فرادرسبک اند با جاوا اسکریپت – از صفر تا صد
زبان برنامه نویسی جاوا اسکریپت از بدو تولد تا حالا شاهد تغییراتی گوناگون بوده است. این زبان در ابتدا برای ایجاد صفحات وب پویا و برنامههای کاربردی وب تعاملی استفاده می‌شد و بیشتر برای جنبه‌های ظاهری طراحی وب‌سایت مورداستفاده قرار می‌گرفت. یکی از سؤالات رایجی که امکان دارد برای توسعهدهندگان و برنامه‌نویسان تازه‌کار پیش بیاد، سؤال در مورد رویکرد توسعه بک اند با جاوا اسکریپت است. در سال‌های اخیر، جاوا اسکریپت شاهد پیشرفت‌های قابل‌توجهی در حوزه بکاند بوده و هم اکنون می‌توان از این فناوری برای توسعه بکاند استفاده کرد.
با ظهور کتابخانه‌ها و فریمورکهای متعدد، قابلیت توسعه بک اند با Javascript به طور گستردهای افزایش یافته و امروز پلتفرم‌های زیادی از این قابلیت جاوا اسکریپت در زیرساخت‌های خود استفاده می‌کنند. در مطلب پیشِ رو از «مجله فرادرس» این بار قرار است که توسعه بک اند با جاوا اسکریپت را مورد بررسی قرار داده و فناوری‌ها، مزایا و دلایل استفاده از جاوا اسکریپت برای توسعه بکاند را شرح دهیم.
توسعه بک اند چیست؟
توسعه سمت «بکاند» (Backend) به توسعه و برنامه نویسی سمت سرور در صنعت توسعه نرم‌افزار اشاره دارد که در آن توسعهدهندگان کدی را برای ایجاد و مدیریت عملکرد برنامههای وب می‌نویسند. در حالی که «Frontend» (فرانت‌اند) مسئول ایجاد عناصری است که کاربران در وب‌سایت‌ها می‌بینند و با آن ارتباط برقرار می‌کنند، بکاند در پشت صحنه برای تقویت عملکرد برنامه کار میکند.
وظایف توسعه بکاند شامل موارد زیر میشود:
- مدیریت داده‌ها: توسعهدهندگان Backend ذخیره‌سازی و بازیابی داده‌ها را از پایگاه‌های داده انجام می‌دهند.
- پردازش داده: توسعهدهندگان Backend داده‌ها را بر اساس منطق و الزامات برنامه پردازش و دست‌کاری می‌کنند.
- ارتباط با فرانت‌اند: توسعهدهندگان بکاند درخواست‌ها را از فرانت‌اند دریافت کرده و پاسخ‌های مناسب را ارسال می‌کنند.
- احراز هویت کاربر و مدیریت جلسه: توسعهدهندگان Backend سیستم‌های احراز هویت را برای مدیریت ایمن فرآیندهای ورود، ثبت‌نام و خروج کاربر پیاده‌سازی می‌کنند.
- امنیت برنامه: توسعهدهندگان Backend امنیت برنامه وب را در اولویت قرار می‌دهند.
توسعه Backend اغلب شامل کار با زبان‌های برنامه نویسی مانند جاوا، روبی، پایتون و جاوا اسکریپت (با محیطهای زمان اجرا مانند Node.js) است.
توسعه بک اند با جاوا اسکریپت
جاوا اسکریپت که در ابتدا به وسیله «نت‌اسکیپ» (Netscape) در سال ۱۳۷۳ (1995 میلادی) معرفی شد، به عنوان نوعی زبان برنامه نویسی سبک‌وزن برای بهبود تجربه مرور وب در طراحی شد. قبل از جاوا اسکریپت، صفحات وب ثابت بودند و هر تغییری نیاز به درخواست سرور و به‌روزرسانی مرورگر داشت. با این حال، قابلیتهای جاوا اسکریپت به عنوان نوعی زبان اسکریپت‌نویسی از هدف اصلی آن یعنی توسعه وب فرانت‌اند فراتر رفت که منجر به ایجاد محیط زمان اجرای «نود جی اس» (Node.js) شد.
با Node.js، کد جاوا اسکریپت را می‌توان خارج از مرورگر وب اجرا کرد و این قابلیت توسعهدهندگان را قادر می‌سازد از جاوا اسکریپت به عنوان نوعی زبان برنامه نویسی قدرتمند سمت سرور استفاده کنند. این پیشرفت به جاوا اسکریپت اجازه داد تا عملکردهای بکاند را که به طور سنتی به وسیله فناوری‌هایی مانند «PHP» مدیریت می‌شدند، مدیریت کند و از این رو توسعه بک اند با جاوا اسکریپت امکان‌پذیر شد.
برخلاف HTML و CSS که عمدتاً بر روی جنبه‌های بصری و ظاهری سایت متمرکز هستند، جاوا اسکریپت به عنوان نوعی زبان برنامه نویسی کامل با ویژگی‌های پیشرفته طراحی شده است. این تطبیق‌پذیری راه را برای توسعه رابطهای کاربری تعاملی مستقیماً در مرورگرهای وب هموار کرد و برنامههای کاربردی وب و صفحات وب پویا با آن متحول شدند.
توسعهدهندگان اکنون می‌توانند از این زبان برنامه نویسی برای مدیریت عملیات سمت سرور، تعامل با پایگاه‌های داده، رسیدگی به احراز هویت کاربر و سایر الزامات سمت سرور استفاده کنند. انعطاف‌پذیری جاوا اسکریپت و پذیرش گسترده آن را به گزینه‌ای محبوب برای توسعه «تمام‌پشته» (فول استک | Full Stack) تبدیل کرده است و به توسعهدهندگان این امکان را میدهد تا با استفاده از این زبان برنامه نویسی برنامههای وب قوی بسازند.
تکامل جاوا اسکریپت از نوعی زبان برنامه نویسی سمت کلاینت یا سمت کاربر به نوعی زبان برنامه نویسی همه‌کاره سمت سرور با ظهور Node.js، رویکرد توسعه برنامههای کاربردی وب را تغییر داده است. توانایی آن برای رسیدگی به وظایف فرانت‌اند و بکاند، پتانسیل جاوا اسکریپت را به عنوان زبان اصلی برای ساخت راه‌حل‌های کامل وب کاملاً متحول کرده است.
چه سازمان هایی از جاوا اسکریپت در بخش بک اند استفاده می کنند؟
توسعه بک اند با جاوا اسکریپت به وسیله سازمان‌ها و شرکت‌های مختلف استفاده میشود که در این میان Node.js محبوب‌ترین فریمورک برای توسعه جاوا اسکریپت سمت سرور است. Node.js به طور گسترده به وسیله پلتفرم‌ها و سازمان‌های بزرگ در صنعت توسعه نرم‌افزار پذیرفته شده و به عنوان پلی بین سرور و مشتری عمل میکند. این قابلیت نود جی اس اتصال یکپارچه بین توسعه بکاند و فرانت‌اند را تسهیل خواهد کرد که برای ایجاد تجربه‌های کاربری وب پویا بسیار مهم است.
در اصل نود جی اس برای برنامههای کاربردی وب که به شدت به عملکرد مرورگر متکی هستند سودمند است. برخی از شرکت‌های قابل‌توجهی که از Node.js و جاوا اسکریپت در بکاند خود استفاده می‌کنند به صورت فهرست موارد زیر هستند:
سازمان‌ها و پلتفرم‌های فوق از قدرت Node.js و جاوا اسکریپت برای ایجاد سیستم‌های بکاند قوی و مقیاسپذیر برای برنامههای خود استفاده می‌کنند.
چرا از جاوا اسکریپت برای توسعه بک اند استفاده می شود؟
یکی از مزایای کلیدی جاوا اسکریپت برای توسعه بکاند، ماهیت ناهمزمان آن است. ماهیت ناهمزمان یعنی برنامه نیازی ندارد قبل از رفتن به کار بعدی منتظر بماند تا کاری تمام شود. این قابلیت جاوا اسکریپت به سرور اجازه میدهد چندین درخواست را به طور همزمان بدون تأخیر انجام دهد. همچنین یکی از دلایل دیگری که توسعه بک اند با جاوا اسکریپت را به انتخابی ارجح تبدیل کرده به قابلیتهای گوناگون این زبان برمیگردد. کدهای نوشته شده با جاوا اسکریپت و فریمورکهای آن برای توسعه بکاند مسئول تعاملات منطقی با پایگاه داده برنامه کاربردی است.
Node.js که در سال ۱۳۸۷ (2009 میلادی) معرفی شد، جاوا اسکریپت را قادر می‌سازد تا خارج از مرورگر وب اجرا شود. این محیط زمان اجرا انتخابی محبوب برای توسعه Backend به دلیل ماهیت سبک و کارآمد آن است. Node.js که بر روی موتور جاوا اسکریپت V8 ساخته شده در اصل نوعی محیط چند پلتفرمی است که کتابخانه‌ها و ابزارهای مختلفی را برای کمک به ایجاد برنامههای کاربردی قوی فراهم میکند. «Express.js» و «Koa.js» نیز دو فریمورک جاوا اسکریپت پرکاربرد در این زمینه هستند.
همچنین مقیاس‌پذیری یکی دیگر از عوامل مهم توسعه بک اند با جاوا اسکریپت است. این زبان برنامه نویسی با معماری رویداد محور خود، می‌تواند حجم بالایی از رویدادها (درخواست‌ها) را بدون تأثیرگذاری بر عملکرد مدیریت کند که این ویژگی آن را بسیار مقیاسپذیر میکند. علاوه بر این، جاوا اسکریپت مزایای سرعت را برای توسعه بکاند ارائه میدهد. برخلاف جاوا اسکریپت سمت کلاینت که باید به وسیله مرورگر دانلود و تفسیر شود، جاوا اسکریپت سمت سرور مستقیماً روی سرور کامپایل و اجرا میشود.
روش استفاده از جاوا اسکریپت برای توسعه بک اند چیست؟
یکی از سادهترین راهها برای استفاده از جاوا اسکریپت در توسعه بکاند، استفاده از فریمورکها یا محیطهای زمان اجرا مانند Node.js است. همانطور که بیان شد Node.js نوعی محیط زمان اجرا جاوا اسکریپت است که به کاربر امکان میدهد کد جاوا اسکریپت را در سمت سرور اجرا کند و به طور گستردهای برای ساخت برنامههای کاربردی وب مقیاسپذیر و کارآمد استفاده میشود. گزینه دیگر استفاده از کتابخانههای جاوا اسکریپت مانند Express.js بوده که در بالای Node.js ساخته شده است. این کتابخانه مجموعهای از ویژگیها و ابزارهایی را فراهم میکند که توسعه بکاند را تسهیل خواهد کرد، از جمله قابلیتهای مسیریابی و میانافزار. Express.js کتابخانهای بسیار توسعهپذیر بوده و از پشتیبانی جامعه بزرگی برخوردار است که این ویژگی آن انتخاب محبوب در میان توسعهدهندگان تبدیل میکند.
اگر کاربری ترجیح دهد در سطح پایین‌تری به توسعه بک اند با جاوا اسکریپت بپردازد، می‌تواند از ماژول «HTTP Node.js» استفاده کند. این ماژول کاربر قادر می‌سازد نوعی سرور HTTP در Node.js ایجاد کرده و از آن برای توسعه برنامههای کاربردی از ابتدا استفاده کند. این ماژول انعطاف‌پذیری را برای کاربر فراهم میکند تا درخواست‌ها و پاسخ‌های HTTP را به شیوه‌ای سفارشی انجام دهد.
استفاده از فریمورک ها و کتابخانه ها برای توسعه بک اند با javascript
در امور توسعه بکاند استفاده از فریمورکها و کتابخانههای جاوا اسکریپت مزایای خود را دارد. در وهله اول استفاده از این فریمورکها و کتابخانه‌ها به کاربر امکان میدهد از کدهای از قبل موجود که به طور کامل آزمایش شده و در محیطهای تولید استفاده شده‌اند، بهره ببرد و در زمان صرفه‌جویی کند. کاربر به جای اینکه از ابتدا شروع به کدنویسی برنامه کند، می‌تواند روی ایجاد منطق برنامه خاص خود در بالای فریمورک یا کتابخانه تمرکز کند.
