Saiba o que é Node.js, como ele funciona e como usá-lo no seu site

O Node.js é um ambiente de execução Javascript, linguagem padrão de manipulação de páginas HTML, criada em 1995. Anteriormente, foi usada para o desenvolvimento client-side, mas com a evolução da Internet, também passou a ser aplicada como server-side.

O ambiente do Node.js é utilizado por gigantes do mercado de tecnologia, como Netflix e LinkedIn. Sua escolha é embasada em uma característica muito peculiar: sua alta escalabilidade, uma vez que a execução single-thread permite criar um Event Loop com requisições que não demandam output.

Essa arquitetura, somada a outras vantagens, como o baixo custo e a flexibilidade, permitem que o Node.js embase, principalmente, aplicações multidirecionais com comunicação e troca de dados em tempo real. Neste artigo, falaremos mais sobre o Node.js. Veja, a seguir:

• O que é Node.js?
• Quais as características do Node.js?
• Como o Node.js funciona?
• Como usá-lo no seu site?
• Quais as vantagens do Node.js?

O que é Node.js?

O Node.js é um ambiente de execução na porta 80 padrão,baseado na pilha da web aberta (HTML, CSS e JS). Ou seja, é uma plataforma em que é possível criar aplicações Javascript sem depender de um browser para a execução.

Sua execução em single-thread não exige resposta a cada requisição. Assim, a dinâmica de entrada e saída (I/O) fica diferente, com inputs não bloqueadores.

A plataforma preenche uma necessidade específica: criação de aplicativos de rede altamente rápidos, escaláveis e com grande volume de conexões simultâneas. Apesar disso, não é indicada para operações robustas que demandem resposta e muitos recursos computacionais, como memória RAM.

Quais as características do Node.js?

A característica que diferencia o Node.js de outras plataformas é exatamente essa execução single-thread, em que uma única thread executa o código Javascript. Em outras linguagens, ela é multi-thread, ou seja, a cada solicitação (input) são requisitados recursos computacionais até a obtenção de uma resposta (output).

A quantidade de threads é limitada ao volume desses recursos computacionais disponíveis. Então, elas não podem ser criadas em grande volume, pois quando esse limite é atingido, as novas solicitações precisam aguardar para ser executadas.

Um sistema com capacidade de 8 GB de memória RAM, em que cada thread tem 2 MB de memória, está limitado à quantidade máxima de 4.000 conexões simultâneas. Isso, sem computarmos os gastos de recursos com a alternância dos encadeamentos, por exemplo.

Com o Node.js, esse cenário não existe: ele possibilita executar milhões de conexões simultâneas, porque não aguarda o processamento da resposta, ou seja, é altamente escalável.

É lógico que os desenvolvedores precisam cuidar para que todas essas solicitações do usuário não sejam bloqueadas até que o cálculo seja concluído. Além disso, devem criar um processo de recuperação em cada instância travada, pois pode haver exceções que alcancem o loop de eventos e travem o programa.

Como o Node.js funciona?

Conforme abordamos, cada solicitação criada em um servidor tradicional multi-thread gera um novo encadeamento, com operações de I/O (Input/Output) que ocupam a memória RAM do sistema até que ela atinja seu limite máximo disponível.

Já o Node.js opera em um único encadeamento (single-threaded), por meio do modelo I/I (Input/Input) sem bloqueio. Isso permite que o sistema suporte dezenas de milhares de conexões simultâneas durante o Event Loop, ou loop de eventos.

Dessa forma, o loop de eventos, chamado assim justamente porque cada solicitação é classificada como um evento único, executa todas as requisições (inclusive as concorrentes) na pilha de eventos de forma assíncrona,. Ou seja, sem que elas bloqueiem a thread. Veja essa explicação, na imagem a seguir.

Como usá-lo no seu site?

Saiba como essa tecnologia pode ser aplicada.

Chat

O bate-papo é uma aplicação multidirecional, ou seja, gera um fluxo de informações entre dois ou mais usuários, em tempo real. A aplicação por meio do Node.js permite que a comunicação seja estabelecida na porta 80 padrão.

Além disso, o Node.js permite que a aplicação sejaleve, suporte o tráfego e o uso intenso de dados sem demandar alto volume de processamento. Logo, a operação funciona sob os mesmos princípios básicos do Node.js: reage a eventos, manipula as conexões de forma simultânea e mantém a fluidez na experiência do usuário.

API para requisição no banco de dados

Bancos de dados são baseados em JSON (JavaScript Object Notation) e uma API criada no Node.js funciona sem a incompatibilidade de impedância e a necessidade de conversão dos dados. Permite, portanto, que os dados sejam enviados para o front-end sem demandar várias conexões que uniformizam as informações e atrasam a execução da solicitação.

Por exemplo, se você usa o Rails, precisa converter os dados de JSON para modelos binários e depois retorná-los como JSON para visualização em HTTP. Com o Node.js, você pode simplesmente disponibilizar as informações ao usuário.

Inputs em fila

O recebimento de uma grande quantidade de dados simultâneos pode criar gargalos no seu banco de dados devido à alta demanda por capacidade de resposta (a confirmação de gravação dos dados, por exemplo).

Para suportar esse grande volume de solicitações e não criar operações de bloqueio, é preciso usar um modelo que não demande resposta. Além de funcionar com a single-threaded sem bloqueio, o Node.js agiliza e facilita as conexões criadas para a visualização de informações, uma vez que opera em JSON. Dessa forma, é ideal para:

• registrar ou gravar dados de rastreamento de usuários;
• processar lotes de informações que podem ser usadas posteriormente;
• operar atualizações que não precisam ser refletidas instantaneamente (a contagem de curtidas em uma rede social, por exemplo).

Dessa forma, os dados são enfileirados por meio de algum tipo de infraestrutura de armazenamento em cache, como RabbitMQ ou ZeroMQ, e processados em lote separadamente, por meio de hardwares diferentes.

Em resumo, o Node.js permite que você deixe as informações do banco de dados “em stand by”, para que elas sejam tratadas posteriormente.

Transmissão e visualização de dados

Nas plataformas da web mais tradicionais, as solicitações e respostas HTTP são tratadas como eventos isolados, como fluxos de dados. Por meio do Node.js é possível processar arquivos durante o carregamento, pois eles entram em uma fila que permite seu processamento simultâneo.

Isso pode ser feito, em alguns casos, para codificar os dados de áudio ou de vídeo em tempo real. Em outro nível, um aplicativo baseado em Node.js pode rastrear informações de terceiros na web em tempo real: o preços das ações na bolsa de valores, por exemplo, para embasar análises, gráficos e tabelas que auxiliam na visualização de dados.

Proxy

O Node.js é facilmente empregado como um proxy do lado do servidor, pois suporta uma grande quantidade de conexões simultâneas sem bloqueio. Isso é útil em proxies de diferentes serviços e com tempos de resposta variados.

Também serve para coletar dados de vários pontos de origem: um aplicativo que extrai informações de diferentes fontes, como imagens e vídeos, para fazer a compilação depois, por exemplo. Embora existam servidores proxy dedicados, o Node.js pode transformar uma infraestrutura comum em proxy de base local.

Monitoramento de usuários

Outro uso muito comum do Node.js acontece por meio do rastreamento dos visitantes de um site e a visualização de suas interações em tempo real. Isso permite que proprietários de páginas coletem informações de acesso simultaneamente à ocorrência das ações.

Imagine poder iniciar a interação com um cliente ao perceber que ele consultou mais de uma vez um produto na sua loja virtual? Ou abrir um chat quando perceber que o seu consumidor atingiu um ponto específico do funil de vendas?

Monitoramento de sistemas

Já na infraestrutura de TI, o Node.js permite monitorar o uso de sistemas. Um provedor de SaaS pode oferecer aos seus usuários a comodidade de acompanhar como os serviços são executados no software, similar ao que acontece na página de status do GitHub.

Com o loop de eventos do Node.js, é possível criar um dashboard que verifica os status dos serviços de maneira assíncrona e envia dados aos usuários em tempo real, todos executados na pilha da web aberta suportada pela tecnologia.

Quais as vantagens do Node.js?

Não é difícil perceber que a maior vantagem do Node.js é a sua escalabilidade. Mas também podemos reforçar sua flexibilidade, leveza e a produtividade que seu uso proporciona. Veja, a seguir.

Flexibilidade

O NPM (Node Package Manager) é o repositório do Node.js e abrange uma grande quantidade de módulos que podem ser aplicados em muitas situações:

• express ou express.js: uma estrutura de desenvolvimento web inspirada no Sinatra e padrão para a maioria dos aplicativos Node.js existentes;
• hapi: uma estrutura centrada na configuração, modulação e usabilidade, para a construção de aplicativos e aplicações de serviços;
• connect: estrutura de servidor HTTP extensível para Node.js, que fornece uma coleção de plugins de alto desempenho conhecidos como middleware;
• socket.io e sockjs: componente de servidores;
• pug: inspirado no HAML é um padrão no express.js e um dos mecanismos mais populares;
• mongodb e mongojs: API em Node.js para bancos de dados;
• redis: biblioteca de clientes Redis;
• forever: utilitário que garante a continuidade do Node.js diante de falhas inesperadas;
• moment: biblioteca para analisar, validar, manipular e formatar datas em JavaScript.

Leveza

Por não exigir muitos recursos de computação, especialmente de memória RAM, o Node.js é extremamente leve, se comparado a outras tecnologias tradicionais. Pode ser usado conjuntamente com o Docker para potencializar ainda mais o desempenho em processos como deploy e replicação de máquinas.

Produtividade

Pela compatibilidade com o Javascript e o uso da mesma linguagem em frontend e backend, o Node.js é a plataforma preferida para o desenvolvimento web. Além disso, a tecnologia possibilita que deploys e iterações sejam mais ágeis, o que influencia a facilidade de resolução de problemas.

Se tudo isso parecer muito complexo, não se preocupe. Existem plataformas que orientam quantos às melhores tecnologias para embasar sites. Uma delas é a Stage, um serviço da Rock Content.

Ficou com dúvida e quer conhecer melhor o JavaScript usado no Node.js? Consulte nosso guia sobre essa linguagem de programação!