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NodeJs : le guide complet pour tout comprendre du javascript serveur

Actualité Node.js

Table des matières

Qu’est-ce que NodeJS ?

NodeJS est un environnement d’exécution permettant d’utiliser le JavaScript côté serveur. Grâce à son fonctionnement non bloquant, il permet de concevoir des applications en réseau performantes, telles qu’un serveur web, une API ou un job CRON.

Créé en 2009 par Ryan Dahl, ce runtime JavaScript open source et cross-platform avait pour but premier de remédier aux limites de la programmation séquentielle et des serveurs web (tels qu’Apache HTTP Server). Ces technologies atteignaient effectivement leurs limites lorsqu’elles devaient gérer de très nombreuses connexions simultanées.

Apprendre NodeJS

 

Node.js, un langage utile et efficace

La solution apportée par Node.js repose sur trois bases fondamentales : 

  • Le moteur JavaScript V8 développé par Google, qui permet d’exécuter du code JavaScript à l’intérieur de Google Chrome et, grâce à Node, directement sur le serveur
  •  Une boucle d’événements, appelée aussi event loop NodeJSpermettant d’exécuter plusieurs opérations simultanées de façon asynchrone et non bloquante en tirant profit des multiples fils d’exécution (multithreading) des noyaux des processeurs modernes. 
  • Une API de bas niveau basée sur la structure entrées-sorties (I/O) dénommée libuv, qui permet d’adopter une approche de programmation événementielle

Si l’adoption de Node JS s’est progressivement démocratisée avec le temps, l’arrivée de la syntaxe ES6 (normes ECMAScript publiées en 2015) a considérablement boosté sa popularité notamment grâce aux Promises qui ont pu mettre fin au “callback hell” dans le code. 

nodejs callback

Un exemple de callback hell où la gestion de l’asynchrone est imbriquée dans chaque fonction, rendant la lecture et la compréhension du code compliqué.

nodejs promises

Ce même code utilisant les promises est bien plus agréable à lire et à comprendre.

En 2018, Node.js dépassait le milliard de téléchargements et est aujourd’hui l’une des technologies les plus utilisées pour développer des applications modernes, notamment par de nombreux leaders technologiques tels que Amazon, Ebay, Paypal ou Reddit. 

Dans ce guide complet Node JS, vous apprendrez tout de ce langage serveur : quelle est son utilité, pourquoi apprendre à le maîtriser, comment l’utiliser, vers quels frameworks et systèmes de bases de données se tourner etc. 

Pourquoi apprendre Node.js ? Trois bonnes raisons de s’y mettre

L’univers du développement web est en constante évolution et les nouvelles solutions peuvent devenir obsolètes aussi vite qu’elles sont devenues tendances. Après plus de dix ans de mise à l’épreuve, Node.js fait figure d’exception et a dépassé le statut d’alternative solide aux stacks plus traditionnels tels qu’Apache/PHP.

Pour un développeur qui se pose la question “pourquoi apprendre Node.js ?”, trois raisons principales peuvent être évoquées : l’utilisation de JavaScript, l’état du marché de l’emploi et la courbe d’apprentissage.

Node est basé sur JavaScript

Créé en 1995 par Netscape et longtemps cantonné à réaliser de petites animations sur les sites web, JavaScript est aujourd’hui le langage de développement web le plus populaire au monde. Cela peut s’illustrer par plusieurs statistiques dont les suivantes :

  • JavaScript est le langage le plus utilisé par les répondants au Stack Overflow Developers Survey de 2019 (source)
  • C’est également le langage le plus présent dans les contributions GitHub depuis au moins cinq ans (source)
  • Enfin, Javascript est le langage utilisé par une écrasante majorité de sites web pour le front-end mais est également de plus en plus populaire pour le back-end (source)

Ces raisons font de JavaScript un langage incontournable et son utilisation à la base de Node.js est un avantage certain car tous les développeurs web en connaissent déjà au moins les bases. Il existe ainsi une grande communauté de développeurs JavaScript animée par une mentalité open source favorisant les échanges de connaissances et la montée en compétences.

Le marché de l’emploi est en demande

Les avantages apportés par Node.js (accélération du développement, scalabilité, flexibilité, facilité pour créer des équipes fullstack, etc.) en font une solution de plus en plus présente dans les projets des entreprises à travers le monde. 

À mesure que l’adoption de Node JS en entreprise progresse, la demande en développeurs maîtrisant cette technologie sur le marché du travail augmente également.

