Node.js – co to jest?

Node.js – definicja

Node.js to wieloplatformowe środowisko uruchomieniowe umożliwiające wykonywanie kodu JavaScript poza przeglądarką. Działa w charakterze Open Source. Zbudowano je na silniku V8 Google Chrome i służy głównie do programowania po stronie serwera, umożliwiając tworzenie skalowalnych i efektywnych aplikacji sieciowych, takich jak serwisy internetowe oraz usługi backendowe API.

Cechą charakterystyczną Node.js jest nieblokujący zdarzeniowy model przetwarzania, który sprawia, że środowisko świetnie sprawdza się, gdy w grę wchodzą architektury działające w czasie rzeczywistym i intensywna wymiana danych.

Technologia czasami błędnie określana jest jako framework Node.js. Należy jednak jeszcze raz podkreślić, że jest to środowisko uruchomieniowe. Jego celem jest uruchamianie aplikacji napisanych w określonym języku programowania, dostarczając przy tym niezbędne komponenty do ich wykonywania, jak biblioteki, interfejsy API czy funkcje wejścia/wyjścia.

Node.js – podstawowe informacje

Zalety Node.js

Dlaczego warto korzystać z Node.js? Rozważmy główne powody:

• świetny fundament – Node.js jest zbudowany na silniku V8 Google Chrome, co sprawia, że działa bardzo szybko;
• dodatkowe funkcje – Node Package Manager (npm) to domyślny menedżer pakietów dla Node.js, który ma bardzo rozbudowany rejestr. Został stworzony w celu uproszczenia procesu instalowania, zarządzania i udostępniania zależności kodu w projektach Node.js. Npm zapewnia ogromne repozytorium ponad 2 milionów pakietów oraz ponad 50 000 zestawów (bundles). Dzięki temu deweloperzy są w stanie szybko zaimportować dowolny pakiet lub zestaw z pożądaną funkcją, co pozwala zaoszczędzić sporo czasu;
• otwarty charakter i przystępność – Node.js to technologia Open Source, która została zaprojektowana przy pomocy JavaScript. Dzięki temu dla deweloperów, którzy są już zaznajomieni z JS, rozpoczęcie projektów w tym środowisku uruchomieniowym jest stosunkowo proste;
• obsługa treści audio i wideo – czas ładowania treści audio lub wideo jest w przypadku Node.js zauważalnie skrócony. Dzieje się tak, ponieważ wykorzystanie jednolitego języka programowania (JavaScript) zarówno na serwerze, jak i w przeglądarce klienta zapewnia lepszą synchronizację kodu.

Funkcje Node.js

W sposobie działania Node.js warto zwrócić uwagę na następujące kwestie:

• skalowalność – równoległe żądania mogą być bardzo wydajnie obsługiwane przy użyciu Node.js. Do zarządzania równomiernym obciążeniem wszystkich aktywnych rdzeni procesora Node.js wykorzystuje moduł klastra. Najatrakcyjniejszą cechą środowiska jest to, że może partycjonować aplikacje poziomo, a sama procedura jest osiągana głównie dzięki wykorzystaniu procesów potomnych. Korzystając z tej funkcji, różne wersje aplikacji są dostarczane różnym docelowym odbiorcom. Możliwe jest także dostosowywanie ich do preferencji klienta;
• kompatybilność na różnych platformach – różne typy systemów, takie jak Windows, UNIX, LINUX, MacOS, jak i urządzenia mobilne są w stanie z powodzeniem korzystać z Node.js. Gdy zajdzie potrzeba wygenerowania samowystarczalnej aplikacji, można ją sparować z odpowiednim pakietem;
• szybkie przesyłanie strumieniowe danych – Node.js umożliwia bardzo szybkie przetwarzanie danych dzięki swojej wydajnej architekturze. Co więcej, środowisko pozwala na jednoczesne przetwarzanie i przesyłanie plików, co znacząco skraca czas potrzebny na ich obsługę;
• asynchroniczność i reaktywność – serwery zbudowane za pomocą Node.js funkcjonują, nie czekając na odpowiedzi z interfejsów API. Zamiast tego, po wysłaniu zapytania, natychmiast przechodzą do obsługi kolejnego interfejsu API, co sprawia, że wszystkie API w Node.js są nieblokujące. Umożliwia to wykorzystanie mechanizmu sterowania zdarzeniami do monitorowania i odbierania odpowiedzi na wcześniejsze zapytania API. W związku z tym można stwierdzić, że interfejsy API w Node.js charakteryzują się całkowitą nieblokującą naturą.

Architektura Node.js

Architektura Node.js nieco różni się od tego, jak działają inne podobne technologie. Oto najważniejsze czynniki:

1. Jednowątkowa Pętla Zdarzeń (Single-Threaded Event Loop) – główny mechanizm, który Node.js wykorzystuje do obsługi wielu klientów jednocześnie. Jest to istotna różnica w porównaniu z wielowątkowymi środowiskami uruchomieniowymi, takimi jak Java.
2. Ograniczona liczba wątków w puli – podczas gdy takie języki jak Java używają wielu wątków do obsługi równoległych żądań klientów, Node.js utrzymuje ich ograniczoną liczbę w puli, co umożliwia efektywniejsze zarządzanie zasobami.
3. Przetwarzanie żądań – żądania są umieszczane w kolejce i obsługiwane przez pętlę zdarzeń. Jeśli wymagają operacji blokującej, są przekazywane do puli wątków (worker group), aby nie zakłócać działania głównej pętli zdarzeń.
4. Efektywność – dzięki mniejszej liczbie używanych wątków Node.js zużywa mniej zasobów, co prowadzi do szybszego wykonania zadań.

Kto korzysta z Node.js?

Wiele firm korzysta z Node.js, aby zwiększyć produktywność programistów, poprawić wydajność aplikacji i zmniejszyć koszty rozwoju oprogramowania.

Przykładowo Netflix zaczął korzystać z tego środowiska, aby poprawić skalowanie i ułatwić ingerencje w projekt interfejsu użytkownika.

Node.js ma także duże znaczenie w przypadku Trello. Znana aplikacja do organizacji pracy i produktywności potrzebowała natychmiastowych aktualizacji z minimalnymi opóźnieniami. Architektura środowiska pomogła też skrócić czas programowania i prototypowania.

Z kolei LinkedIn przez długi czas działał na Ruby on Rails, zanim przeszedł na Node.js. Decyzja była podyktowana przede wszystkim koniecznością zwiększenia wydajności aplikacji i zmniejszenia zużycia zasobów. Wykorzystując Node.js jako backend, twórcy popularnej zawodowej platformy społecznościowej przeszli z synchronicznego na asynchroniczne przetwarzanie żądań. Przełożyło się to na znacznie szybsze ładowanie interfejsu.