Mikä on Node.js? JavaScript palvelinpuolella

01Mikä on Node.js?

Mikä on Node.js -kysymykseen vastaamiseksi on ensin oikaistava väärinkäsitys: Node.js ei ole ohjelmointikieli eikä kehys. Kieli on edelleen JavaScript; Node.js on ympäristö, joka voi ajaa tätä kieltä selaimen ulkopuolella.

Monta vuotta JavaScript eli vain selaimessa. Vuonna 2009 ilmestynyt Node.js toi Chromen JavaScript-moottorin V8:n palvelimelle ja antoi kielelle kyvyn lukea tiedostoja, muodostaa verkkoyhteyksiä ja käyttää tietokantaa. Näin samaa kieltä voitiin käyttää sekä käyttöliittymässä että taustajärjestelmässä.

Node.js:n mukana tuleva npm antaa pääsyn yhteen maailman suurimmista avoimen lähdekoodin pakettirekistereistä. Projektin aloittamiseen, riippuvuuksien lisäämiseen ja skriptien ajamiseen käytettävä työkalu tekee Node.js:stä välttämättömän paitsi palvelinpuolen kehittäjille myös käyttöliittymäkehittäjille.

Jos et vielä tunne JavaScriptin peruskäsitteitä, suosittelemme tutustumaan ensin artikkeliin mikä on JavaScript; Node.js:ssä kirjoittamasi koodi käyttää samaa syntaksia.

02Miten tapahtumapohjainen rakenne toimii?

Node.js:n erottuvin ominaisuus on tapahtumasilmukka (event loop) -malli. Joissakin perinteisissä palvelinrakenteissa jokaiselle pyynnölle avataan oma säie, ja tämä säie odottaa, kunnes tietokanta vastaa. Node.js ei odota: se käynnistää pyynnön, pyytää ilmoituksen vastauksen tullessa ja käsittelee sillä välin muita pyyntöjä.

Voit verrata tätä ravintolan tarjoilijaan. Tarjoilija vie tilauksen keittiöön eikä jää seisomaan pöydän viereen ruoan valmistumisen ajaksi; hän hoitaa muita pöytiä ja tarjoilee ruoan, kun se on valmis. Yksi tarjoilija ehtii palvella monta pöytää ympäristössä, jossa odotusta on paljon.

Tätä mallia kutsutaan estottomaksi syötöksi ja tulosteeksi (non-blocking I/O). Juuri tämä tekee Node.js:stä tehokkaan sovelluksissa, joissa on paljon odotusta vaativia töitä, kuten tietokantakyselyjä, tiedostojen lukemista tai toiselle palvelulle lähetettäviä pyyntöjä.

import { readFile } from "node:fs/promises";

console.log("1. Lukeminen alkoi");

const icerik = readFile("notlar.txt", "utf8")
  .then(metin => console.log("3. Dosya okundu:", metin.length, "karakter"));

console.log("2. Tämä rivi suoritetaan odottamatta tiedostoa");

03Mihin Node.js:ää käytetään?

Mihin Node.js:ää käytetään -kysymykseen vastaus on laaja; mutta vahvimmilla alueilla on yhteinen piirre: paljon samanaikaisia yhteyksiä ja runsaasti odotusta. Tyypillisiä käyttötapoja ovat:

• REST- ja GraphQL-API:t: taustapalvelut, jotka tarjoavat dataa mobiilisovellukselle ja verkon käyttöliittymälle
• Reaaliaikaiset sovellukset: live-chat, ilmoitukset, tilausten seuranta, yhteiset työnäkymät
• Integraatiopalvelut: välikerrokset, jotka siirtävät dataa markkinapaikkojen, toimitusyhtiöiden, maksu- ja kirjanpitojärjestelmien välillä
• Webhook-vastaanottajat: päätepisteet, jotka ottavat vastaan ja käsittelevät ulkoisten järjestelmien tapahtumia
• Komentorivityökalut ja käännösprosessit: myös kehittäjätyökalut kuten npm ja Vite toimivat Node.js:n päällä
• Palvelinpuolen renderöinti: sivujen tuottaminen palvelimella kehyksillä, kuten Next.js

Esimerkki oikeasta elämästä

Ajattele hotelliohjelmistoa: vastaanoton näytön, verkkovarauslomakkeen ja myyntikanavien on nähtävä sama huonesaatavuus. Kun varaus tulee, muiden näyttöjen on päivityttävä sekunneissa. Tällaiset reaaliaikaiset ilmoitukset ovat luonteva käyttöalue tapahtumapohjaisille palvelimille, jotka pystyvät pitämään suuren määrän avoimia yhteyksiä pienillä resursseilla.

