Czym jest Node.js i dlaczego warto używać go w oprogramowaniu klasy enterprise?

Dziś trudno uciec od wszechobecności JavaScriptu we współczesnym tworzeniu aplikacji internetowych. Od lat oferuje świetne frameworki i biblioteki do budowania interaktywnych interfejsów, ale długo brakowało mu platformy backendowej, która mogłaby konkurować z dobrze ugruntowanymi alternatywami. To zmienił dopiero Node.js. Od tamtej pory sięgają po niego zarówno startupy, jak i duże firmy.

Tworzenie oprogramowania z użyciem Node.js stało się nowym standardem w aplikacjach klasy enterprise. Dziś z Node.js produkcyjnie korzystają między innymi Walmart, NASA, Intel i Twitter. Wiele innych organizacji przepisało istniejący kod do Node.js, aby zwiększyć produktywność deweloperów i poprawić wydajność aplikacji.

Czym jest Node.js i jakie ma zalety?

Node.js to środowisko uruchomieniowe JavaScriptu, które zapewnia infrastrukturę do budowania i uruchamiania aplikacji. Jest lekkie, skalowalne i wieloplatformowe, a przy tym pozwala sprawnie wykonywać kod. Wykorzystuje zdarzeniowy model wejścia/wyjścia, dzięki czemu jest bardzo wydajne i dobrze nadaje się do skalowalnych aplikacji sieciowych.

Node.js świetnie sprawdza się przy budowie aplikacji czasu rzeczywistego, systemów Internetu Rzeczy i mikroserwisów. Zyskał popularność szybciej niż większość innych technologii i regularnie pojawia się w zestawieniach najbardziej poszukiwanych kompetencji deweloperskich.

Najważniejsze zalety Node.js to:

• Pozwala szybko budować aplikacje czasu rzeczywistego o dużym ruchu, takie jak czaty czy platformy gamingowe

• Umożliwia tworzenie oprogramowania w JavaScripcie zarówno po stronie klienta, jak i serwera

• Zwiększa efektywność tworzenia oprogramowania, zmniejszając dystans między frontendem a backendem

• Ekosystem pakietów npm daje deweloperom ogromny wybór narzędzi i modułów, co przekłada się na wyższą produktywność

• Kod wykonuje się szybko dzięki silnikowi V8

• Node dobrze nadaje się do mikroserwisów, które są popularnym wzorcem architektonicznym w aplikacjach klasy enterprise

Dlaczego warto używać Node.js na poziomie enterprise?

Każdy język programowania daje powody, by go wybrać. 

W przypadku Node.js kluczowe jest to, że powstał z myślą o aplikacjach działających na dużą skalę. Nowoczesne narzędzia i otwartość na przyszłościowe sposoby tworzenia złożonych aplikacji wyraźnie wyróżniają go na tle innych rozwiązań.

Wydajność i skalowalność

Node.js opiera się na silniku V8 z Google Chrome, napisanym w C++, przygotowanym dla wielu systemów operacyjnych i stale rozwijanym pod kątem wydajności oraz poprawek bezpieczeństwa. Wykorzystanie JavaScriptu oznacza też, że przekształcanie danych JSON, czyli najpopularniejszego formatu wymiany danych w sieci, jest z założenia szybkie.

Jednowątkowa, zdarzeniowa architektura Node.js pozwala sprawnie obsługiwać wiele połączeń jednocześnie. Większość popularnych platform internetowych tworzy dodatkowy wątek dla każdego nowego żądania, zużywając pamięć RAM przez cały czas jego obsługi. Node działa inaczej: opiera się na pojedynczym wątku, korzysta z pętli zdarzeń i callbacków przy operacjach wejścia/wyjścia, a zadania takie jak operacje na bazie danych deleguje możliwie wcześnie. Dzięki temu może obsługiwać setki tysięcy równoczesnych połączeń.

Node.js od początku wspiera skalowanie aplikacji. Oferuje choćby rozbudowane funkcje, takie jak moduł Cluster, który umożliwia równoważenie obciążenia między wieloma rdzeniami CPU. Narzędzia takie jak menedżer procesów PM2 ułatwiają monitorowanie, optymalizację i wdrażanie aplikacji opartych na Node.

Do czego firmy wykorzystują Node.js?

Połączenie Node.js ze wzorcem mikroserwisów

Każdy projekt zaczyna się na małą skalę, albo od wydania MVP.

Z czasem jednak rośnie: pojawiają się nowe funkcje, nowi użytkownicy i większe oczekiwania. Nawet nie zauważysz, kiedy projekt stanie się na tyle duży, że twój zespół będzie mieć problem z jego utrzymaniem.

Wkrótce trzeba będzie dodawać kolejne funkcje i jednocześnie utrzymać wydajność. Gdy system robi się coraz bardziej złożony, wprowadzanie zmian staje się trudne.

To częsty problem w aplikacjach klasy enterprise. Wyobraź sobie aplikację marketingową obsługującą trzy odrębne obszary: email marketing, CMS i raportowanie. Jedna z tych funkcji będzie używana znacznie częściej niż dwie pozostałe. Wraz ze wzrostem liczby użytkowników trzeba zwiększać moc obliczeniową, by aplikacja nadal działała. Idealnie byłoby skalować tylko część CMS, ale w aplikacjach monolitycznych, zobacz Monolith Martina Fowlera, takie podejście nie jest możliwe. Trzeba skalować cały system.

Do tego aplikacja często staje się trudna w utrzymaniu, wdrożenia zaczynają sprawiać problemy, a zespoły rosną do rozmiarów, które utrudniają sprawną koordynację.

