Уникальный фреймворк Node.js, сделанный на базе универсального языка JavaScript, помогает разработать веб-приложения разного уровня сложности. Фреймворк (англ. пер. «каркас») считается сервисной технологией, имеет оригинальную структуру и представляет собой определенный набор инструментов, компонентов и методов, облегчающих разработку ПО. По сути, он служит готовым шаблоном для написания программ веб-приложений с дальнейшим беспрепятственным функционированием всех структурных элементов онлайн-платформы. Зачем нужен Node.js пользователям, давайте разбираться.
Как работает фреймворк? Основные задачи
Node.js считается бесплатной универсальной кроссплатформенной средой с открытым исходным кодом. Фреймворк осуществляет трансляцию JavaScript в машинный код. Простыми словами, Node.js – программное приложение на C++ (типизированный язык программирования общего назначения), которое получает на входе код JavaScript с выполнением заданных функций.
Серверная (сервисная, программная) платформа Node.js работает на движке V8 Google Chrome, обеспечивающем асинхронное программирование. Основные задачи, решаемые технологией – это:
- Разработка серверных приложений и микросервисов. Инструменты Node.js способны работать с миллионами одновременных соединений, что позволяет создавать приложения с высоким уровнем нагрузки. Архитектура платформы формирует уникальные сервисы, которые легко масштабировать, обновлять и изменять.
- Работа с большими объемом информации. Фреймворк обладает высоким уровнем адаптации при обработке множественного количества операций. На вводе/выводе он эффективно перерабатывает несколько структурных соединений сразу.
- Выполнение интеграции со сторонними инструментами через API (набор способов и правил, по которым разные программы общаются между собой и производят обмен данными). Он надежно хранит облачные сведения, поэтому подходит для создания сложных и объемных приложений. Легкая развертка в облаках (AWS, Azure, GCP) способствует поддержке CI/CD и быстрой доставки обновлений.
- Осуществление асинхронного программирования с кодом. Сервис разрешает запросы пользователя к базе данных, быстро решает любую проблему и выполняет обновления в реальном времени. Данный подход способствует грамотному расходованию ресурсов сервера при одновременной обработке множества запросов.
- Настройка взаимодействия веб-сайта с базами данных, другими фреймворками и библиотеками. Функционал среды постоянно расширяется, что позволяет разработчику создавать приложения со сложной многокомпонентной архитектурой и высоким уровнем масштабируемости. Автоматическое обновление MES-системы, без остановки производства, делает гибким любой бизнес-процесс.
Основное назначение фреймворка – создание серверных приложений. За счет высокой производительности и возможности работать с большими потоками данных в реальном времени, Node.js помогает максимально быстро разработать веб-серверы, API, стриминговые сервисы. Технология формирует правила работы с сайтами, интернет-магазинами, блогами, задает структуру и одновременно позволяет программистам более эффективно решать любые поставленные задачи.
Ключевые возможности платформы
Фремворк Node.js обладает уникальной архитектурой, высокой производительностью и скоростью, благодаря созданным для него инструментам программирования. Платформа существует в двух вариантах – LTS-версии с долгосрочной поддержкой и новой, с постоянными обновлениями. Для выполнения практических задач большинство разработчиков используют первую версию, как более стабильную.
Если сравнивать Node.js с популярными с альтернативами, то получается следующий результат:
| Фреймворк /
Язык |
Производительность | Поддержка асинхронности | Простота разработки
|
Использование |
| Node.js (JavaScript)
|
Высокая | Да (Event Loop) | Легкий вход | API, чаты, микросервисы |
| Django (Python) | Средняя | Ограниченная | Удобный, но медленнее | Классические веб-приложения |
| Spring Boot (Java) | Высокая | Да (многопоточный) | Сложнее | Корпоративные приложения |
| Ruby on Rails (Ruby) | Средняя | Ограниченная | Быстрая разработка
|
Стартапы, MVP |
Node.js позволяет запускать код JavaScript вне браузера, одновременно обрабатывая сетевые запросы, систему файлов и базу данных. Платформа обладает высокой скоростью и масштабируемостью, поэтому она используется для создания веб-приложений, API и микросервисов.
К ключевым возможностям Node.js относятся также:
- Асинхронная обработка – множество соединений с другими инструментами и приложениями без задержек. Например, при помощи Node.js, в период инвентаризации, WMS-система способна обработать тысячи запросов от терминалов.
- Поддержка WebSockets (протоколов связи). Работа в реальном времени делает платформу идеальной для создания чатов, онлайн-игр и торговых площадок. js легко интегрируется со сканерами штрихкодов и терминалами сбора информации.
- Работа с базами данных. Фреймворк легко интегрируется с SQL (PostgreSQL, MySQL) и NoSQL (MongoDB). В режиме реального времени осуществляется также полноценная поддержка реляционных (PostgreSQL, MySQL) и NoSQL-баз (MongoDB, Redis), с сохранением отчетов.
- Масштабируемость и микросервисы. Платформа позволяет строить микросервисные архитектуры, в несколько раз упрощая разработку любого веб-сайта. Такой подход важен для систем типа ERP или MES, работающих с большим потоком данных. Также автоматически поддерживается кластеризация, использующая все ядра процессора.
- Модульная система и NPM при рабочем движке V8. Фреймворк позволяет значительно ускорить и качественно провести разработку сайтов, перевести JavaScript в машинный код и использовать систему модулей CommonJS.
