Що таке Node.js?

Стаття також доступна російською (перейти до перегляду).

Node.js – це відкрите програмне забезпечення на JavaScript-рушії V8, яке дозволяє виконувати код поза браузером. Воно дає змогу запускати JavaScript як програму на сервері чи VPS/VDS, а також на таких операційних системах, як:

• Linux;

• Windows;

• macOS.

Завдяки цьому одну мову програмування можна використовувати як для клієнтської, так і для серверної частини проєкту. Попри помилкове сприйняття, що таке Node.js, це програмне забезпечення не є мовою програмування, фреймворком чи вебсервером (хоча платформа може їх створювати). Правильніше називати його середовищем виконання JavaScript (JavaScript runtime).

Як працює Node.js?

Головною в роботі цього середовища є взаємодія кількох його частин, насамперед рушія V8 та асинхронногоEvent Loop (циклу подій). Те, як працює Node.js, залежить від:

• V8 – рушія, який використовується в браузері Google Chrome. Він відповідає за виконання коду, перетворюючи JavaScript на інструкції, зрозумілі процесору. Однак сам V8 вміє лише виконувати код. Вже сам Node.js додає можливості для роботи з файлами, мережею та базами даних.

• Event Loop – подієвої моделі, яка дозволяє платформі асинхронно працювати з подіями та виконувати операції введення-виведення. Він виконує роль диспетчера – передає потрібні дії операційній системі та іншим внутрішнім механізмам (зокрема, бібліотеці libuv), а сам продовжує обробляти інші завдання. Коли результат готовий, Event Loop повертає його програмі, і вона виконує наступні дії.

Основною особливістю платформи є те, що завдяки Event Loop прибирається класичний підхід "один запит, один потік". У Node.js очікування виконання не займає основний потік: він запускає операцію, переходить до наступного завдання й повертається, коли є результат. Тому з’єднань може бути дуже багато навіть за умови одного потоку.

Проте твердження про те, що платформа однопотокова, не є повністю точним. Єдиний потік зберігається для виконання коду та Event Loop. А решта операцій (обробка файлів, DNS, криптографія, службові потоки тощо) прихована від розробника, і він пише код так, ніби потік один.

Для чого використовують Node.js?

Запуск JavaScript поза браузером стає корисним для розробників, які хочуть писати не лише клієнтський, а й серверний код, не вивчаючи при цьому іншої мови. Для чого потрібен Node.js на практиці:

• Серверна частина сайтів – Node.js-сервер обробляє HTTP-запити, працює з базами даних, файлами, авторизацією користувачів та іншою серверною логікою.

• API – часто використовується для створення REST API та інших вебсервісів, через які взаємодіють сайти, мобільні застосунки й зовнішні системи.

• Застосунки  в реальному часі – чати, системи сповіщень, онлайн-панелі, спільне редагування документів і сервіси на WebSocket. Тут особливо корисна асинхронна модель: сервер підтримує багато відкритих з’єднань одночасно й не простоює в очікуванні.

• Мікросервіси – підходить для невеликих окремих сервісів, які спілкуються між собою через API або черги повідомлень.

• Консольні інструменти та автоматизація – за допомогою Node.js пишуть CLI-програми, скрипти автоматизації та інструменти для збирання проєктів.

Ці основні завдання відносно легко реалізувати, адже платформа підтримує велику кількість готових бібліотек та постійно вдосконалюється спільнотою. 

Чим Node.js відрізняється від JavaScript?

Варто запам’ятати, що вони не є тотожними поняттями. Основна відмінність стає зрозумілою, якщо правильно дати відповідь на питання «Node.js – що це?». Він не є мовою програмування, як і сам JavaScript, а є середовищем виконання коду, написаного на JavaScript.

Одна й та сама мова JavaScript може виконуватися як у браузері, так і в Node.js. Наприклад, браузерні API дозволяють працювати зі сторінкою та DOM, а Node.js надає API для роботи з:

• файловою системою;

• мережею;

• процесами;

• операційною системою.

Тобто, мова програмування залишається тією самою, але набір інструментів залежить від того, де вона запущена. 

Що таке npm та як він пов’язаний із Node.js?

Екосистема Node.js налічує величезну кількість готових пакетів. Вони розповсюджуються через реєстр npm і встановлюються за допомогою однойменного командного інструмента. З його допомогою розробник підключає потрібні залежності до проєкту: замість того, щоб самостійно писати кожен компонент, можна встановити готове рішення однією командою.

Якщо ви працювали з PHP, npm за своїм призначенням схожий на Composer: обидва інструменти допомагають керувати залежностями проєкту та встановлювати сторонні пакети.

Список встановлених залежностей проєкту описується у файлі package.json. Завдяки йому інший розробник або сервер може відтворити те саме середовище проєкту.

Переваги Node.js

Головною перевагою розробники Node.js вважають те, що платформа дозволяє використовувати одну мову для frontend і backend. Команда може використовувати JavaScript на сервері та в браузері.

Серед інших переваг:

• асинхронна модель, яка добре підходить для вебзастосунків із великою кількістю мережевих операцій і паралельних підключень;

• велика екосистема, де через npm доступно безліч готових пакетів;

• кросплатформність з підтримкою Linux, Windows і macOS;

• велика спільнота, яка створює багато бібліотек, документації та готових рішень.

Саме тому середовище Node.js обирають для великої кількості проєктів – від невеликих сервісів і скриптів до масштабних застосунків, якими щодня користуються тисячі людей.

Чи є у Node.js недоліки?

Попри популярність платформи, варто розуміти, що у неї, як і в будь-якому інструменті, є свої обмеження в застосуванні. Node.js не є універсальним рішенням. Подієва модель Event Loop є особливо ефективною для I/O-навантаження – HTTP-запитів, API, баз даних, мережевих операцій.
Але тривалі ресурсомісткі обчислення, які сильно завантажують CPU, можуть блокувати основний JavaScript-потік, якщо архітектуру застосунку не продумано належним чином. Це не означає, що Node.js не впорається зі складними завданнями. Для таких випадків існують Worker Threads, окремі процеси та інші способи масштабування. Тому важливо обирати підхід відповідно до типу навантаження. 

Де можна запустити Node.js?

Під час розробки Node.js зазвичай встановлюють на локальний комп’ютер. А для цілодобової роботи сайту чи сервісу його запускають на сервері. Основні місця Node.js-хостингу:

• VPS/VDS;

• виділений сервер;

• контейнер Docker;

• хмарна інфраструктура;

• спеціалізовані платформи.

Якщо Node.js потрібен для розміщення власного вебзастосунку, одним із популярних варіантів є VPS. На такому сервері користувач отримує доступ до операційної системи та може встановити необхідну версію Node.js, npm, базу даних, NGINX та інше програмне забезпечення. Середовище можна налаштувати вручну або скористатися готовим шаблоном.

Node.js простими словами

Що таке Node.js? Це програмне забезпечення, яке є середовищем виконання JavaScript поза браузером. Найчастіше його використовують для серверної частинивебзастосунків, API та мережевих сервісів. Однією з причин його популярності є асинхронна подієва архітектура, яка здатна одночасно обробляти багато мережевих запитів.