MaxRokatansky Mar 24 2020 at 13:18

NodeJS: быстрый старт

5 min

7.3K

Всем привет! Совсем скоро стартует курс «Разработчик Node.js», в связи с чем мы провели традиционный открытый урок. На вебинаре рассмотрели сильные и слабые стороны Node, а также обсудили, для каких задач эта программная платформа подходит лучше всего, а для каких следует выбирать другие языки и фреймворки. И, разумеется, не обошлось без практики. Для запуска примеров и программ необходимо было установить Node.js.

Преподаватель — Александр Коржиков, Dev IT Engineer в компании ING Group (Нидерланды).

Несколько слов о Node.js

Node.js — это асинхронная среда исполнения JavaScript, в основе которой находятся такие понятия, как Event Loop и событийно-ориентированная архитектура. Платформа Node.js и стандартный пакетный менеджер NPM позволяют создавать эффективные приложения для различных предметных областей — от Web и до Machine Learning.

Самый простой пример web-сервера (node server.js):

const http = require('http')
const hostname = '127.0.0.1'
const port = 3000
const server = http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain')
res.end('Hello World\n')
})
server.listen(port, hostname, () => {
console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`)
})

Глядя на код выше, можно отметить следующие особенности Node.js:

Мы можем запустить JavaScript-код прямо на сервере, то есть возможно исполнение JavaScript-файлов с помощью команды node.
Поддерживается CommonJS-формат модулей для загрузки зависимостей и ES Modules, причём можно использовать оба формата.
Поддерживается стандартная библиотека модулей, частью которой является HTTP.
API основано на асинхронном паттерне Callbacks, но также поддерживаются Promise.
Поддерживается синтаксис ES2015. Кстати, вот полезная ссылка, с помощью которой всегда можно посмотреть, в какой версии Node какие функции JS поддерживаются. Если что-то идёт не так, можно сравнить и понять, в чём проблема.

Также не пропустите небольшое демо (VSCode + Chrome Debug).

Краткий экскурс в историю

Платформа Node.js появилась в 2009 году, основным разработчиком и создателем проекта был Ryan Dahl. Его главная идея заключалась в создании неблокирующего I/O (input-output) для сервера, причём с использованием JavaScript. В то время такие подходы были не очень распространены, и JavaScript был одним из наилучших решений.

Node.js использует внутри себя движок Chromium, точнее, ту его часть, которая интерпретирует JavaScript — V8. Именно благодаря тому, что интерпретатор в своё время отделился в отдельный проект V8, стало возможным просто создать экосистему вокруг него. Собственно говоря, именно это и сделал создатель Node.js Ryan Dahl. Кстати, сегодня существует Node.js Foundation — организация, которая занимается поддержкой проекта.

Структура

Во-первых, библиотека написана на C++ и JavaScript. Сам проект лежит на GitHub, поэтому, если любопытно, можете ознакомиться с его исходным кодом. Углубляться в его изучение можно очень долго)).

Во-вторых, как уже было сказано, в неё входит V8 (платформа исполнения JavaScript от Google) и libuv как часть Event Loop (асинхронный событийный цикл).

Ну и, разумеется, присутствуют различные модули для работы с операционной системой, позволяющие выполнять те бизнес-задачи, которые вам нужны.

Также стоит сказать про основные паттерны проектирования, которые обычно используются в Node.js:

Callback (его уже упоминали);
Observer (более простой событийный паттерн);
Module (хотя он сейчас организован и в самом языке JavaScript, в Node.js он до сих пор актуален);
Reactor (паттерн асинхронного взаимодействия с какими-то ресурсами, когда вы не блокируете основной поток кода). Этот паттерн хорошо знаком JS-разработчикам. К примеру, если мы работаем в браузере и пишем фронтенд, мы не блокируем всю работу браузера, а просто подписываемся на события от пользователя, и, когда событие наступает (после «клика», «enter» и т. д.), мы выполняем наш код.

Кстати, вот вам небольшое соревнование, которое провели на вебинаре)). И двигаемся дальше.

Модули стандартного дистрибутива Node

Знаете ли вы, какие модули включены в стандартный дистрибутив Node? То есть речь идёт о модулях, которые уже встроены, следовательно, их можно не устанавливать. Вообще, их около 50, давайте перечислим основные. Для удобства восприятия условно разделим их на 5 пунктов:

1. Main (для обычных операций):

fs;
timers;
streams (для работы с потоками).