- Высокая скорость производства. Обеспечивается предусмотренными инструментами, структурой и особенностями ПО.
- API-first подход для интеграции с другими системами (ERP, CRM, QMS). Фреймворк подходит для создания REST API и GraphQL, которые связывают разные части производственного комплекса. При этом происходит легкая передача данных в ERP (например, 1C, SAP) и обратно.
- Асинхронность работы с потоками данных. Обработка большого числа параллельных запросов позволяет применять платформу для производственных систем (MES, WMS). Такой подход помогает на предприятиях эффективному сбору и обработке данных от оборудования, датчиков и операторов.
- Простота интеграции с оборудованием и системами реального времени. Поддержка важна для систем мониторинга (MES, SCADA), где требуется отображать статус оборудования в реальном времени.
Платформа имеет большую библиотеку (встроенный пакетный менеджер npm) и нужные инструменты, что позволяет обработать в реальном времени огромное количество информации из полученных файлов и систем. Один язык для фронтенда и бэкенда позволяет писать полный стек на JavaScript. При скачивании фреймворка Node.js всегда автоматически устанавливается npm (Node Package Manager) – крупный репозиторий, предназначенный для программных пакетов.
Примеры модулей, с которыми работает фреймворк:
- http — создание веб-серверов.
- fs — работа с файловой системой.
- path — работа с путями к файлам.
- events — обработка событий.
Фреймворк создал мощную, быструю и удобную среду для разработки серверных приложений. В настоящее время Node.js был использован для серверных API (Twitter, PayPal, Netflix), чатов мессенджеров (Slack, Discord), онлайн-магазинов и маркетплейсов (eBay, AliExpress), реалтайм-приложений (Uber, Trello), а также заказного ПО для производственных предприятий (MES, WMS, ERP, QMS, включая гибридные системы).
Обзор архитектуры платформы
Node.js работает на основе созданной асинхронной, событийно-ориентированной модели, что делает фреймворк идеальным для обработки множества запросов одновременно. Архитектура событийного цикла, в отличие от традиционных серверов (например, Apache), помогает создать однопоточный цикл событий. Предусмотренная Event Loop (механизм JavaScript, управляющий асинхронными задачами и очередями информации) способна одновременно обрабатывать тысячи запросов пользователя, таких как: заявки, отчеты, статусы, сообщения.
Основные компоненты архитектуры Node.js – это цикл событий, их очередь, обратные вызовы и API для выполнения задач.
- Цикл событий отвечает за обработку входящих запросов и их отправку в обработчик.
- Очередь событий контролируется с помощью встроенного инструмента, обеспечивающего непрерывную, поочередную переработку информации по мере ее поступления.
- Обратные вызовы фиксируют и регистрируют появление определенного события, способного давать ответ при запросах к базе данных.
- Несколько API выполняют на платформе разные задачи – HTTP, работа с файлами и сетью.
Поддержка микросервисной архитектуры позволяет Node.js разбивать систему на микросервисы, что подходит для работы крупным бизнес-предприятиям. Данный функционал, позволяет, к примеру, разбить управленческие задачи компании на следующие структурные части:
- MES – производственный процесс.
- WMS – контроль за работой склада.
- ERP – распоряжение ресурсами.
- QMS – определение качества.
Каждый модуль работает независимо, что упрощает масштабирование и обновление платформы Node.js. При случайных форс-мажорах, например, сбое системы QMS, WMS, функционал фреймворка продолжит выполнять работу без перерывов.
Архитектура платформы значительно сокращает затраты и время на разработку ПО. Например, с созданием ERP-системы справится всего лишь одна команда, способная одновременно разработать интерфейс и обработку данных веб-сайта.
Удобство архитектуры и инструментов Node.js. состоит также в том, что каждая функциональная часть платформы поддерживает ее постоянную работу в офлайн-режиме. Это помогает создавать гибридные решения (веб + десктоп) с помощью Electron, поддерживать кэширование данных для работы, без постоянного подключения, использовать систему контроля качества (QMS) на планшете оператора с постоянной синхронизацией.
Несмотря на большое количество функций, Node.js относится к однопоточным моделям с Event Loop. В отличии от других серверных технологий, таких как PHP, Python, которые потребляют много ресурсов и для каждого запроса формируют свой поток, он работает иначе.
На платформе действует единственный поток для обработки всех пользовательских запросов. Если они – новые, то они не блокируются, а отправляются сначала в фоновый режим. После завершения всех операций, сервер получает результат и передает его клиенту.
Платформа Node.js помогает разрабатывать быстрые и масштабируемые веб-приложения, серверы, работать с базами данных и перерабатывать множество запросов пользователей при большом числе подключений. Благодаря асинхронной архитектуре, наличию модулей и высокой скорости работы, данная технология остается востребованной веб-разработчиками во всем мире.
Node.js — это не просто инструмент, это мощная платформа, которая позволяет создавать современные, быстрые и масштабируемые приложения. В компании “Синаптик” мы активно используем Node.js для разработки сложных веб-решений, интеграции с базами данных, создания API и микросервисов. Наши разработчики знают, как максимально эффективно использовать возможности этой технологии, чтобы ваши проекты работали быстро, стабильно и без сбоев.
Мы — команда профессионалов, которые не просто пишут код, а создают решения, которые действительно работают. Если вам нужна разработка на Node.js или консультация по внедрению этой технологии в ваш проект, обращайтесь к нам. Мы поможем вам сделать ваш бизнес еще более эффективным и технологичным.