 À titre d’exemple, la plateforme de recrutement spécialisée en IT Hired a annoncé qu’en France, les développeurs Node inscrits sur sa plateforme ont reçu en moyenne 6,5 offres d’entretien par mois en 2019 contre 4.2 pour les développeurs Android, par exemple. 

En 2020 et toujours dans l’Hexagone, le marché des développeurs NodeJS est même qualifié de “hautement pénurique”, faisant des développeurs fullstack JS les développeurs les mieux payés.

La courbe d’apprentissage est abordable

Node JS est une technologie assez facile à prendre en main, notamment grâce aux nombreux frameworks disponibles qui simplifient le développement. S’il présente aussi certaines faiblesses (surtout pour l’exécution côté client), JavaScript reste un langage polyvalent permettant de répondre à de nombreux besoins. Il est également facile à apprendre, surtout depuis l’arrivée de la syntaxe ES6. 

La communauté grandissante de développeurs Node et JavaScript facilite également l’apprentissage en mettant constamment à disposition de nouvelles ressources (cours, tutoriels, vidéos etc.)

L’utilisation de JavaScript, la forte demande sur le marché du travail et la facilité d’apprentissage sont les raisons principales qui poussent les développeurs à apprendre ce langage serveur. Pour apprendre Node JS, retrouvez tous les tutos Node.js proposés par Practical Programming. 

Pour accélérer votre apprentissage de NodeJS et adopter dès le début les bonnes pratiques de JavaScript, de tests et de déploiement, vous pouvez suivre la formation Practical Node.

Node.js : pour quels types de projets ? 

Si Node JS est aussi populaire aujourd’hui, c’est parce qu’il présente de nombreux avantages par rapport aux langages et technologies plus traditionnels. En proposant des fonctionnalités de base à compléter par des modules via npm, Node.js est extrêmement flexible et polyvalent. En effet, comme nous allons le voir ci-dessous, il convient à de nombreuses typologies de projets. 

Node est très adapté pour les serveurs web

Node JS est single-threaded : il ne s’exécute que sur une seule instance (un thread ou fil d’exécution) du système d’exploitation, à l’inverse d’un serveur fonctionnant en PHP (avec Apache HTTP Server par exemple) qui est, lui, multi-threaded

single thread vs multi thread

Cette caractéristique de Node lui permet de gérer les requêtes de façon non bloquantes. Là où un serveur PHP mobilise un thread pour réceptionner une requête et attendre qu’elle passe à travers tout le code pour retourner une réponse au client, le serveur Node va gérer chaque requête de manière asynchrone au sein d’un seul et unique thread. La requête est ainsi réceptionnée puis envoyée dans la callback queue où le thread de Node sert les réponses une par une. 

Certaines librairies Node sont multi-threaded : la librairie libuv servant de base à Node.js permet de mettre en place un thread pool contenant plusieurs threads, chacun assigné à un coeur du processeur. Cette démultiplication des fils d’exécution permet d’optimiser le temps d’exécution de chaque threadNode est toujours single-threaded mais utilise plusieurs threads en arrière-plan pour exécuter le code de façon asynchrone grâce à la librairie libuv.

Cette gestion asynchrone des requêtes rend NodeJS très adapté pour des opérations input/output, c’est-à-dire la grande majorité des requêtes sur le web (chercher, afficher, insérer, modifier, supprimer une information sur une base de données etc.). 

L’utilisation de JavaScript comme langage de programmation côté serveur permet également d’abolir les barrières entre front-end et back-end, permettant de monter une équipe fullstack plus facilement. Cette possibilité de construire des applications complètes en un seul et même langage est également l’une des raisons de l’adoption grandissante de Node en entreprise. 

NodeJS et les interfaces en ligne de commande (CLI)

Tout comme PHP, Python et C sont également soumis à la concurrence de Node.js, cette fois sur le terrain des interfaces en ligne de commande (CLI). Node permet en effet de construire de tels outils en tirant bénéfice des centaines de milliers de modules disponibles sur npm

Une pléiade de paquets très populaires y est effectivement dédiée aux CLI pour, entre autres, créer des inputs complexes (par exemple inquirer, prompts ou email-prompt) ou encore améliorer graphiquement le terminal (boxen, ora, listr). À partir de 2018, des frameworks à part entière tels que oclif ou gluegun sont apparus et permettent de créer un outil en ligne de commande de A à Z. Les frameworks front-end populaires disposent également de paquets populaires dédiés aux outils CLI, tels que angular/cli, vue/cli ou create-react-app

Node et les architectures microservices

Node.js tire pleinement bénéfice de la modularité de JavaScript en donnant la possibilité aux développeurs de créer plusieurs petits services sous forme de modules. Un moyen d’accélérer considérablement le développement tout en veillant à la scalabilité du projet grâce à l’aspect single-threaded de Node. 

