Что такое Node.js?

Статья также доступна на украинском (перейти к просмотру).

Node.js – это открытое программное обеспечение на JavaScript-движке V8, которое позволяет выполнять код вне браузера. Оно позволяет запускать JavaScript как программу на сервере или VPS/VDS, а также на таких операционных системах, как:

• Linux;

• Windows;

• macOS.

Благодаря этому один язык программирования можно использовать как для клиентской, так и для серверной части проекта. Несмотря на ошибочное восприятие, что такое Node.js, это программное обеспечение не является языком программирования, фреймворком или веб-сервером (хотя платформа может их создавать). Правильнее называть его средой выполнения JavaScript (JavaScript runtime).

Как работает Node.js?

Главной в работе этой среды является взаимодействие нескольких его частей, в первую очередь движка V8 и Event Loop (цикла событий). То, как работает Node.js, зависит от:

• V8 – движок, используемый в браузере Google Chrome. Он отвечает за выполнение кода, преобразуя JavaScript на инструкции, понятные процессору. Однако сам V8 умеет только выполнять код. Уже сам Node.js добавляет возможности для работы с файлами, сетью и базами данных.

• Event Loop – событийной модели, которая позволяет платформе асинхронно работать с событиями и выполнять операции ввод-вывод. Он выполняет роль диспетчера – передает нужные действия операционной системе и другим внутренним механизмам (в частности, библиотеке libuv), а сам продолжает обрабатывать другие задачи. Когда результат готов, Event Loop возвращает его программе и выполняет следующие действия.

Основной особенностью платформы является то, что благодаря Event Loop убирается классический подход "один запрос, один поток". В Node.js ожидание выполнения не занимает основной поток: он запускает операцию, переходит к следующей задаче и возвращается, когда есть результат. Поэтому соединений может быть очень много даже при одном потоке.

Однако утверждение о том, что платформа однопоточная, не является полностью точным. Единый поток сохраняется для выполнения кода и Event Loop. А остальные операции (обработка файлов, DNS, криптография, служебные потоки и пр.) скрыты от разработчика, и он пишет код так, будто поток один.

Зачем используют Node.js?

Запуск JavaScript вне браузера становится полезным для разработчиков, которые хотят писать не только клиентский, но и серверный код, не изучая при этом другого языка. Зачем нужен Node.js на практике:

• Серверная часть сайтов – Сервер на Node.js обрабатывает HTTP-запросы, работает с базами данных, файлами, авторизацией пользователей и другой серверной логикой.

• API – часто используется для создания REST API и других веб-сервисов, через которые взаимодействуют сайты, мобильные приложения и внешние системы.

• Приложения в реальном времени – чаты, системы уведомлений, онлайн-панели, совместное редактирование документов и сервисы на WebSocket. Здесь особенно полезна асинхронная модель: сервер поддерживает много открытых соединений одновременно и не простаивает в ожидании.

• Микросервисы – подходит для небольших отдельных сервисов, которые общаются между собой через API или очереди сообщений.

• Консольные инструменты и автоматизация – с помощью Node.js пишут CLI-программы, скрипты автоматизации и инструменты для сборки проектов. 

Эти основные задачи относительно легко реализовать, ведь платформа поддерживает множество готовых библиотек и постоянно совершенствуется сообществом. 

Чем отличается Node.js от JavaScript?

Следует запомнить, что они не являются тождественными понятиями. Основное отличие становится понятным, если правильно дать ответ на вопрос «Node.js – что это?». Он не является языком программирования, как и сам JavaScript, а является средой выполнения кода, написанного на JavaScript.

Один и тот же язык JavaScript может выполняться как в браузере, так и в Node.js. К примеру, браузерные API позволяют работать со страницей и DOM, а Node.js предоставляет API для работы с:

• файловой системой;

• сетью;

• процессами;

• операционной системой.

То есть язык программирования остается тем же, но набор инструментов зависит от того, где он запущен. 

Что такое npm и как он связан с Node.js?

Экосистема Node.js насчитывает множество готовых пакетов. Они распространяются через реестр npm и устанавливаются с помощью одноименного командного инструмента. С его помощью разработчик подключает нужные зависимости к проекту: вместо того чтобы самостоятельно писать каждый компонент, можно установить готовое решение одной командой.

Если вы работали с PHP, npm по своему назначению похож на Composer: оба инструмента помогают управлять зависимостями проекта и устанавливать сторонние пакеты.

Список установленных зависимостей проекта описывается в файле package.json. Благодаря ему другой разработчик или сервер может воспроизвести ту же среду проекта.

Преимущества Node.js

Главным преимуществом разработчики Node.js считают то, что платформа позволяет использовать один язык для frontend и backend. Команда может использовать JavaScript на сервере и в браузере.

Среди других преимуществ:

• асинхронная модель, которая хорошо подходит для веб-приложений с большим количеством сетевых операций и параллельных подключений;

• большая экосистема, где через npm доступно множество готовых пакетов;

• кроссплатформенность с поддержкой Linux, Windows и macOS;

• большое сообщество, которое создает множество библиотек, документаций и готовых решений.

Именно поэтому среда Node.js выбирается для большого количества проектов – от небольших сервисов и скриптов до масштабных приложений, которыми ежедневно пользуются тысячи людей.

Есть ли у Node.js недостатки?

Несмотря на популярность платформы, следует понимать, что у нее, как и в любом инструменте, есть свои ограничения в применении. Node.js не является универсальным решением. Событийная модель Event Loop является особенно эффективной при нагрузках, связанных с вводом-выводом (I/O) – HTTP-запросов, API, баз данных, сетевых операций.
Но длительные ресурсоемкие вычисления, сильно нагружающие CPU, могут блокировать основной JavaScript-поток, если архитектура приложения не продумана должным образом. Это не означает, что Node.js не справится со сложными задачами. Для таких случаев существуют Worker Threads, отдельные процессы и другие способы масштабирования. Поэтому важно выбирать подход в соответствии с типом нагрузки. 

Где можно запустить Node.js?

При разработке Node.js обычно устанавливается на локальный компьютер. А для круглосуточной работы сайта или сервиса его запускают на сервере. Основные места Node.js-хостинга:

• VPS/VDS;

• выделенный сервер;

• контейнер Docker;

• облачная инфраструктура;

• специализированные платформы.

Если Node.js необходим для размещения собственного веб-приложения, одним из самых популярных вариантов является VPS. На таком сервере пользователь получает доступ к операционной системе и может установить необходимую версию Node.js, npm, базу данных, NGINX и другое программное обеспечение. Среду можно настроить вручную или воспользоваться готовым шаблоном.

Node.js простыми словами

Что такое Node.js? Это программное обеспечение, которое является средой выполнения JavaScript вне браузера. Чаще всего его используют для серверной части веб-приложений, API и сетевых сервисов. Одной из причин его популярности является асинхронная событийная архитектура, позволяющая эффективно обрабатывать множество сетевых запросов.