04Node.js backend ja Express.js

Node.js backend -kehityksessä tunnetuin apuväline on Express.js. Express on pieni ja joustava verkkokehys, joka helpottaa osoitteiden (route), pyyntöjen ja vastausten sekä välikerrosten (middleware) hallintaa. Fastify, NestJS ja Koa ovat samaan tarkoitukseen käytettäviä muita vaihtoehtoja.

Alla oleva esimerkki rakentaa yksinkertaisen API-päätepisteen, joka palauttaa tuoteluettelon. Oikeassa projektissa tämän datan tulee tulla tietokannasta ja mukaan on lisättävä todennus ja virheenkäsittely. Jos API-käsite kiinnostaa tarkemmin, artikkelimme mikä on API käy REST-logiikan läpi vaihe vaiheelta.

mkdir urun-api && cd urun-api
npm init -y
npm install express

const express = require("express");
const app = express();
app.use(express.json());

const urunler = [
  { id: 1, ad: "Oliiviöljy" },
  { id: 2, ad: "Timjamihunaja" }
];

app.get("/api/urunler", (req, res) => {
  res.json(urunler);
});

app.listen(3000, () => {
  console.log("API toimii osoitteessa http://localhost:3000");
});

05Vahvuudet ja heikkoudet

Kuten jokainen teknologia, Node.js loistaa tietyissä tehtävissä, eikä se ole oikea valinta joihinkin muihin. Päätös tulee tehdä sovelluksen työkuorman, ei iskulauseiden mukaan.

Ratkaisut raskaaseen laskentaan

Prosessoria pitkään kuormittavat työt voidaan siirtää Node.js:n sisällä worker thread -säikeille, erilliselle työjonolle tai tähän tehtävään sopivammalla kielellä kirjoitetulle palvelulle. Näin pääsovellus voi jatkaa käyttäjien pyyntöihin vastaamista.

Pakettien tietoturva

npm-ekosysteemi on suuri etu, mutta jokainen riippuvuus on myös riski. Perustoimet ovat ylläpidettyjen ja laajasti käytettyjen pakettien valinta, tunnettujen haavoittuvuuksien säännöllinen tarkistus npm audit -komennolla ja lukitustiedoston (package-lock.json) pitäminen versionhallinnassa.

06Node.js integraatioissa

Yrityksen ohjelmistot harvoin toimivat yksin. Verkkosivusto ottaa vastaan tilauksen, toimitusyhtiölle lähtee lähetystieto, kirjanpito-ohjelmaan tulee lasku ja markkinapaikan varasto päivittyy. Näiden järjestelmien välillä dataa siirtävät välikerrokset sopivat erittäin hyvin Node.js:n odotusvaltaiseen rakenteeseen.

Esimerkiksi ulkoisesta palvelusta tuleva tilausilmoitus otetaan vastaan päätepisteessä, validoidaan, kirjoitetaan tietokantaan ja välitetään asianomaisille järjestelmille. Tällaisten kulkujen rakentaminen luotettaviksi vaatii myös yksityiskohtia, kuten uudelleenyritys, lokitus ja virheilmoitus; integraatiotyön vaikea puoli ei ole koodi vaan nämä yksityiskohdat.

Markkinapaikka- ja toimitusyhteyksistä kerroimme markkinapaikkaintegraatio- ja kuljetusintegraatio -sivuillamme, miten data kulkee tilauksesta toimitukseen. Millä teknologialla se onkin kirjoitettu, hyvän integraation mittari on, että se poistaa käsin tehtävän tiedonsyötön.

07Node.js:n oppimisen aloittaminen

Aloittaaksesi riittää, että asennat osoitteesta nodejs.org käyttöjärjestelmääsi sopivan ajantasaisen LTS-version. LTS on pitkäaikaistuettu ja tuotantoprojekteille suositeltu versiolinja. Asennuksen jälkeen voit varmistaa version päätteessä alla olevilla komennoilla.

1. Aloita ydinaiheista, kuten moduulijärjestelmä sekä tiedosto- ja polkuoperaatiot.
2. Pääse tasolle, jolla luet asynkronista koodia sujuvasti Promisen ja async/awaitin avulla.
3. Kirjoita Expressillä pieni API ja liitä sitten tietokanta.
4. Opettele ympäristömuuttujat, virheenkäsittely ja lokitus.
5. Pidä koodisi versionhallinnassa ja tee commit pienin askelin.

node -v
npm -v

Älä laiminlyö versionhallintaa

Projektin seuraaminen Gitillä ensimmäisestä päivästä alkaen helpottaa virheellisen muutoksen peruuttamista ja tiimityötä. Perusteisiin tutustut artikkelissamme mikä on Git.