложения — это значительный шаг в эволюции веб-разработки, есть у них и проблемы, которые, например, касаются рендеринга. В частности, это может плохо повлиять на поисковую оптимизацию ^[23] страниц. Популярное решение этих проблем заключается в серверном рендеринге средствами Node.js.

▍Сценарий №3. Масштабируемость

Сервер на Node никогда не окажется гораздо мощнее, чем нужно. Красота архитектуры Node заключается в её минималистичности, в том, что серверную часть приложений можно масштабировать в зависимости от потребностей проекта. Секрет тут кроется в правильном отношении к производительности.

Даже название предмета нашего разговора, «node» акцентирует внимание ^[24] на возможности построения систем из множества небольших распределённых вычислительных узлов, которые могут обмениваться друг с другом данными.

Модульность Node позволяет создавать маленькие приложения, не сталкиваясь при этом с необходимостью поддержки огромной инфраструктуры, многие части которой в некоем конкретном случае окажутся незадействованными. При разработке Node-приложений программист выбирает именно то, что ему нужно, и, при необходимости, расширяет решение.

Однако, надо отметить, что подобным возможностям масштабирования сопутствуют и определённые сложности. И, если потерять бдительность, Node.js может стать… опасным.

Ограничения Node.js

Если говорить честно, то Node позволяет разработчику, что называется, «выстрелить себе в ногу». В этом мире за всё надо платить, в том числе — и за широкие возможности по настройке системы и по подгонке её под свои нужды. Если работать с Node, не имея достаточного опыта или регулярно пуская дело на самотёк — можно столкнуться с серьёзными проблемами вроде потери клиентов.

В противовес более традиционным подходам, жёстко регламентирующим те или иные архитектурные особенности систем, структуру, которая поддерживает серверную часть вашего приложения, создаёте именно вы. В результате, тут приходится принимать множество решений, то есть, разработчику необходимо точно знать — чем именно он занимается, и что будет с проектом, если его потребуется расширить.

В случае с другими языками, вроде Ruby, и широко известного фреймворка Ruby on Rails, например, в ходу идея, которая заключается в преимуществе соглашений над конфигурированием системы. Эти традиционные фреймворки буквально ведут разработчика за руку, показывая ему правильный, безопасный путь решения типичных задач.

Node переворачивает всё, так сказать, с ног на голову. Разработчику даётся больше свободы, но путь к реализации задуманного может оказаться полным опасностей, если в ходе работы будут приняты неверные решения. Тут уместно будет вспомнить о пресловутом «аде коллбэков», который вдруг окажется совершенно реальным.

Это не означает, что на Node нельзя создавать большие серверные приложения, но вышесказанное стоит постоянно держать в голове.

Даже создатель Node.js, Райан Даль ^[25], в итоге, перед переходом к другим проектам, осознал ограничения системы. Он высказался на этот счёт весьма однозначно:

«Думаю, Node — это не лучшая система для создания крупномасштабных серверных проектов. Я бы использовал для этого GO ^[26]. И, честно говоря, именно поэтому я и оставляю работу над Node. Я однажды понял, что, на самом деле, это вовсе не самая лучшая система для серверной разработки».

Ранее упомянутые предубеждения, касающиеся Node, были справедливы до определённого момента не такого уж и длинного жизненного пути Node, и они, до некоторой степени, всё ещё — не пустой звук. Node достаточно повзрослел и вырос, его слабые стороны, при необходимости и наличии времени, вполне можно обойти. А инструменты, разработанные сообществом, позволяют создать на базе Node.js практически всё, что угодно.

Популярные вспомогательные средства для серверной разработки на JS

Не слишком давно, если некто задумывался о том, чтобы создавать все части своей системы на JS, в голову тут же приходила мысль о стеке MEAN ^[27] (MongoDB, Express, Angular и Node).

Этот набор инструментов и в наши дни не потерял актуальности, однако, в настоящее время в экосистеме JS имеется гораздо больше интересных инструментов как для клиентской, так и для серверной разработки, поэтому не стоит ограничиваться MEAN.

Вот несколько популярных современных серверных JS-фреймворков:

• Express.js ^[28] был и всё ещё является самым популярным Node.js-фреймворком ^[29]. Он быстр, компактен, не навязывает разработчику жёстких архитектурных решений. В основе его стремительного развития лежит простота и понятность. Возможно, он идеологически ближе всех остальных инструментов к идеям, лежащим в основе, Node, следуя которым он представляет собой легковесную модульную систему.
• Meteor ^[30], с другой стороны, использует чистый JavaScript и Node.js внутри довольно-таки масштабной конструкции. Meteor и сам по себе — это целая экосистема, которая может подойти для разработки более сложных серверных приложений. Однако, использование Meteor может усложниться, если нужно что-то, что не встроено в систему.
• Sails.js ^[31] — это MVC-фреймворк реального времени. Он был разработал для имитации шаблона MVC на платформе Ruby on Rails, но при этом подразумевал поддержку требований современных веб-приложений. Работает это всё благодаря API, которые управляются данными, при наличии масштабируемой, сервис-ориентированной архитектуры.
• Koa.js ^[32] — фреймворк, созданный той же командой, которая занимается Express. Его продвигают как «фреймворк следующего поколения для Node.js». Его можно охарактеризовать как систему, которая отличается компактностью, выразительностью и надёжностью. Koa.js подходит для разработки веб-приложений и API.

Конечно, этот короткий список содержит далеко не всё, что создано для серверной разработки на базе Node. Вот ещё несколько интересных проектов: Nest.js ^[33], Hapi.js ^[34], Socket.io ^[35], Mean.js ^[36], Total.js ^[37], Derby.js ^[38] и Keystone.js ^[39].

Итоги

Задача этой статьи не в том, чтобы сделать некий итоговый вывод о том, предлагает ли экосистема Node.js самые лучшие средства для серверной разработки. Здесь не идёт речь и о том, чтобы склонить кого-либо к использованию Node. Я, к тому же, не собираюсь говорить, что Node значительно превосходит другие популярные серверные среды, разработка в которых ведётся с использованием Java, C#, C++, PHP, Python, Go или Ruby.

Полагаю, самое главное, что мне хотелось сделать — так это показать, что между безапеляционными «да» и «нет», которые можно встретить во многих рассуждениях о Node и о JS как о серверном языке, если обширная область «может быть».

И, нравится это кому-нибудь или нет, интерес к Node постоянно растёт.

В завершение этого материала мне хотелось бы сказать, что не стоит относиться к любому фреймворку как к палочке-выручалочке, которая волшебным образом решит все проблемы. Node.js — это просто один из инструментов в колоссальной вселенной веб-разработки. В некоторых ситуациях он решает поставленные перед ним задачи исключительно хорошо, а в других работа с ним может превратиться в кошмар.

В задачи каждого разработчика входит тщательный подбор технологий ^[40], подходящих для реализации любого нового проекта. При этом важно учитывать все возможности и не отбрасывать сходу имеющиеся альтернативы.

Например, в компании Snipcart, где я работаю, используется архитектура .NET, о которой можно наговорить много всего нелицеприятного. Почему выбрана именно она? Да просто потому, что в конкретный момент она оказалась наилучшим инструментом ^[41] для решения поставленной перед нами задачи.

Надеюсь, мой рассказ о Node поможет вам принять правильное решение при выборе серверной платформы для вашего очередного проекта.

Уважаемые читатели! Что вы думаете о серверном применении JavaScript и о Node.js? Можете ли поделиться примерами удачного (или неудачного) использования Node в реальных проектах?

Автор: ru_vds

Источник ^[42]