همچنین کتابخانه‌ها و فریمورکهای جاوا اسکریپت اغلب استانداردها و قراردادهای کدگذاری را اجرا می‌کنند. این قابلیت تضمین میکند که کد کاربر از بهترین شیوه‌های کدنویسی پیروی میکند و ثبات را در سراسر برنامه ارتقا میدهد. همچنین قابلیت نام‌برده همکاری با توسعهدهندگان دیگری را که ممکن است با همان فریمورک یا کتابخانه آشنا باشند، ساده میکند. با انتخاب نوعی فریمورک یا کتابخانه جاوا اسکریپت، می‌توان فرآیند یادگیری خود را تسریع کرد، برنامههای کاربردی قوی ساخت و از پشتیبانی جامعه و منابع موجود در اکوسیستم جاوا اسکریپت بهره‌مند شد.
انتخاب پایگاه داده مناسب
وقتی صحبت از انتخاب پایگاه داده برای توسعه بکاند میشود، توسعهدهندگان جاوا اسکریپت اغلب گزینه‌های محبوبی مانند «MySQL» ،«MongoDB» و «PostgreSQL» را پیشِ‌روی خود می‌بینند. چیزی به نام بهترین پایگاه داده برای جاوا اسکریپت وجود ندارد و این ترجیحات و نیازهای پروژه است که موجب انتخاب بهترین پایگاه داده میشود. عوامل مختلفی از جمله اندازه و پیچیدگی داده‌ها، عملکرد موردنیاز، محدودیت‌های توسعه و ترجیحات توسعه‌دهنده در انتخاب پایگاه داده بسیار اهمیت دارند.
در کل برای انتخاب پایگاه داده به‌منظور استفاده از آنها در توسعه بک اند با جاوا اسکریپت گزینه‌های فهرست زیر را پیشِ‌رو داریم:
- پایگاه‌های داده رابطهای: اگر برنامه به یک پایگاه داده سریع نیاز دارد که بتواند حجم زیادی از داده‌ها را مدیریت کند، گزینه‌هایی مانند «MySQL»، «Oracle» یا «Microsoft SQL Server» مناسب هستند.
- پایگاه‌های داده NoSQL: اگر کاربر به دنبال پایگاه داده‌ای با کاربری آسان باشد که زمان توسعه را به حداقل برساند، گزینه‌های NoSQL مانند MongoDB یا «CouchDB» ممکن است مناسب باشند.
- پایگاه داده رایگان و منبع باز: اگر کاربر پایگاه داده‌ای را ترجیح میدهد که رایگان و منبع آزاد باشد، می‌تواند گزینه‌هایی مانند MySQL، PostgreSQL یا MongoDB را اولویت قرار دهد.
استفاده از ابزارهای ساخت آماده
به‌منظور ساده کردن گردش کار توسعه بک اند با جاوا اسکریپت، استفاده از ابزار ساخت مانند «Webpack» یا «Gulp» می‌تواند بسیار مفید باشد. این ابزارها کارهایی مانند ساخت، آزمایش و بهینه‌سازی کدهای کاربر را خودکار کرده و در نهایت در زمان و تلاش او صرفه‌جویی می‌کنند. با خودکار کردن این فرآیندها، می‌توان به جای انجام دستی کارهای روزمره، بیشتر بر توسعه برنامه خود تمرکز کرد.
معماری میکروسرویس ها در توسعه بکاند
معماری میکروسرویس‌ها در دنیای توسعه بکاند امروزی بسیار محبوبیت پیدا کرده‌اند. این معماری شامل تجزیه برنامههای بزرگ به سرویس‌های کوچک‌تر و مستقل است. هر سرویس می‌تواند به طور مستقل توسعه‌یافته و مستقر شود که این قابلیت امکان چرخه‌های توسعه سریع‌تر و مقیاس‌پذیری بهبود یافته را فراهم میکند.