De plus en plus tendance ces dernières années, les architectures microservices en NodeJS sont facilitées par la présence d’une multitude de paquets sur npm. Reflets d’une communauté open source solide et grandissante, ces modules permettent notamment d’interfacer les microservices entre eux via des APIs HTTP ou le Messaging. Chaque microservice pouvant être déployé, mis à jour, scalé ou redémarré indépendamment des autres, la maintenance du projet est grandement facilitée et des mises à jour peuvent ainsi être déployées fréquemment sans affecter l’expérience des utilisateurs finaux. 

Node JS : pour quels projets n’est-il pas adapté ?

Si Node présente de nombreux avantages face aux méthodes et langages de développement web plus traditionnels côté serveur, il est néanmoins moins adapté pour certaines typologies de projets

Node.js s’avère en effet moins performant que d’autres langages tels que Python pour les process ou les services très gourmands en CPU. Une application Node surchargeant le processeur aura pour effet de bloquer l’exécution de toutes les autres tâches et ralentir conséquemment l’ensemble de l’application. De bons exemples sont les projets de data science ou de machine learning impliquant l’analyse d’un grand volume de données. 

D’une manière plus générale, NodeJS est moins adapté pour les projets ne nécessitant pas la création d’un serveur web. Pour tous les autres, il est une solution de choix qui convainc de plus en plus de développeurs. 

Quels sont les meilleurs outils pour Node.js ?

Les fonctionnalités proposées nativement par Node sont puissantes mais basiques : elles ne suffisent pas à créer une application complète. Pour cela, le développeur peut compter sur les milliers de modules disponibles mais également sur de nombreux outils indispensables. 

Pour plus d’informations sur les solutions à utiliser, référez-vous à notre boîte à outils Node JS.

Les meilleurs IDE pour Node

Un environnement de développement intégré (IDE) compatible avec Node et bien configuré est une condition obligatoire pour coder confortablement. Si de nombreuses solutions sont disponibles, trois logiciels se démarquent comment les meilleurs IDE pour NodeJS

  • Visual Studio Code domine le marché des développeurs JavaScript avec plus de 70% de parts de marché. Depuis la sortie de l’édition gratuite par son éditeur Microsoft, cet IDE a séduit de nombreux adeptes grâce à sa simplicité, ses nombreux plugins et ses performances optimales
  • Webstorm est un IDE très complet, proposant toutes les fonctionnalités nécessaires pour développer en Node. Il est cependant plus lourd et nécessite un temps d’apprentissage et de prise en main plus long. Il est développé par le plus gros développeur d’IDE au monde, JetBrains, surtout connu pour ses solutions IntelliJ et PHPStorm. 
  • Atom est l’IDE développé par l’équipe de Github avant le rachat par Microsoft. Disponible gratuitement, cet IDE a su se faire une place à l’époque où les seuls concurrents étaient Sublime Text et Notepad++. Avec le temps, il a su intégrer de nombreux plugins permettant d’ajouter toutes les fonctionnalités nécessaires mais au prix d’une performance moindre

Les meilleurs outils de versioning pour NodeJS

La gestion des versions (ou versioning) est un élément fondamental du développement informatique puisqu’elle permet de garder un historique des différentes versions du projet, de comparer les versions entre elles ou encore de faciliter le travail collaboratif entre développeurs sur le même projet. 

Git est le logiciel de gestion de versions le plus utilisé au monde. Logiciel libre créé par Linus Torvald (le créateur du noyau Linux), Git fonctionne de façon décentralisée en mode P2P (peer to peer) : le code des projets est stocké sur l’ordinateur de chaque contributeur et peut aussi l’être sur un serveur distant. Git permet également de fractionner le code en plusieurs branches (par exemple développement, test et production) et de suivre l’arborescence des fichiers (dossiers et sous-dossiers).

Pour utiliser git avec NodeJS, plusieurs outils existent : 

  • GitHub est une solution d’hébergement du versioning avec Git. Elle permet aux développeurs de stocker leur code dans des dépôts (ou référentiels, “repository” en anglais) en ligne, de gérer leurs différentes versions, d’y ajouter facilement des contributeurs avec différentes autorisations et d’autres fonctionnalités gratuites et payantes. Racheté en 2018 par Microsoft, Github est un véritable hub de l’open source et l’acteur dominant dans l’hébergement de Git. Ses principaux concurrents sont GitLab et BitBucket.
  • Alors que Git fonctionne par l’utilisation de commandes sur le terminal, telles que git init pour initialiser un nouveau dépôt, git clone pour copier un dépôt existant ou git commit pour ajouter des changements à un dépôt, GitKraken offre une interface graphique pour visualiser et réaliser toutes ces opérations. L’utilisation d’une telle solution peut faire gagner du temps et un confort considérable aux développeurs qui ne sont pas habitués aux commandes Git, et même aux autres.