2. Utilities:

path (для работы с путями);
util;
zlib (архивация и разархивация);
crypto (для криптографических функций).

3. Processes (всё, что касается многопроцессности и параллельности):

child_process (основной модуль запуска второстепенных модулей, предоставляет большие возможности именно по запуску и слежению процессов);
cluster (похож на первый, но позволяет распараллеливать задачи на ядрах вашего процессора);
worker_threads (реализация нитей или потоков, но она не совсем поточная, а почему, лучше читать в документации).

4. Protocols (всевозможные протоколы):

http(s);
net;
dns.

5. System (соответственно, системные модули, включая отладочные):

os;
v8;
async_hooks;
perf_hooks;
trace_events.

Что ещё добавить:

— globals объект — аналог window;
— все объекты JavaScript, которые доступны в браузере, также доступны и в Node.js;
— timeouts — почти как в браузере;
— process — репрезентация текущего процесса;
— доступна console.

Callbacks

Callback — функция, переданная в качестве аргумента коду, который предполагает исполнить его в какой-то момент времени. Кстати, люди редко задумываются о том, что их исполнение может быть синхронным или асинхронным.

const server = http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain')
res.end('Hello World\n')
})
server.listen(port, hostname, () => {
console.log(`Server running at http://${hostname}:${port}/`)
})

В Node по умолчанию callback выполняется с «ошибкой» и результатом асинхронно:

fs.readFile('/etc/passwd', (err, data) => {
if (err) throw err
console.log(data)
})

А вот как выглядит антипаттерн — наглядный пример того, как неправильно использовать Callbacks. Как говорится, классический Callback Hell:

fs.readdir(source, function (err, files) {
if (err) {
console.log('Error finding files: ' + err)
} else {
files.forEach(function (filename, fileIndex) {
console.log(filename)
gm(source + filename).size(function (err, values) {
if (err) {
console.log('Error identifying file size: ' + err)
} else {
console.log(filename + ' : ' + values)
aspect = (values.width / values.height)
widths.forEach(function (width, widthIndex) {
height = Math.round(width / aspect)
console.log('resizing ' + filename + 'to ' + height + 'x' + height)
this.resize(width, height).write(dest + 'w' + width + '_' + filename, function(err) {
if (err) console.log('Error writing file: ' + err)
})
}.bind(this))
}
})
})
}
})

Теперь давайте посмотрим, как создать простой веб-сервер и отдать индекс HTML в виде ответа клиента:

const http = require('http')
const server = http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain')
res.end('Hello World\n')
})

Чтобы прочитать локальный html-файл:

const fs = require('fs')
fs.readFile('./index.html', (err, text) => {
console.log(text)
})

Заканчивая тему колбэков, хотелось бы упомянуть про Callback Types. Бывают колбэки, которые возвращают только ошибку, если есть ошибка:

fs.access('/etc/passwd', fs.constants.R_OK, (err) => {
console.log(err ? 'no access!' : 'read')
})

Также сейчас всё больше и больше модулей и API используют Promises из коробки, и это хорошо. Node поддерживает Promises:

util.promisify()
fs.promises.*

Тип возвращаемого значения:

http.request('https://example.com', (error, response, body) => {
...
})

Node Q&A

При написании веб-серверов часто используют Express, хотя есть много других библиотек и фреймворков, реализующих похожий функционал. Тем не менее Express является наиболее популярным и стабильным. Можно сказать, это стандарт для написания серверов.

import express from "express";
const app = express();
const port = 3000;
app.get("/", (req, res) => {
res.send("Hello World!");
});
app.listen(port, () => {
console.log(`Example app listening
});

Что же, теперь можете самостоятельно попробовать создать веб-сервер с Express-генератором:

с использованием jade, cookie-session;
сделав наивный login logout.

Или сразу посмотрите, как это сделал преподаватель, подготовивший уже готовое решение на TypeScript.

На этом всё. Напоследок — парочка полезных ссылок:

Официальная документация
Руководство
Фреймворки для Node.js: ExpressJS и NestJS

И до встречи на курсе.

Tags:

Hubs: