Веб-фреймворки: введение для новичков

фреймворк

Веб-фреймворки сильно изменили мир программирования и стали неотъемлемой частью процесса разработки. Вы можете попробовать поискать информацию  о них на сайтах, в статьях и книгах, но найдёте только общую и неоднозначную информацию — ничего, кроме бесконечных определений и сложных терминов, от которых закипает мозг. Пора наконец разобраться, что из себя представляют веб-фреймворки.

Что такое веб-фреймворк

Веб-фреймворк — инструмент, облегчающий процесс написания и запуска веб-приложения. Вам не нужно самостоятельно писать кучу кода и тратить время на поиск потенциальных просчётов и ошибок.

На рассвете эры веб-разработки все приложения писались вручную, и только разработчик приложения мог изменить или развернуть его. Веб-фреймворки позволили выбраться из этой западни. С 1995 года вся морока, связанная с изменением структуры приложения, была приведена в порядок благодаря появлению общего подхода к разработке веб-приложений. В это время появились языки для веба. Сейчас их разнообразие позволяет выбрать подходящий как для статических, так и для динамических страниц. В зависимости от поставленной задачи, вы можете выбрать один фреймворк, покрывающий все нужды, или совместить несколько.

Типы веб-фреймворков

У фреймворков есть две основные функции: работа на серверной стороне (бэкенд) и работа на клиентской стороне (фронтенд).

Фронтенд-фреймворки связаны с внешней частью приложения. Простыми словами, они отвечают за внешний вид приложения. Бэкенд отвечает за внутренне устройство приложения. Рассмотрим оба типа поподробнее.

Серверные фреймворки. Правила и архитектура таких фреймворков не даёт возможности создать веб-приложение с богатым интерфейсом. Они ограничены в своей функциональности, однако вы всё равно можете создавать простые страницы и разные формы. Также они могут формировать выходные данные и отвечать за безопасность в случае атак. Всё это определённо может упростить процесс разработки. Серверные фреймворки в основном отвечают за отдельные, но критически важные части приложения, без которых оно не сможет нормально работать. Вот несколько самых популярных фреймворков и языки, с которыми они работают:

  • Django — Python;
  • Zend — PHP;
  • Express.js — JavaScript;
  • Ruby on Rails — Ruby.

Чтение по теме: Django или Ruby on Rails: какой фреймворк выбрать?

Клиентские фреймворки. В отличие от серверных, клиентские фреймворки никак не связаны с логикой приложения. