Метка: #node.js

Опубликовано

Вышла книга “Node.js: разработка приложений в микросервисной архитектуре с нуля”

Node.js: разработка приложений в микросервисной архитектуре с нуля

Базовая книга по построению микросервисной архитектуры с практическими примерами на Node.js. Также рассмотрена работа с оркестратором Kubernetes и контейнерами Docker в среде Docker Compose. Разобраны основные принципы и техники разработки распределенных систем, в частности показано, как написать и развернуть три микросервиса, управлять СУБД, настроить брокер сообщений Kafka, внедрить кэш Redis. Объяснены паттерны проектирования. Особое внимание уделено распределенным транзакциям и разворачиванию микросервисов на удаленном сервере. Показано, как обеспечить расширяемость и отказоустойчивость приложений, как успешно бороться с усложнением клиентских интерфейсов, поддерживая высокую скорость загрузки страниц и приложений и не забывая о том, чтобы сайт оставался красивым и удобным в использовании. Электронный архив на сайте издательства содержит дополнительные материалы к книге.

Для начинающих веб-разработчиков

Микросервисы на JavaScript: осваиваем аккуратную декомпозицию

Современная практика enterprise-разработки и возникающие вызовы связаны, прежде всего, с обеспечением отказоустойчивости и расширяемости приложений. Сложно рассчитывать на реализацию таких качеств без применения микросервисной архитектуры. В книге по порядку рассматривается создание целого приложения с нуля. На материале готового продукта показано, как написать и развернуть три микросервиса, управлять СУБД, настроить брокер сообщений Kafka, внедрить кэш Redis и объединить эти решения в среде Docker-Compose и оркестраторе Kubernetes. Все паттерны, актуальные при проектировании микросервисов для веб-архитектуры, разобраны на практических примерах.

Книга интересна в качестве вводной по микросервисам на Node.js и будет полезна как начинающим разработчикам, пользующимся стеком JavaScript, так и опытным архитекторам, занятым модернизацией архитектуры с применением микросервисов.

Электронный архив с дополнительными материалами, не вошедшими в печатную версиюкнигу, можно скачать по ссылке https://zip.bhv.ru/ 9785977519359.zip, а также со страницы книги на сайте bhv.ru

Вы узнаете, как:

  • разрабатывать микросервисы на Node.js
  • выстраивать синхронное и асинхронное взаимодействие между микросервисами,
  • выполнять распределенные транзакции,
  • организовать взаимодействие между микросервисами,
  • использовать паттерны проектирования,
  • разворачивать микросервисы в облаке,
  • использовать и настраивать Docker, Docker-Compose,
  • настраивать Kubernetes в удаленной среде.

Для кого эта книга?

Основное внимание в ней уделяется именно практическим навыкам написания микросервисов. Она пригодится тем, кто достаточно глубоко владеет знаниями о JavaScript и TypeScript. Упор делается именно на конкретный стек технологий: Node.js, NestJS, PostgreSQL, Kafka, Redis, Docker, Docker-Compose, Kubernetes и некоторые другие. Желательно, чтобы у вас был опыт написания приложений на NestJS, т. к. глубоко в сами технологии мы погружаться не станем. Главный акцент сделан на микросервисах, проблемах, с которыми вы можете столкнуться при их разработке, и путях их решения.

Обзор Node.js
Node.js — это в первую очередь платформа, позволяющая применять язык Java-Script для бэкенда. Веб-разработку в наши дни невозможно представить без Java-Script. Это основной язык и инструмент фронтенд-разработчика. С него начинается TypeScript и всевозможные фреймворки, ускоряющие разработку, — например, такие как ReactJS, Angular, Vue. Однако фронтенд не может жить без бэкенда, и долгое время в роли бэкенда для веб-разработки использовались в основном PHP и Java.
Node.js стоит, как говорится, на двух китах: библиотеке libuv и движке V8 от Google, применяемом в браузере.

Книгу “Node.js: разработка приложений в микросервисной архитектуре с нуля” можно купить со скидкой в интернет-магазине издательства “БХВ“.

Введение………………………………………………………………………………………………….. 7

Для кого эта книга?……………………………………………………………………………………………………………………… 7

Обзор Node.js………………………………………………………………………………………………………………………………… 7

Выбор фреймворка: NestJS или Express.js?……………………………………………………………………………… 10

Сравнение монолитной и микросервисной архитектуры………………………………………………………. 13

Список литературы и источников……………………………………………………………………………………………. 14

Глава 1. Разработка первого микросервиса (User)………………………………….. 15

Настройка локального окружения…………………………………………………………………………………………… 15

Редактор кода и плагины…………………………………………………………………………………………………… 15

Node.js и пакетные менеджеры…………………………………………………………………………………………. 16

NVM…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 18

Установка NestJS………………………………………………………………………………………………………………… 19

Git…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 21

Codestyle……………………………………………………………………………………………………………………………… 23

Docker и Docker-Compose………………………………………………………………………………………………….. 24

Тестирование API………………………………………………………………………………………………………………. 27

Вывод………………………………………………………………………………………………………………………………….. 29

Создание структуры проекта……………………………………………………………………………………………………. 29

Подключение необходимых библиотек…………………………………………………………………………………… 37

Переменные окружения……………………………………………………………………………………………………… 37

ORM…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 39

Swagger………………………………………………………………………………………………………………………………… 45

Библиотеки сlass-transformer и class-validator………………………………………………………………… 47

Настройка ESLint………………………………………………………………………………………………………………………. 48

Проектирование базы данных PostgreSQL………………………………………………………………………………. 52

Что такое «база данных» и какие они бывают?………………………………………………………………. 52

Нормализация данных………………………………………………………………………………………………………. 54

Первая нормальная форма (1НФ)……………………………………………………………………………. 54

Вторая нормальная форма (2НФ)……………………………………………………………………………. 55

Третья нормальная форма (3НФ)…………………………………………………………………………….. 56

Разработка бизнес-логики и маршрутизации для модуля User……………………………………………… 57

Тестирование микросервиса…………………………………………………………………………………………………….. 74

Список литературы и источников……………………………………………………………………………………………. 77

Глава 2. Разработка микросервиса авторизации и аутентификации (Auth) 79

Теоретический обзор способов авторизации и аутентификации………………………………………….. 79

Аутентификация, идентификация и авторизация……………………………………………………………. 79

Аутентификация по паролю……………………………………………………………………………………………… 80

Аутентификация по сертификатам…………………………………………………………………………………… 81

Аутентификация по одноразовым паролям…………………………………………………………………….. 82

Аутентификация по ключам доступа……………………………………………………………………………….. 83

Аутентификация по токенам……………………………………………………………………………………………… 83

Базовые меры предосторожности от возможных уязвимостей……………………………………………… 85

Переполнение буфера………………………………………………………………………………………………………… 86

Состояние гонки…………………………………………………………………………………………………………………. 86

Атаки проверки ввода………………………………………………………………………………………………………… 86

Атаки аутентификации………………………………………………………………………………………………………. 87

Атаки авторизации…………………………………………………………………………………………………………….. 87

Атаки на стороне клиента…………………………………………………………………………………………………. 88

Разработка модуля Auth……………………………………………………………………………………………………………. 88

Список литературы и источников………………………………………………………………………………………….. 101

Глава 3. Способы взаимодействия между микросервисами………………….. 103

HTTP-протокол………………………………………………………………………………………………………………………… 103

Модель OSI……………………………………………………………………………………………………………………….. 103

Физический уровень……………………………………………………………………………………………….. 104

Канальный уровень………………………………………………………………………………………………… 104

Сетевой уровень……………………………………………………………………………………………………… 105

Транспортный уровень…………………………………………………………………………………………… 105

Сеансовый уровень…………………………………………………………………………………………………. 105

Уровень представления………………………………………………………………………………………….. 106

Прикладной уровень………………………………………………………………………………………………. 106

Устройство HTTP-протокола………………………………………………………………………………………….. 106

Структура HTTP-запроса………………………………………………………………………………………. 107

Cтруктура HTTP-ответа…………………………………………………………………………………………. 108

gRPC………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 108

RabbitMQ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 112

Apache Kafka……………………………………………………………………………………………………………………………. 115

Redis………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 117

Разработка интеграции сервисов Auth и Account…………………………………………………………………. 118

Список литературы и источников………………………………………………………………………………………….. 136

Глава 4. Разработка модуля Transaction……………………………………………….. 137

Проектирование базы данных………………………………………………………………………………………………… 137

Нормальная форма Бойса — Кодда (НФБК) — частная форма
третьей нормальной формы…………………………………………………………………………………………….. 137

Четвертая нормальная форма…………………………………………………………………………………………. 139

Пятая нормальная форма………………………………………………………………………………………………… 139

Доменно-ключевая нормальная форма………………………………………………………………………….. 140

Шестая нормальная форма……………………………………………………………………………………………… 140

Понятия миграций и транзакций в контексте базы данных PostgreSQL……………………………… 141

Миграции………………………………………………………………………………………………………………………….. 141

Индексы…………………………………………………………………………………………………………………………….. 144

Транзакции……………………………………………………………………………………………………………………….. 150

ACID…………………………………………………………………………………………………………………………. 151

Параллельные транзакции…………………………………………………………………………………….. 151

Уровни изоляции транзакций в SQL……………………………………………………………………… 152

Разработка модуля Transaction………………………………………………………………………………………………. 153

Интеграция Transaction и Account………………………………………………………………………………………….. 167

Проблема распределенных транзакций………………………………………………………………………………… 183

Двухфазная фиксация………………………………………………………………………………………………………. 184

Saga……………………………………………………………………………………………………………………………………. 185

Реализация паттерна Saga……………………………………………………………………………………… 186

Список литературы и источников………………………………………………………………………………………….. 209

Глава 5. Развертывание микросервисов……………………………………………….. 211

Обертывание микросервисов в docker-контейнеры………………………………………………………………. 225

Масштабирование при помощи оркестратора Kubernetes………………………………………………….. 238

Заключение………………………………………………………………………………………………………………………………. 247

Список литературы и источников………………………………………………………………………………………….. 247

Приложение. Описание электронного архива………………………………………. 249

Предметный указатель…………………………………………………………………………. 251

Попова Юлия Юрьевна, практикующий инженер-программист, занимающейся разработкой коммерческих продуктов более 5 лет.

Опубликовано

Новинка: “Node.js, Express, MongoDB и React. 23 урока для начинающих”

Node.js, Express, MongoDB и React. 23 урока для начинающих

В книге 23 урока, более 40 практических упражнений и заданий для самостоятельной работы. Даны основы программирования на Node.js: проекты и манифесты, установка дополнительных библиотек, импорт и экспорт. Описан серверный веб-фреймворк Express: работа с запросами и ответами, маршрутизация, шаблонизатор EJS, обработка пользовательских данных, статических файлов, валидация, сохранение выгруженных файлов, вывод сообщений об ошибках и разграничение доступа. Показана работа с СУБД MongoDB: запись и выборка данных, фильтрация, сортировка, применение моделей Mongoose. Рассказано о двухзвенных веб-приложениях, бэкендах и фронтендах. Рассмотрено программирование бэкендов средствами Express и фронтендов с применением клиентского веб-фреймворка React. Затронуты вопросы повышения производительности и защищённости веб-приложений, ввод их в эксплуатацию. Электронный архив на сайте издательства содержит полный исходный код описанных в книге примеров.

Для начинающих веб-разработчиков

Что такое MERN?

MERN — это «связка» из четырех ключевых технологий, применяемых при разработке веб-приложений на JavaScript, «фантастическая четверка» веб-программирования.

  • Последняя буква: «N» — это, безусловно, Node.js.
  • Вторая по счету буква: «E» — это веб-фреймворк Express. Веб-фреймворк — это программная библиотека, реализующая основную функциональность, своего рода каркас веб-приложения. Разработчик «навешивает» на этот каркас свои модули, добавляющие к нему нужные функции.
  • Первая буква: «M» — это СУБД MongoDB. MongoDB не только мощна и быстра, но и как будто специально предназначена для того, чтобы работать совместно с Node.js.
  • Предпоследняя буква: «R» — это клиентский веб-фреймворк React.

Современный бэкенд и фронтенд на Node.js

Простым языком, кратко, наглядно рассказывается о разработке веб-приложений на языке JavaScript, работающих в исполняющей среде Node.js. В книге 23 урока, более 40 практических упражнений и заданий для самостоятельной работы.

Вы узнаете, как

  • программно генерировать веб-страницы;
  • работать с базами данных;
  • получать данные от пользователей и проверять их на корректность;
  • получать от пользователей файлы;
  • защищать веб-приложения от несанкционированного доступа;
  • выводить сообщения об ошибках;
  • повысить производительность и защищённость веб-приложений;
  • разрабатывать фронтенды и бэкенды.

Вы изучите популярные программные платформы:

  • серверный веб-фреймворк Express;
  • документную СУБД MongoDB;
  • клиентский веб-фреймворк

Книгу “Node.js, Express, MongoDB и React. 23 урока для начинающих” можно купить со скидкой в интернет-магазине издательства “БХВ“.

Предисловие…………………………………………………………………………………………… 15

Почему Node.js?…………………………………………………………………………………………………………………………. 15

Что такое MERN?………………………………………………………………………………………………………………………. 16

Использованные программные продукты……………………………………………………………………………….. 17

Типографские соглашения………………………………………………………………………………………………………… 18

Часть I. Начала программирования на Node.js………………….. 21

Урок 1. Введение в Node.js……………………………………………………………………… 23

1.1. Упражнение. Запуск Node.js и работа в интерактивном режиме……………………………………. 24

1.2. Упражнение. Написание простейшего консольного Node-приложения………………………… 25

Теория………………………………………………………………………………………………………………………………….. 25

Практика……………………………………………………………………………………………………………………………… 26

1.3. Упражнение. Создание манифеста проекта……………………………………………………………………… 28

Теория………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28

Практика……………………………………………………………………………………………………………………………… 29

1.4. Манифест проекта: подробности………………………………………………………………………………………. 32

1.4.1. Создание манифеста проекта………………………………………………………………………………….. 32

1.4.2. Формат JSON……………………………………………………………………………………………………………… 32

1.4.3. Структура манифеста проекта………………………………………………………………………………… 34

1.4.4. Нумерация версий…………………………………………………………………………………………………….. 35

1.5. Упражнение. Расцвечивание вывода приложения. Использование
дополнительных библиотек………………………………………………………………………………………………. 36

Теория………………………………………………………………………………………………………………………………….. 36

Практика……………………………………………………………………………………………………………………………… 37

1.6. Установка, обновление и удаление зависимостей. Реестр проекта……………………………….. 38

1.7. Экспорт, импорт и прогон………………………………………………………………………………………………….. 41

1.7.1. Экспорт………………………………………………………………………………………………………………………. 42

1.7.1.1. Экспорт по умолчанию……………………………………………………………………………….. 42

1.7.1.2. Множественный экспорт…………………………………………………………………………….. 42

Синтаксис № 1………………………………………………………………………………………………….. 43

Синтаксис № 2………………………………………………………………………………………………….. 43

1.7.1.3. Гибридный экспорт……………………………………………………………………………………… 44

1.7.2. Импорт……………………………………………………………………………………………………………………….. 44

1.7.2.1. Импорт по умолчанию………………………………………………………………………………… 44

1.7.2.2. Множественный импорт……………………………………………………………………………… 45

Синтаксис № 1………………………………………………………………………………………………….. 45

Синтаксис № 2………………………………………………………………………………………………….. 46

1.7.2.3. Гибридный импорт………………………………………………………………………………………. 46

1.7.2.4. Написание путей к модулям……………………………………………………………………….. 46

1.7.2.5. Как выполняется импорт?…………………………………………………………………………… 48

1.7.3. Прогон модулей………………………………………………………………………………………………………… 48

1.8. Окружение и переменные окружения………………………………………………………………………………… 49

1.9. Упражнение. Поддержка переменных окружения…………………………………………………………… 53

1.10. Упражнение. Написание сценариев проекта…………………………………………………………………. 55

Теория………………………………………………………………………………………………………………………………… 55

Практика……………………………………………………………………………………………………………………………. 55

1.11. Восстановление проекта………………………………………………………………………………………………….. 56

1.12. Самостоятельные упражнения………………………………………………………………………………………… 57

Урок 2. Основные принципы веб-разработки на Node.js………………………… 58

2.1. Как функционирует Всемирная паутина?………………………………………………………………………… 58

2.1.1. Клиенты и серверы. Ресурсы. Веб-серверы……………………………………………………………. 58

2.1.2. Интернет-адрес и его составляющие………………………………………………………………………. 59

2.1.3. Взаимодействие веб-обозревателя и веб-сервера………………………………………………….. 62

2.1.3.1. Клиентский запрос………………………………………………………………………………………. 62

2.1.3.2. Серверный ответ………………………………………………………………………………………….. 63

2.1.4. Веб-сайты и веб-приложения…………………………………………………………………………………… 64

2.1.4.1. Веб-сайт………………………………………………………………………………………………………… 64

2.1.4.2. Веб-приложение…………………………………………………………………………………………… 65

2.2. Упражнение. Написание простейшего тестового веб-приложения……………………………….. 66

2.3. События и их обработка…………………………………………………………………………………………………….. 68

2.4. Упражнение. Использование утилиты nodemon……………………………………………………………… 69

2.5. Утилита nodemon: подробности……………………………………………………………………………………….. 71

2.6. Упражнение. Реализация маршрутизатора……………………………………………………………………… 73

Теория………………………………………………………………………………………………………………………………….. 74

Практика……………………………………………………………………………………………………………………………… 74

2.7. Упражнение. Использование базы данных и модели………………………………………………………. 78

Теория………………………………………………………………………………………………………………………………….. 78

Практика……………………………………………………………………………………………………………………………… 78

2.8. Синхронные и асинхронные функции………………………………………………………………………………. 83

2.9. Самостоятельное упражнение…………………………………………………………………………………………… 86

Часть II. Веб-фреймворк Express………………………………………………… 87

Урок 3. Введение в Express…………………………………………………………………….. 89

3.1. Упражнение. Простейшее веб-приложение на Express……………………………………………………. 89

3.2. Приложение Express……………………………………………………………………………………………………………. 95

3.2.1. Создание объекта приложения………………………………………………………………………………… 95

3.2.2. Параметры приложения…………………………………………………………………………………………… 95

3.2.3. Запуск приложения…………………………………………………………………………………………………… 96

3.3. Клиентский запрос Express………………………………………………………………………………………………… 97

3.4. Серверный ответ Express………………………………………………………………………………………………….. 100

Урок 4. Маршрутизация и контроллеры………………………………………………. 104

4.1. Маршрутизатор Express. Маршруты и URL-параметры………………………………………………. 104

4.1.1. Встроенный маршрутизатор…………………………………………………………………………………. 104

4.1.2. Маршруты……………………………………………………………………………………………………………….. 104

4.1.2.1. Создание маршрутов…………………………………………………………………………………. 105

4.1.2.2. Написание шаблонных путей…………………………………………………………………… 106

4.1.2.3. URL-параметры и параметризованные маршруты………………………………… 108

4.1.2.4. Выполнение маршрутизации: устранение коллизий……………………………… 109

4.2. Контроллеры…………………………………………………………………………………………………………………….. 109

4.2.1. Объявление контроллеров……………………………………………………………………………………… 109

4.2.2. Указание контроллеров в маршрутах…………………………………………………………………… 111

4.2.3. Доступ к URL-параметрам и сведениям о совпавшем маршруте………………………. 111

4.3. Упражнение. Реализация маршрутизатора……………………………………………………………………. 112

4.4. Выделенный маршрутизатор…………………………………………………………………………………………… 114

4.4.1. Вложенные маршрутизаторы………………………………………………………………………………… 116

4.5. Упражнение. Использование выделенного маршрутизатора………………………………………. 118

4.6. Настройки маршрутизаторов………………………………………………………………………………………….. 118

4.6.1. Настройки встроенного маршрутизатора……………………………………………………………. 118

4.6.2. Настройки выделенных и вложенных маршрутизаторов…………………………………… 119

4.7. Вложенные приложения Express……………………………………………………………………………………… 119

Урок 5. Шаблоны. Шаблонизатор EJS…………………………………………………. 121

5.1. Упражнение. Использование шаблонов…………………………………………………………………………. 122

5.2. Интеграция Express и EJS…………………………………………………………………………………………………. 125

5.3. Написание шаблонов EJS. Команды EJS………………………………………………………………………… 125

5.4. Рендеринг шаблонов…………………………………………………………………………………………………………. 127

5.4.1. Задание контекста шаблона………………………………………………………………………………….. 128

5.5. Включения…………………………………………………………………………………………………………………………. 129

5.6. Упражнение. Использование включений………………………………………………………………………… 130

5.7. Настройки шаблонизатора EJS……………………………………………………………………………………….. 131

5.8. Упражнение. Стилизация приложения. CSS-фреймворк Picnic CSS……………………………… 132

Теория………………………………………………………………………………………………………………………………. 132

Практика………………………………………………………………………………………………………………………….. 132

Урок 6. Получение данных, отправленных пользователем…………………… 138

6.1. Настройка приложения для получения данных…………………………………………………………….. 138

6.1.1. Настройка обработки GET-параметров……………………………………………………………….. 138

6.1.2. Настройка обработки POST-параметров……………………………………………………………… 139

6.2. Получение отправленных данных………………………………………………………………………………….. 141

6.3. Упражнение. Поиск дел……………………………………………………………………………………………………. 141

6.4. Добавление, правка и удаление данных………………………………………………………………………… 144

6.4.1. Старый подход……………………………………………………………………………………………………….. 144

6.4.2. Новый подход…………………………………………………………………………………………………………. 145

6.4.3. Перекрытие HTTP-метода. Библиотека method-override…………………………………….. 146

6.5. Упражнение. Добавление, пометка и удаление дел………………………………………………………. 147

Урок 7. Посредники, статические файлы и обработка ошибок…………….. 155

7.1. Посредники………………………………………………………………………………………………………………………… 155

7.1.1. Привязка посредников……………………………………………………………………………………………. 156

7.1.2. Объявление посредников……………………………………………………………………………………….. 158

7.1.2.1. Объявление фабрик функций, выдающих посредники…………………………… 162

7.2. Упражнение. Написание первого посредника……………………………………………………………….. 162

7.3. Обработка статических файлов………………………………………………………………………………………. 163

7.4. Упражнение. Стилизация приложения с помощью собственной таблицы стилей……… 167

7.5. Обработка ошибок……………………………………………………………………………………………………………. 170

7.5.1. Оповещение о возникновении ошибки………………………………………………………………….. 170

7.5.1.1. Оповещение об ошибке средствами Node.js и Express……………………………. 171

7.5.1.2. Оповещение об ошибке средствами библиотеки http-errors…………………… 172

7.5.1.3. Оповещение об ошибках в асинхронных контроллерах
и посредниках…………………………………………………………………………………………………………. 173

7.5.2. Обработчики ошибок……………………………………………………………………………………………… 174

7.5.2.1. Обработчик ошибок по умолчанию…………………………………………………………. 174

7.5.2.2. Собственные обработчики ошибок………………………………………………………….. 174

7.6. Упражнение. Реализация обработки ошибок…………………………………………………………………. 175

Урок 8. Валидация……………………………………………………………………………….. 180

8.1. Валидация данных, полученных от пользователя………………………………………………………… 180

8.1.1. Валидация средствами JavaScript…………………………………………………………………………. 180

8.1.2. Валидация средствами библиотеки express-validator………………………………………….. 181

8.1.2.1. Введение в express-validator………………………………………………………………………. 181

8.1.2.2. Создание валидаторов………………………………………………………………………………. 182

8.1.2.3. Задание правил валидации………………………………………………………………………. 182

8.1.2.4. Задание очистителей…………………………………………………………………………………. 190

8.1.2.5. Задание модификаторов……………………………………………………………………………. 191

8.1.2.6. Последовательность выполнения правил валидации и очистителей…… 192

8.1.2.7. Получение сообщений об ошибках ввода……………………………………………….. 193

8.1.2.8. Получение данных, прошедших валидацию…………………………………………… 194

8.2. Упражнение. Валидация добавляемых дел……………………………………………………………………. 195

8.3. Валидация значений URL-параметров…………………………………………………………………………… 197

Урок 9. Cookie, серверные сессии и всплывающие сообщения…………….. 200

9.1. Cookie…………………………………………………………………………………………………………………………………. 200

9.1.1. Подготовка Express для работы с cookie. Библиотека cookie-parser………………….. 200

9.1.2. Работа с cookie………………………………………………………………………………………………………… 201

9.1.2.1. Создание cookie…………………………………………………………………………………………. 201

9.1.2.2. Получение cookie……………………………………………………………………………………….. 203

9.1.2.3. Удаление cookie…………………………………………………………………………………………. 203

9.2. Упражнение. Задание порядка вывода дел……………………………………………………………………. 203

9.3. Серверные сессии……………………………………………………………………………………………………………… 206

9.3.1. Подготовка Express для работы с серверными сессиями…………………………………….. 206

9.3.1.1. Библиотека express-session: обработка сессий……………………………………….. 206

9.3.1.2. Библиотека session-file-store: файловое хранилище сессий…………………… 209

9.3.2. Работа с серверными сессиями……………………………………………………………………………… 211

9.4. Всплывающие сообщения………………………………………………………………………………………………… 212

9.4.1. Работа со всплывающими сообщениями средствами библиотеки
express-session……………………………………………………………………………………………………………………. 213

9.4.2. Использование библиотеки express-flash-message……………………………………………….. 213

9.5. Упражнение. Отображение сообщений об ошибках ввода…………………………………………… 215

Урок 10. Выгрузка файлов……………………………………………………………………. 220

10.1. Выгрузка файлов средствами библиотеки multer………………………………………………………… 220

10.1.1. Получение генератора посредников…………………………………………………………………. 220

10.1.1.1. Задание хранилища выгруженных файлов………………………………………. 221

Хранилище DiskStorage………………………………………………………………………………… 221

Хранилище MemoryStorage…………………………………………………………………………… 223

10.1.1.2. Задание правил валидации выгруженных файлов…………………………… 224

10.1.1.3. Задание функции валидации выгруженных файлов………………………… 225

10.1.2. Получение посредников, сохраняющих выгруженные файлы……………………….. 227

10.1.3. Использование полученных посредников………………………………………………………… 229

10.1.4. Получение сведений о выгруженном файле……………………………………………………… 230

Особенности использования хранилища MemoryStorage………………………………. 231

10.2. Вывод выгруженных файлов…………………………………………………………………………………………. 231

10.2.1. Вывод средствами посредника, обрабатывающего статические файлы………. 231

10.2.2. Вывод в контроллерах……………………………………………………………………………………….. 232

10.3. Упражнение. Добавление иллюстраций к запланированным делам…………………………. 234

Урок 11. Разграничение доступа и промисификация……………………………. 240

11.1. Основы разграничения доступа…………………………………………………………………………………….. 240

11.1.1. Собственно разграничение доступа…………………………………………………………………. 240

11.1.2. Многопользовательские веб-приложения………………………………………………………… 242

11.1.3. Реализация разграничения доступа………………………………………………………………….. 242

11.2. Хеширование…………………………………………………………………………………………………………………… 243

11.2.1. Генерирование хешей…………………………………………………………………………………………. 243

11.2.1.1. Генерирование случайной соли…………………………………………………………. 244

11.2.2. Сверка хешей………………………………………………………………………………………………………. 245

11.3. Промисификация…………………………………………………………………………………………………………….. 246

11.4. Упражнение. Превращение веб-приложения в многопользовательское……………………. 246

11.4.1. Регистрация новых пользователей……………………………………………………………………. 246

11.4.2. Вход и выход……………………………………………………………………………………………………….. 254

11.4.3. Разграничение доступа к запланированным делам………………………………………… 260

11.5. Самостоятельные упражнения………………………………………………………………………………………. 262

Часть III. СУБД MongoDB. Модели Mongoose………………………… 263

Урок 12. СУБД MongoDB……………………………………………………………………… 265

12.1. Серверные СУБД и их преимущества перед «самоделками»……………………………………… 265

12.2. Введение в MongoDB……………………………………………………………………………………………………… 266

12.2.1. Базы данных, коллекции и документы……………………………………………………………… 267

12.2.2. Типы данных, поддерживаемые MongoDB………………………………………………………. 268

12.2.3. Встраивание и связывание документов…………………………………………………………….. 269

12.2.3.1. Встраивание вторичных документов в первичный………………………….. 269

12.2.3.2. Связывание вторичных документов с первичным……………………………. 271

12.2.4. Операции, выполняемые над документами………………………………………………………. 272

12.2.5. Индексы……………………………………………………………………………………………………………….. 273

12.3. Клиентская библиотека MongoDB………………………………………………………………………………… 274

12.3.1. Подключение к серверу MongoDB…………………………………………………………………….. 274

12.3.2. Выбор базы данных……………………………………………………………………………………………. 275

12.3.3. Выбор коллекции………………………………………………………………………………………………… 275

12.3.4. Добавление документов……………………………………………………………………………………… 276

12.3.4.1. Добавление одного документа…………………………………………………………… 276

12.3.4.2. Добавление нескольких документов………………………………………………….. 277

12.3.5. Поиск документа…………………………………………………………………………………………………. 278

12.3.5.1. Написание условий поиска………………………………………………………………… 278

Условия простого сравнения………………………………………………………………………… 279

Поиск документа по объектному идентификатору…………………………………….. 280

Условия, использующие операторы сравнения………………………………………….. 280

Составные условия, содержащие логические операторы…………………………. 281

12.3.5.2. Указание набора выдаваемых атрибутов…………………………………………. 284

12.3.5.3. Типы значений атрибутов у выдаваемого документа……………………… 285

12.3.6. Фильтрация документов…………………………………………………………………………………….. 285

12.3.6.1. Выдача всех документов из коллекции……………………………………………… 286

12.3.6.2. Сортировка выданных документов……………………………………………………. 286

12.3.6.3. Выдача части отфильтрованных документов………………………………….. 287

12.3.6.4. Курсор. Получение отфильтрованных документов…………………………. 287

12.3.7. Исправление документов……………………………………………………………………………………. 289

12.3.7.1. Исправление одного документа…………………………………………………………. 289

12.3.7.2. Исправление нескольких документов………………………………………………… 291

12.3.8. Удаление документов…………………………………………………………………………………………. 292

12.3.8.1. Удаление одного документа………………………………………………………………. 292

12.3.8.2. Удаление нескольких документов……………………………………………………… 292

12.4. Вместо упражнения………………………………………………………………………………………………………… 292

Урок 13. Mongoose: объектные модели и их написание………………………… 294

13.1. Введение в объектные модели. Mongoose…………………………………………………………………….. 294

13.2. Mongoose: подключение к базе данных……………………………………………………………………….. 295

13.3. Mongoose: создание моделей…………………………………………………………………………………………. 296

13.3.1. Схемы Mongoose…………………………………………………………………………………………………. 297

13.3.1.1. Написание перечней атрибутов…………………………………………………………. 297

13.3.1.2. Типы значений атрибутов, поддерживаемые Mongoose………………….. 297

13.3.1.3. Указание простых индексов……………………………………………………………….. 298

13.3.1.4. Дополнительные параметры атрибутов……………………………………………. 299

13.3.1.5. Создание схем……………………………………………………………………………………… 301

13.3.1.6. Указание индексов любой сложности……………………………………………….. 303

13.3.1.7. Виртуальные атрибуты и создание…………………………………………………… 303

13.3.2. Создание моделей……………………………………………………………………………………………….. 305

13.4. Упражнение. Перевод веб-приложения на работу с базой данных MongoDB (часть 1) 305

Урок 14. Mongoose: запись данных………………………………………………………. 310

14.1. Mongoose: добавление, правка и удаление документов……………………………………………… 310

14.1.1. Добавление документов……………………………………………………………………………………… 310

14.1.1.1. Добавление одного документа…………………………………………………………… 310

14.1.1.2. Добавление нескольких документов………………………………………………….. 311

14.1.2. Правка документов……………………………………………………………………………………………… 312

14.1.2.1. Правка одного документа…………………………………………………………………… 312

Способ первый: в стиле моделей Mongoose………………………………………………… 312

Способ второй: в стиле клиентской библиотеки MongoDB………………………. 314

14.1.2.2. Правка нескольких документов………………………………………………………….. 316

14.1.3. Удаление документов…………………………………………………………………………………………. 316

14.1.3.1. Удаление одного документа………………………………………………………………. 316

14.1.3.2. Удаление нескольких документов……………………………………………………… 317

14.2. Низкоуровневые и высокоуровневые инструменты…………………………………………………….. 317

14.3. Упражнение. Перевод веб-приложения на работу с базой данных MongoDB (часть 2) 318

Урок 15. Mongoose: выборка данных……………………………………………………. 324

15.1. Mongoose: поиск документов…………………………………………………………………………………………. 324

15.1.1. Базовые инструменты поиска……………………………………………………………………………. 324

15.1.1.1. Особенности указания значений в условиях поиска………………………… 325

15.1.2. Запрос к базе данных и получение результата……………………………………………….. 325

15.1.3. Конструирование запросов на поиск………………………………………………………………… 326

15.1.3.1. Условия простого сравнения………………………………………………………………. 327

15.1.3.2. Условия, использующие операторы сравнения………………………………… 328

15.1.3.3. Составные условия с логическими операторами……………………………… 330

15.1.3.4. Указание выдаваемых атрибутов………………………………………………………. 330

15.2. Mongoose: фильтрация документов………………………………………………………………………………. 331

15.2.1. Базовые инструменты фильтрации……………………………………………………………………. 331

15.2.2. Конструирование запросов на фильтрацию…………………………………………………….. 331

15.2.2.1. Сортировка документов……………………………………………………………………… 331

15.2.2.2. Выдача части отфильтрованных документов………………………………….. 332

15.3. Mongoose: получение количества документов…………………………………………………………….. 332

15.4. Упражнение. Перевод веб-приложения на работу с базой данных MongoDB (часть 3) 333

Урок 16. Mongoose: агрегатные вычисления и расширение моделей……. 334

16.1. Агрегатные вычисления…………………………………………………………………………………………………. 334

16.1.1. Конвейер агрегатных вычислений и его создание…………………………………………… 334

16.1.1.1. Стадия фильтрации документов………………………………………………………… 336

16.1.1.2. Стадия сортировки документов…………………………………………………………. 336

16.1.1.3. Стадия формирования групп………………………………………………………………. 336

Поддерживаемые агрегатные вычисления………………………………………………….. 337

Выполнение агрегатных вычислений по всем документам из коллекции… 339

16.1.1.4. Стадия фильтрации групп…………………………………………………………………… 339

16.1.1.5. Стадия сортировки групп……………………………………………………………………. 340

16.1.1.6. Стадия выборки части групп……………………………………………………………… 340

16.1.2. Получение результатов агрегатных вычислений…………………………………………….. 341

16.1.3. Выборка связанных документов……………………………………………………………………….. 341

16.1.3.1. Стадия связывания документов………………………………………………………….. 341

16.1.3.2. Доступ к атрибутам поддокументов………………………………………………….. 342

16.1.3.3. Стадия разворачивания массива……………………………………………………….. 343

16.2. Упражнение. Создание веб-страницы наиболее активных пользователей………………. 344

16.3. Расширение функциональности моделей……………………………………………………………………… 346

16.3.1. Обычные методы моделей………………………………………………………………………………….. 346

16.3.2. Статические методы моделей……………………………………………………………………………. 348

16.3.3. Методы, задающие условия при конструировании запросов………………………… 348

16.4. Упражнение. Расширение моделей……………………………………………………………………………….. 349

16.5. Самостоятельные упражнения………………………………………………………………………………………. 351

Часть IV. Фронтенды и бэкенды. Веб-фреймворк React….. 353

Урок 17. Программирование бэкендов средствами Express………………….. 355

17.1. Традиционные и двухзвенные веб-приложения. Фронтенды и бэкенды……………………. 355

17.2. REST…………………………………………………………………………………………………………………………………. 357

17.2.1. Введение в REST…………………………………………………………………………………………………. 357

17.2.2. Практическая реализация REST………………………………………………………………………… 357

17.2.3. Разграничение доступа в стиле REST. Жетонная аутентификация……………….. 359

17.3. Программные инструменты, применяемые при разработке бэкендов……………………….. 360

17.3.1. Инструменты Express для отправки ответов…………………………………………………….. 360

17.3.2. Инструменты Express для проверки типа требуемых клиентом данных……….. 361

17.3.3. Инструменты Express для получения от пользователя данных
в формате JSON……………………………………………………………………………………………………………….. 362

17.3.4. Инструменты Mongoose для преобразования документов в JSON…………………. 363

17.4. Работа с жетонами пользователей средствами библиотеки jsonwebtoken……………….. 364

17.5. Обработка межсайтовых запросов. Библиотека cors………………………………………………….. 367

17.5.1. Проблема с доступом к «чужим» cookie……………………………………………………………. 370

17.6. Упражнение. Превращение веб-приложения в бэкенд………………………………………………… 370

Урок 18. Программирование фронтендов. React: компоненты……………… 382

18.1. Одностраничные фронтенды. Экраны………………………………………………………………………….. 382

18.2. Веб-фреймворк React……………………………………………………………………………………………………… 383

18.2.1. Введение в React…………………………………………………………………………………………………. 383

18.2.1.1. Компоненты…………………………………………………………………………………………. 383

18.2.1.2. Реактивные данные. Пропы и состояния компонентов…………………….. 385

18.2.1.3. Передача данных между компонентами. Спуск и подъем данных…. 385

18.2.1.4. Разработка React-фронтендов……………………………………………………………. 386

18.2.2. React-проект: создание и структура…………………………………………………………………. 387

18.2.2.1. Создание React-проекта……………………………………………………………………… 387

18.2.2.2. Структура React-проекта……………………………………………………………………. 387

18.2.3. Разработка компонентов……………………………………………………………………………………. 389

18.2.3.1. Объявление компонентов……………………………………………………………………. 389

18.2.3.2. Формирование содержимого компонентов. Язык JSX. Фрагменты…. 391

Указание встроенных стилей……………………………………………………………………….. 394

Условный вывод…………………………………………………………………………………………….. 394

Вывод последовательностей………………………………………………………………………… 395

Вывод потомков…………………………………………………………………………………………….. 396

18.2.3.3. Работа с состояниями компонентов…………………………………………………… 397

18.2.3.4. Обработка событий…………………………………………………………………………….. 398

18.2.3.5. Взаимодействие с элементами управления………………………………………. 399

18.2.3.6. Прямое обращение к DOM компонента. Рефы………………………………….. 400

Использование рефов для постоянного хранения данных………………………… 401

18.2.3.7. Хуки………………………………………………………………………………………………………. 401

18.2.3.8. Стилизация фронтенда……………………………………………………………………….. 404

18.2.3.9. Использование внедренных элементов в компонентах……………………. 406

18.2.4. Использование компонентов……………………………………………………………………………… 406

18.2.5. Запуск React-проекта на выполнение……………………………………………………………….. 407

18.3. Упражнение. Написание фронтенда (часть 1)……………………………………………………………… 407

18.3.1. Вывод перечня дел……………………………………………………………………………………………… 407

18.3.2. Поиск и сортировка дел……………………………………………………………………………………… 412

18.3.3. Реализация входа и выхода……………………………………………………………………………….. 415

Урок 19. React: контексты и маршрутизация……………………………………….. 420

19.1. Контексты React……………………………………………………………………………………………………………… 420

19.2. Упражнение. Написание фронтенда (часть 2)……………………………………………………………… 422

19.3. Навигация во фронтендах. Пакет React Router……………………………………………………………. 425

19.3.1. Основные понятия React Router…………………………………………………………………………. 426

19.3.2. Маршрутизация средствами React Router……………………………………………………….. 426

19.3.2.1. Маршрутизатор…………………………………………………………………………………… 426

19.3.2.2. Коммутатор………………………………………………………………………………………….. 427

19.3.2.3. Маршруты……………………………………………………………………………………………. 428

19.3.3. Навигация средствами React Router…………………………………………………………………. 429

19.3.3.1. Гиперссылки………………………………………………………………………………………… 429

Link: простая гиперссылка……………………………………………………………………………. 429

NavLink: расширенная гиперссылка……………………………………………………………. 430

19.3.3.2. Перенаправление…………………………………………………………………………………. 431

Компонент Navigate………………………………………………………………………………………. 431

Хук useNavigate()…………………………………………………………………………………………… 432

19.3.4. Получение значений URL-параметров……………………………………………………………… 432

19.3.5. Получение дополнительного значения…………………………………………………………….. 433

19.4. Упражнение. Написание фронтенда (часть 3)……………………………………………………………… 433

19.5. Самостоятельные упражнения………………………………………………………………………………………. 444

Часть V. Ввод веб-приложений в эксплуатацию……………… 445

Урок 20. Повышение производительности веб-приложений…………………. 447

20.1. Кеширование…………………………………………………………………………………………………………………… 447

20.1.1. Кеширование на стороне клиента…………………………………………………………………….. 448

20.1.1.1. Кеширование статических файлов средствами Express…………………… 448

20.1.1.2. Кеширование сгенерированных программно ресурсов
средствами Express…………………………………………………………………………………………….. 450

20.1.1.3. Управление кешированием средствами библиотеки
express-cache-ctrl…………………………………………………………………………………………………. 451

20.1.2. Кеширование на стороне сервера……………………………………………………………………… 453

20.1.2.1. Кеширование шаблонов средствами Express……………………………………. 453

20.1.2.2. Кеширование произвольных данных средствами библиотеки cache-manager  453

Библиотека cache-manager-fs-hash: файловое хранилище
кешированных данных………………………………………………………………………………….. 456

20.2. Сжатие ответов……………………………………………………………………………………………………………….. 457

20.3. Самостоятельные упражнения………………………………………………………………………………………. 458

Урок 21. Дополнительная защита веб-приложений………………………………. 459

21.1. Защита от других распространенных сетевых атак средствами библиотеки helmet. 459

21.2. Защита от атак CSRF……………………………………………………………………………………………………… 460

21.3. Защита базы данных MongoDB…………………………………………………………………………………….. 463

21.3.1. Создание суперадминистратора……………………………………………………………………….. 463

21.3.2. Создание пользователей…………………………………………………………………………………….. 465

21.3.3. Вход на сервер MongoDB в веб-приложении…………………………………………………… 466

21.4. Самостоятельные упражнения………………………………………………………………………………………. 467

Урок 22. Журналирование. Библиотека morgan…………………………………… 468

22.1. Введение в библиотеку morgan……………………………………………………………………………………… 468

22.2. Задание формата записей………………………………………………………………………………………………. 469

22.2.1. Предопределенные форматы……………………………………………………………………………… 469

22.2.2. Написание строк форматов……………………………………………………………………………….. 470

22.2.3. Расширенные инструменты для работы с форматами записей………………………. 471

22.2.3.1. Создание своих предопределенных форматов…………………………………. 471

22.2.3.2. Создание своих литералов для строк форматов………………………………. 472

22.3. Задание параметров журналирования…………………………………………………………………………. 473

22.3.1. Вывод журнала в файл……………………………………………………………………………………….. 473

22.3.2. Вывод журнала в последовательность файлов……………………………………………….. 474

22.4. Самостоятельное упражнение………………………………………………………………………………………. 476

Урок 23. Ввод веб-приложений в эксплуатацию…………………………………… 477

23.1. Отладочный и эксплуатационный режимы работы веб-приложения……………………….. 477

23.2. Подготовка фронтенда и бэкенда к эксплуатации………………………………………………………. 478

23.2.1. Подготовка бэкенда……………………………………………………………………………………………. 479

23.2.2. Подготовка фронтенда……………………………………………………………………………………….. 480

23.2.3. Создание эксплуатационной редакции фронтенда и встраивание ее
в бэкенд……………………………………………………………………………………………………………………………. 481

23.3. Подготовка веб-приложения к эксплуатации………………………………………………………………. 482

23.4. Развертывание веб-приложения…………………………………………………………………………………….. 483

23.5. Самостоятельные упражнения………………………………………………………………………………………. 483

Заключение………………………………………………………………………………………….. 485

Приложения…………………………………………………………………………………… 487

Приложение 1. Node.js: подготовка к работе………………………………………… 488

П1.1. Установка Node.js…………………………………………………………………………………………………………… 488

П1.2. Проверка работоспособности Node.js………………………………………………………………………….. 493

Приложение 2. Visual Studio Code: установка и использование…………….. 494

П2.1. Установка Visual Studio Code………………………………………………………………………………………… 494

П2.2. Запуск и завершение работы Visual Studio Code…………………………………………………………. 500

П2.3. Главное окно Visual Studio Code…………………………………………………………………………………… 500

П2.4. Расширения Visual Studio Code и работа с ними…………………………………………………………. 503

П2.5. Работа с отдельными файлами……………………………………………………………………………………… 509

П2.5.1. Создание файлов………………………………………………………………………………………………… 509

П2.5.2. Открытие файлов………………………………………………………………………………………………… 510

П2.5.2.1. Работа с вкладками главной области……………………………………………….. 510

П2.5.2.2. Разделение главной области на секции…………………………………………….. 511

Разделение на секции при открытии файлов………………………………………………. 511

Разделение на секции после открытия файлов……………………………………………. 514

П2.5.3. Сохранение файлов……………………………………………………………………………………………. 514

П2.5.4. Отмена правок, сделанных в файле………………………………………………………………….. 515

П2.5.5. Закрытие файлов………………………………………………………………………………………………… 515

П2.6. Работа с папками……………………………………………………………………………………………………………. 516

П2.6.1. Открытие папки………………………………………………………………………………………………….. 516

П2.6.1.1. Область Открытые редакторы боковой панели…………………………….. 518

П2.6.2. Работа с содержимым открытой папки……………………………………………………………. 519

П2.6.2.1. Создание файлов и папок…………………………………………………………………… 519

П2.6.2.2. Открытие файлов………………………………………………………………………………… 520

П2.6.2.3. Закрытие файлов…………………………………………………………………………………. 520

П2.6.2.4. Переименование файлов и папок………………………………………………………. 520

П2.6.2.5. Перемещение файлов и папок……………………………………………………………. 521

П2.6.2.6. Удаление файлов и папок…………………………………………………………………… 521

П2.7. Работа с программным кодом……………………………………………………………………………………….. 521

П2.7.1. Автоматическая установка отступов……………………………………………………………….. 521

П2.7.2. Синтаксическая подсветка кода……………………………………………………………………….. 522

П2.7.3. Команды для работы с кодом……………………………………………………………………………. 522

П2.7.4. Списки быстрого выбора…………………………………………………………………………………… 522

П2.7.5. Подсказки по коду………………………………………………………………………………………………. 523

П2.7.6. Выявление ошибок……………………………………………………………………………………………… 524

П2.7.6.1. Ошибки времени компиляции…………………………………………………………….. 524

П2.7.6.2. Ошибки времени выполнения…………………………………………………………….. 525

П2.7.7. Просмотр структуры программного кода………………………………………………………… 526

П2.7.8. Поиск и замена……………………………………………………………………………………………………. 528

П2.7.8.1. Поиск и замена в файле из активной папки………………………………………. 528

Поиск………………………………………………………………………………………………………………. 528

Замена…………………………………………………………………………………………………………….. 529

П2.7.8.2. Поиск и замена в файлах……………………………………………………………………. 530

Поиск………………………………………………………………………………………………………………. 530

Замена…………………………………………………………………………………………………………….. 532

П2.8. Терминал…………………………………………………………………………………………………………………………. 533

П2.9. Отладка…………………………………………………………………………………………………………………………… 534

П2.9.1. Запуск приложения для отладки………………………………………………………………………. 535

П2.9.2. Точки останова…………………………………………………………………………………………………… 535

П2.9.3. Пошаговое выполнение кода…………………………………………………………………………….. 537

П2.9.4. Просмотр состояния приложения……………………………………………………………………… 539

П2.9.5. Просмотр вывода приложения………………………………………………………………………….. 541

П2.9.6. Создание конфигурации отладки……………………………………………………………………… 541

П2.10. Вспомогательные инструменты………………………………………………………………………………….. 543

П2.10.1. Область Сценарии NPM боковой панели……………………………………………………….. 543

П2.10.2. Палитра команд……………………………………………………………………………………………….. 544

П2.10.3. Создание нескольких главных окон……………………………………………………………….. 545

П2.10.4. Мини-карта……………………………………………………………………………………………………….. 546

П2.11. Настройка Visual Studio Code……………………………………………………………………………………… 547

П2.11.1. Задание параметров Visual Studio Code…………………………………………………………. 547

П2.11.2. Задание цветовой схемы………………………………………………………………………………….. 550

П2.11.3. Задание тем значков………………………………………………………………………………………… 551

Приложение 3. MongoDB: установка……………………………………………………. 552

Приложение 4. MongoDB Shell: установка и использование…………………. 558

П4.1. Установка MongoDB Shell……………………………………………………………………………………………… 558

П4.2. Запуск и завершение MongoDB Shell……………………………………………………………………………. 560

Приложение 5. MongoDB Compass: установка и использование…………… 561

П5.1. Установка MongoDB Compass……………………………………………………………………………………… 561

П5.2. Запуск и завершение работы MongoDB Compass………………………………………………………. 562

П5.3. Главное окно MongoDB Compass…………………………………………………………………………………. 563

П5.4. Работа с соединениями………………………………………………………………………………………………….. 564

П5.4.1. Создание соединений…………………………………………………………………………………………. 564

П5.4.2. Перечни соединений…………………………………………………………………………………………… 565

П5.4.3. Удаление соединений………………………………………………………………………………………… 566

П5.5. Подключение к серверам MongoDB и отключение от них…………………………………………. 566

П5.5.1. Подключение к серверу……………………………………………………………………………………… 566

П5.5.1.1. Правка соединения……………………………………………………………………………… 567

П5.5.1.2. Подключение с входом……………………………………………………………………….. 567

П5.5.2. Просмотр списка баз данных и коллекций………………………………………………………. 567

П5.5.3. Отключение от сервера……………………………………………………………………………………… 569

П5.6. Работа с базами данных………………………………………………………………………………………………… 569

П5.6.1. Создание базы данных………………………………………………………………………………………. 569

П5.6.2. Удаление базы данных………………………………………………………………………………………. 570

П5.7. Работа с коллекциями……………………………………………………………………………………………………. 570

П5.7.1. Создание коллекции…………………………………………………………………………………………… 570

П5.7.2. Удаление коллекции…………………………………………………………………………………………… 571

П5.8. Работа с индексами………………………………………………………………………………………………………… 571

П5.8.1. Создание индекса……………………………………………………………………………………………….. 571

П5.8.2. Удаление индекса………………………………………………………………………………………………. 573

П5.9. Работа с документами……………………………………………………………………………………………………. 574

П5.9.1. Добавление документов в коллекцию………………………………………………………………. 574

П5.9.2. Просмотр документов, имеющихся в коллекции……………………………………………… 575

П5.9.2.1. Фильтрация и сортировка документов……………………………………………… 577

П5.9.3. Правка и удаление документов…………………………………………………………………………. 578

П5.9.4. Прочие операции над документами…………………………………………………………………. 579

П5.10. Экспорт и импорт документов…………………………………………………………………………………….. 580

П5.10.1. Экспорт документов…………………………………………………………………………………………. 580

П5.10.2. Импорт документов………………………………………………………………………………………….. 581

П5.11. Встроенная программа Mongosh………………………………………………………………………………… 582

Приложение 6. Postman: установка и использование……………………………. 583

П6.1. Установка Postman………………………………………………………………………………………………………… 583

П6.2. Запуск и завершение работы Postman…………………………………………………………………………. 584

П6.3. Главное окно Postman……………………………………………………………………………………………………. 585

П6.4. Отправка клиентских запросов…………………………………………………………………………………….. 587

П6.4.1. Задание целевого интернет-адреса и HTTP-метода……………………………………….. 587

П6.4.2. Указание GET-параметров………………………………………………………………………………… 588

П6.4.3. Указание POST-параметров………………………………………………………………………………. 590

П6.4.4. Указание жетона пользователя для аутентификации…………………………………….. 590

П6.4.5. Указание заголовков запроса……………………………………………………………………………. 591

П6.4.6. Работа с cookie……………………………………………………………………………………………………. 591

П6.4.7. Отправка созданного клиентского запроса……………………………………………………… 594

П6.5. Просмотр серверных ответов………………………………………………………………………………………… 594

П6.5.1. Просмотр тела ответа………………………………………………………………………………………… 595

П6.5.2. Просмотр cookie, полученных с ответом…………………………………………………………. 596

П6.5.3. Просмотр заголовков ответа……………………………………………………………………………… 596

П6.6. Работа с вкладками главной области…………………………………………………………………………… 597

П6.7. Работа с историей Postman…………………………………………………………………………………………… 599

Приложение 7. Описание файлового архива………………………………………… 601

Предметный указатель…………………………………………………………………………. 602

Дронов Владимир Александрович, профессиональный программист, писатель и журналист, работает с компьютерами с 1987 года. Автор более 30 популярных компьютерных книг, в том числе «Django 2.1. Практика создания веб-сайтов на Python», “HTML, JavaScript, PHP и MySQL. Джентльменский набор Web-мастера“, «Python 3. Самое необходимое», «Python 3 и PyQt 5. Разработка приложений», “Laravel. Быстрая разработка современных динамических Web-сайтов на PHP, MySQL, HTML и CSS“, “Angular 4. Быстрая разработка сверхдинамических Web-сайтов на TypeScript и PHP” и книг по продуктам Adobe Flash и Adobe Dreamweaver различных версий. Его статьи публикуются в журналах “Мир ПК” и “ИнтерФейс” (Израиль) и интернет-порталах “IZ City” и “TheVista.ru”.

Опубликовано

Платформа node.js

Раздел гл. 1 книги “Умные вещи: Arduino, датчики и сети для связи устройств: Пер. с англ. 3-е изд.” (автор Том Иго)

Большинство программ для веб-сервера в этой книге написаны на основе платформы (фреймворка) node.js, позволяющей программировать в операционной системе на языке JavaScript. Первоначально язык JavaScript предназначался для использования в веб-браузерах, чтобы предоставить пользователям возможности взаимодействия с веб-страницами, которые не обеспечивались средствами HTML[1]. Вскоре он стал стандартным языком программирования приложений для веб-браузеров. В 2009 году Райан Даль (Ryan Dahl) с группой программистов из компании Joyent решили использовать язык JavaScript при создании серверных программ, для чего они и разработали платформу node.js. Впоследствии эта платформа приобрела большую популярность для программирования серверных приложений, а также нашла много других применений.

Весьма примечательно, что созданные созданные с использованием платформы node.js программы могут исполняться на локальном или встроенном компьютере, не требуя для этого установки веб-сервера[2]. Это дает возможность протестировать на локальном компьютере свеженаписанные программы, прежде чем загружать их на веб-сайт. Платформа node.js также позволяет создавать клиент-серверные приложения для использования в домашней сети без необходимости подключения к Интернету. Чтобы упростить выполнение примеров этой книги, в большинстве случаев в качестве сервера в ней задействуется локальный компьютер.

В отличие от среды Processing, для платформы node.js не существует стандартного графического интерфейса пользователя. Работа с ней выполняется с помощью командной строки. Загрузите программу установщика node.js с сайта https://nodejs.org/en/ и установите ее на свой компьютер. Затем откройте окно программы терминала, как описано в предыдущем разделе, и выполните команду:

$ node –v

В ответ на экран должно быть выведено сообщение наподобие следующего:

v6.9.5

Это сообщение содержит информацию о версии node.js, установленной на компьютере. Код для проектов этой книги писался под версию node.js 6.9.5, поэтому для их исполнения на вашем компьютере должна быть установлена эта или более поздняя версия node.js.