Odpowiedzią jest wzorzec mikroserwisów.

Jak mówi Max Stoiber, twórca open source i autor styled-components:

Mikroserwis to pojedyncza, samodzielna jednostka, która wraz z wieloma innymi tworzy dużą aplikację. Gdy podzielisz aplikację na małe części, każdą z nich można niezależnie wdrażać i skalować, mogą nad nimi pracować różne zespoły i w różnych językach programowania, a także można testować je osobno.

To oznacza też, że możesz mieć oddzielne zespoły zewnętrzne i zespół wewnętrzny w różnych krajach, które niezależnie pracują nad różnymi częściami tej samej aplikacji.

Mniejsze, rozproszone zespoły dużo łatwiej koordynować, a przy zmianie jednej części aplikacji nie musisz za każdym razem wdrażać całej bazy kodu.

Znane firmy klasy enterprise sięgnęły po połączenie Node.js i mikroserwisów, by zyskać lepszą wydajność, mniej kodu i sprawniejsze wdrożenia. Wśród nich są PayPal, Netflix i GoDaddy.

Budowanie zespołów cross-functional

W zespole cross-functional każdy odpowiada za cały cykl życia aplikacji: pisanie kodu, testy, hosting, wdrożenie i utrzymanie. Takie zespoły tworzą eksperci ze wszystkich istotnych obszarów, czyli frontend i backend developerzy, inżynierowie infrastruktury oraz specjaliści QA.

To podejście jest powszechne w startupach, ale przy właściwym podejściu do mikroserwisów staje się też dostępne dla firm klasy enterprise i warto je wspierać, bo zwiększa zwinność, sprzyja innowacjom i ułatwia współpracę.

W praktyce niektóre części aplikacji mogą wymagać większego nacisku po stronie klienta, a inne po stronie serwera. Full-stack developerzy znający JavaScript potrafią objąć oba obszary. Ponieważ Node.js jest osadzony w JavaScripcie, łączy frontend i backend, co pozwala deweloperom działać jako full-stack contributorzy bez nauki dodatkowych języków.

Node Package Manager w firmach

Node Package Manager, npm, pozwala programistom instalować, aktualizować i wykorzystywać pakiety oprogramowania open source (moduły), dzięki czemu nie muszą pisać typowych funkcji od zera.

Dla firm, które mają wymagania dotyczące prywatności i bezpieczeństwa, npm obsługuje dziś prywatne rejestry z kontrolą dostępu przez GitHub Packages. To element ekosystemu GitHub/Microsoft po przejęciu npm. Dzięki temu organizacje mogą utrzymywać prywatny rejestr pakietów z zaawansowanymi funkcjami bezpieczeństwa, kontrolować dostęp do kodu i zarządzać zależnościami bez kierowania wszystkiego przez publiczny rejestr npm.

Jak wyjaśnia dokumentacja npm:

Wiele firm ma rygorystyczne wymagania, które uniemożliwiają im korzystanie z produktów hostowanych w chmurze dla krytycznych elementów infrastruktury. To utrudnia pracę deweloperom, którzy chcą korzystać z kodu open source z rejestru npm albo używać npm do współdzielenia i ponownego wykorzystywania własnego kodu w zespole.

GitHub Packages rozwiązuje ten problem, dając firmom dostęp do prywatnego rejestru z zabezpieczeniami klasy enterprise, które pozwalają wykrywać podatności, zarządzać dostępem i spełniać wymagania dotyczące zgodności z przepisami w organizacjach z sektorów fintech, medtech i administracji publicznej.

Tworzenie wieloplatformowe

Platformy takie jak Electron i NW.js pozwalają budować wieloplatformowe aplikacje desktopowe w Node.js.

To oznacza, że możesz ponownie wykorzystać kod z aplikacji webowej w wersjach desktopowych na macOS, Windows i Linuksa. Ten sam zespół, który pracuje nad twoją aplikacją webową, może dostarczyć też aplikację desktopową bez konieczności nauki C#, Objective-C czy innych języków potrzebnych do tworzenia aplikacji natywnych.

Deweloperzy mają też dostęp do tych samych narzędzi co frontend developerzy, takich jak Google Chrome Developer Tools, co pozwala równie sprawnie debugować i profilować aplikacje backendowe oraz desktopowe, jak kod po stronie klienta. Większość narzędzi dla Node działa wieloplatformowo, więc do pisania aplikacji na macOS nie trzeba mieć Maka, a do tworzenia aplikacji na Windows nie potrzeba komputera z Windowsem.

Doświadczenie Monterail z Node.js

Monterail wykorzystał architekturę mikroserwisową w Go i Node.js dla platformy do dostaw zakupów spożywczych Flink. Gdy Flink musiał przejść z monolitu na skalowalną architekturę mikroserwisową, obejmującą checkout, koszyk, stany magazynowe, płatności i śledzenie zamówień, Monterail powiększył zespół inżynierski z 2 do 11 osób i zbudował 6 osobnych aplikacji. Efekt: platforma obsługuje dziś 10 milionów klientów w 60 miastach i 4 krajach, a dodanie nowego magazynu nie wymaga już udziału inżyniera.

Ten efekt dobrze pokazuje, co wzorzec mikroserwisów daje w praktyce: komponenty, które można niezależnie wdrażać i skalować, dzięki czemu niewielki zespół jest w stanie utrzymywać i rozwijać system obsługujący duży ruch.

Jeśli w twojej firmie rozważacie Node.js przy nowej aplikacji albo potrzebujecie wsparcia w modernizacji istniejącej architektury, zespół Node.js w Monterail może pomóc.