Les meilleurs outils de test pour NodeJS

La compétence essentielle pour progresser dans une carrière de développeur c’est de savoir tester son code. Les tests automatisés assurent que votre code reste fonctionnel au fur et à mesure qu’il grandit. Avec les tests unitaires et tests fonctionnels, vous vous assurez qu’une fonctionnalité nouvellement ajoutée ne casse pas un autre élément de votre application.

Pour réaliser ces tests il faut ajouter à votre code un ou plusieurs modules capables de parcourir votre code et évaluer ce qui en ressort. Chaque langage dispose de ses librairies de tests, et pour Node ou plus généralement JavaScript, Jest et Mocha sont les deux frameworks les plus populaires.

Les meilleurs outils de déploiement pour NodeJS

Parmi les technologies ayant révolutionné Internet ces dernières années, le cloud computing est certainement l’une de celles qui ont le plus impacté le monde du développement web. Elle consiste en la mise à disposition de ressources informatiques (le plus souvent de l’espace de stockage ou de la puissance de calcul) à travers des machines virtuelles distantes louées à la demande

En matière de déploiement d’applications NodeJS, les solutions cloud toujours plus nombreuses permettent en général de déployer plus rapidement et de réduire les coûts d’infrastructure par rapport à l’utilisation, par exemple, d’un serveur dédié. 

Les trois services principaux proposés par ces solutions cloud sont : 

  • IaaS (Infrastructure as a Service) : met à disposition des développeurs une infrastructure prête à l’emploi et évolutive selon les besoins (espace de stockage, bande passante, puissance de calcul…). Les développeurs n’ont plus qu’à gérer le côté logiciel (installation d’un système d’exploitation, de différentes applications etc…).
  • PaaS (Platform as a Service) : inclut les fonctionnalités de l’IaaS mais fournit également les ressources logicielles (système d’exploitation, de gestion de bases de données, logiciels d’aide à la décision etc…)

nodejs deploiement

  • FaaS (Functions as a Service) ou Serverless (ou architecture “sans serveur” en français) : le fournisseur du service est uniquement responsable de l’exécution d’un code en lui allouant les ressources nécessaires automatiquement. En général, ce code est exécuté au sein de conteneurs pouvant être déclenchés par des évènements.

Pour les applications Node, le déploiement en cloud est largement préféré aux options plus traditionnelles car de nombreuses solutions existent pour déployer rapidement et facilement tout en contrôlant les coûts liés au scaling. Parmi les fournisseurs principaux de solutions cloud adaptées aux projets Node.js : Amazon Web Services, Google Cloud, Microsoft Azure, Heroku, Digital Ocean…

Node.js et database : quelle solution choisir ? 

Les bases de données sont un élément fondamental pour la grande majorité des projets de développement d’applications et les projets NodeJS ne font pas figure d’exception. Le choix d’un système de gestion de base de données est une décision cruciale qui va impacter toutes les étapes du projet, de l’étude préliminaire à la maintenance en passant par le développement et la mise en production. 

NodeJS est compatible avec tous les systèmes de gestion de bases de données les plus importants. On peut les distinguer selon leur capacité à gérer les relations

Les bases de données relationnelles et NodeJS

Un système de gestion de bases de données relationnelles permet de gérer des bases de données au sein desquelles les informations stockées peuvent être liées entre elles. Les bases de données sont séparées en différentes tables que l’on peut assimiler à des tableaux : elles contiennent des colonnes (qui définissent quelles données sont présentes, par exemple nom, prénom, date de naissance) et des lignes (qui sont des entrées dans la base de données, par exemple BONAPARTE, Napoléon, 15/08/1769). 

nodejs database sql

Le langage SQL pour Structured Query Language est le standard pour effectuer des requêtes sur une base de données relationnelle. Il permet de reconstituer un ensemble d’informations contenues dans plusieurs tables différentes en une seule requête, sans avoir à les restructurer. 

L’un des systèmes de gestion de bases de données relationnelles les plus utilisés dans le monde est MySQL. Pour plus d’informations, vous pouvez consulter notre guide complet NodeJS et MySQL

Il se trouve que la majorité des projets Node ne nécessitent pas de relations strictes entre les données, mais simplement de stocker des données pour les utiliser au moment voulu. Dans ce cas, les solutions NoSQL, plus flexibles sont à privilégier. 

NodeJS et les bases de données NoSQL

Comme leur nom l’indique, les bases de données NoSQL fonctionnent sans le langage SQL. Débutant dans les années 2000, le mouvement NoSQL a surtout été popularisé grâce aux technologies développées par les GAFA. (Google, Apple, Facebook, Amazon) Il s’agissait alors de répondre aux problématiques du big data

 À l’inverse des solutions SQL, la plupart des solutions NoSQL ne nécessitent pas de schéma prédéfini de données (ces fameuses “colonnes” qui définissent quelles données peuvent être insérées mais aussi leur type : chaîne de caractères, date, nombre entier ou décimal etc.) et sont donc plus rapides à mettre en place, plus légères et plus flexibles. Logiquement, elles ne gèrent pas les relations entre les données stockées.

Il existe quatre modèles principaux de bases de données NoSQL. 

Le modèle clé-valeur

base de donnée clé valeur

Le stockage en clé-valeur (key-value stores en anglais) ou tables de hachage (hashmaps en anglais) permet d’associer une valeur à une clé sous la forme d’un tableau associatif.

Les systèmes de bases de données NoSQL en clé-valeur principaux pour NodeJS sont Redis qui propose un peu plus de fonctionnalités que le simple stockage en clé-valeur, et Memcached qui se concentre uniquement sur le clé-valeur mais qui est un peu plus performant. 

Le modèle orienté document

base de donnée objet

Les systèmes orientés document associent également une information à une clé, mais cette information peut être d’autres documents ce qui implique une gestion hiérarchique des données.

Le système NoSQL orienté document le plus utilisé avec NodeJS est MongoDB. Il peut être utilisé nativement avec la librairie mongo ou avec Mongoose pour faciliter la modélisation des documents. 

Le modèle orienté colonne

base de donnée colonne

Les systèmes orientés colonne stockent les données par colonne et non par ligne : le système sérialise d’abord toutes les valeurs d’une même colonne, puis celles de la colonne suivante etc. Ce système est basé sur le principe selon lequel nous n’avons habituellement pas besoin de toutes les colonnes en une requête, mais seulement certaines d’entre elles. Il permet d’héberger les colonnes sur différents serveurs et de paralléliser les requêtes pour des performances optimales, surtout pour les volumes de données importants.

Le représentant emblématique des systèmes orientés colonne pour NodeJS est Cassandra, développé par Facebook.

Le modèle orienté graphe

base de donnée graph

Les systèmes orientés graphe (graph databases en anglais) représentent les données sous forme de graphe, avec des noeuds, des arcs et des propriétés. Cette structure permet de retrouver facilement et rapidement des informations hiérarchisées de façon complexe (en parcourant les liens entre chaque élément) et dont la modélisation selon les autres modèles aurait été bien plus difficile.

Avec son driver pour Node neo4J-driver, Neo4J est sûrement la solution la plus adaptée pour utiliser une Graph Database avec NodeJS

Express.js : le meilleur framework Node ? 

Si Node.js permet d’accélérer le développement d’applications, c’est en grande partie parce qu’il existe de nombreux modules compatibles. Parmi ceux-ci, Express.js est le framework le plus populaire pour Node JS.

Écrit en JavaScript, Express est un framework léger, flexible et simpliste qui se veut être une collection de fonctionnalités de base. Ne proposant nativement qu’un nombre de paquets réduit au maximum, Express ne propose ni interface en ligne de commandes, ni architecture suggérée, ni ORM dans le but de garder des performances optimales tout en simplifiant la conception d’un serveur Node

Express est prévu pour laisser beaucoup de libertés aux développeurs, notamment dans le choix des modules à intégrer dans le projet. Par exemple, là où d’autres frameworks plus rigides tels que Rails (Ruby) ou Django (Python) imposent l’utilisation d’un système de bases de données (que l’on peut contourner en remplaçant les modules fournis par défaut), il suffit au développeur Node d’importer la librairie correspondant à son choix personnel : MongoDB, MySQL, Cassandra, Neo4J…

Cette liberté apporte également son lot d’inconvénients en augmentant les risques liés à un manque de cohérence dans l’architecture et les modules choisis. Cela peut impacter négativement la maintenance et le debugging d’une application Express compliquée quand elle a été conçue avec des défauts et un manque de documentation. 

Pour plus d’informations sur la création d’un serveur Node avec Express.js, vous pouvez consulter notre guide complet Express : tout savoir du framework Node.

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