Установка набора средств разработки

Для создания программ в node.js требуется также ряд других программных средств разработки, которые могут отсутствовать у начинающих программистов. Такой набор состоит из компиляторов, текстовых редакторов и отладчиков и иногда называется цепочкой инструментов[3] (что подразумевает последовательное их использование). Для компьютеров под Windows большинство этих инструментов доступны в пакете интегрированной среды разработки Microsoft Visual Studio, а под macOS — в интегрированной среде разработки XCode.

Пакет Visual Studio платный, но также существует его бесплатная версия Community Edition. Загрузить любую версию пакета, включая бесплатную, можно по адресу: www.visualstudio.com/downloads/.

Пакет XCode можно загрузить из магазина приложений Mac App Store. После установки этого пакета нужно будет также установить средства XCode для работы в командной строке. Это можно сделать, выполнив следующую команду:

$ xcode-select --install

После установки необходимых программных средств можно устанавливать и node.js.

Пишем код

Итак, создадим в node.js первую программу. Запустите свой текстовый редактор, введите в него следующий код:

console.log("Hello world!");

и сохраните файл под именем hello.js на своем компьютере.

Затем запустите программу терминала и перейдите в каталог, в котором вы сохранили программу. Запустите программу на исполнение, выполнив команду:

$ node hello.js

В результате исполнения этой команды на экран будет выведен следующий текст:

Hello world!

Примерно так же захватывающе, как ваш первый скетч на Processing[4], не так ли?

Веб-сервер на node.js

Платформа node.js первоначально предназначалась для написания веб-серверов, и именно с ее помощью большинство пользователей создают такие программы.

Сервер — это программа, которая предоставляет в сети сервисы другим программам, которые называются клиентами. Клиенты посылают веб-серверу запросы по протоколу HTTP[5]. В ответ на эти запросы сервер отсылает клиенту файлы HTML, изображений, аудио и других элементов веб-сайта. Например, ваш веб-браузер, выполняющий роль клиента, устанавливает подключение к серверу и запрашивает веб-страницу. Серверная программа принимает подключение и доставляет клиентской программе (т. е. браузеру) файлы, представляющие эту веб-страницу.

Протокол HTTP, серверы и клиенты рассматриваются более подробно в главе 3, однако мы и сейчас можем написать простой сервер на node.js.

Пишем код

Создайте в своем домашнем каталоге каталог под названием simpleServer. Затем откройте текстовый редактор, введите в него представленную далее программу и сохраните ее в файле server.js в каталоге simpleServer.

Рассмотрим ее код подробнее, чтобы выяснить, как выглядит общая структура программ node.js:

  1. Подключаются библиотеки:
// подключаем библиотеки и объявляем глобальные переменные:
 
var express = require('express'); // Подключаем библиотеку express
  1. Определяются глобальные переменные:
var server = express(); // создаем объект server,
 
// используя библиотеку express
  1. Определяются функции обратного вызова:
// определяем функцию, которая вызывается
 
// при поступления запроса от клиента:
 
function respondToClient(request, response) {
 
console.log("got a request"); // выводим сообщение
 
//в консоли командной строки
 
//отправляем сообщение клиенту:
 
response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/html"});
 
response.write("Hello, client!");
 
response.end();
 
}
  1. Исполняется основной код:
// Запускаем сервер:
 
server.listen (8080);
 
// определяем, что делать при получении запроса клиента:
 
server.get('/*', respondToClient);
 
console.log("Server is listening on port 8080");

Убедитесь в наличии подключения к Интернету, затем перейдите в командной строке в каталог simpleServer и выполните команду:

$ npm install express

Эта команда дает указание npm — диспетчеру пакетов node (node package manager) установить библиотеку express.js, которая необходима для работы сервера. В процессе исполнения команды отображается индикатор выполнения, выводятся несколько предупреждений, и по завершении исполнения снова возвращается командная строка. Теперь выполните следующую команду:

$ node server.js

В результате исполнения этой команды на экран выведется следующий текст:

Server is listening on port 8080 (Сервер прослушивает порт 8080)

После этого предложение командной строки вы увидеть не сможете, поскольку, в отличие от программы из файла hello.js, исполнение которой завершилось после выполнения одной ее строки, эта программа продолжает исполняться. Откройте какой-либо браузер и введите в строку адреса:

$ node server.js
http://localhost:8080

В результате должна открыться страница, наподобие показанной на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Результат исполнения программы сервера node.js браузере

При этом в консоли командной строки должно отобразиться сообщение типа следующего:

Got a request! (Получен запрос!)

И так на каждый запрос веб-браузера сервер выводит ответ в консоль командной строки. Иногда после ввода адреса в адресную строку веб-браузер посылает серверу два запроса, одним из которых является запрос favicon — небольшого значка слева от адреса страницы в строке адреса веб-браузера.

Чтобы завершить работу программы веб-сервера, нажмите на клавиатуре комбинацию клавиш <Ctrl>+<C>.

Структура программ node.js

Структура программ node.js (которые иногда называются скриптами или сценариями) иная, чем у скетчей Processing. Рассмотрим некоторые из этих различий.

Прежде всего, JavaScript (и, соответственно, node.js) является языком со слабым контролем типов данных. Это означает, что при объявлении переменных объявлять тип их данных не нужно — достаточно объявить их с помощью ключевого слова var. А JavaScript сам попытается определить тип данных переменной в зависимости от способа ее применения.

Второе, JavaScript является функциональным языком программирования. То есть переменные в нем могут содержать не только значения, но и функции. Все станет вам более понятным, когда вы увидите реализацию этого принципа на практике. Посмотрите на программу веб-сервера из предыдущего раздела. В первой строке программы создается копия (которая называется экземпляром) библиотеки node.js express, которая сохраняется в переменной express. Функции этой библиотеки будут затем вызываться из переменной http. Во второй строке кода функция express() создает экземпляр всей библиотеки express, который сохраняется в переменной server. Далее, в конце программы, вызывается функция listen() объекта server, которая прослушивает порт 8080 на наличие новых запросов от клиентов.

Третье, программы JavaScript исполняются асинхронно. Это означает, что каждая команда начинает исполняться сразу же после запуска предыдущей, не дожидаясь завершения ее исполнения. При вызове функции ей часто передается функция обратного вызова, которая исполняется, когда она готова выдать какие-либо результаты. Пример использования такой функции можно увидеть во второй строке основного кода программы server.js — функция server.get() содержит функцию обратного вызова respondToClient(), которая исполняется при каждом поступлении запроса от нового клиента. Благодаря свойству асинхронности программ JavaScript, сервер может одновременно отвечать на несколько запросов, без необходимости завершить ответ на один, чтобы начать отвечать на другой.

В языке JavaScript используется синтаксис в стиле языков С и Java. В частности, операторы (инструкции) заканчиваются точкой с запятой, а блоки кода заключаются в фигурные скобки. Синтаксис в стиле языка С используется и для условных операторов if-then и операторов цикла for.

Сценарии серверов на node.js обычно имеют такую структуру:

  1. С помощью функции require() подключаются все необходимые библиотеки.
  2. Объявляются переменные, область действия которых охватывает всю программу (глобальные переменные).
  3. Объявляются функции обратного вызова, которые будут использоваться в основном коде.
  4. Исполняется основной код.

В соответствии с этой структурой и создана программа server.js.

Дополнительную информацию по синтаксису node.js вы найдете в руководстве, которое можно загрузить с веб-сайта www.nodejs.org. Более подробно программирование с использованием node.js описано в книге Шелли Пауэрс (Shelley Powers) «Learning Node: Moving to the Server-Side» (издательство O’Reilly). А книга Этана Брауна (Ethan Brown) «Learning JavaScript» (издательство O’Reily) поможет вам в изучении языка JavaScript.

  1. HTML, HyperText Markup Language — язык разметки гипертекстовых документов. ↑
  2. Значимость этого обстоятельства становится понятной в свете того факта, что для исполнения на локальном или удаленном компьютере программ, написанных на другом популярном языке для серверных программ — PHP, требуется наличие веб-сервера — например, Apache. ↑
  3. От англ. toolchain. ↑
  4. К сожалению, русские буквы с консольном режиме в среде node.js не отображаются, поэтому получить здесь «Здравствуй, мир!» у нас не получится. ↑
  5. HTTP, Hypertext Transfer [Transport] Protocol — протокол передачи гипертекста. ↑

Вам могут понадобиться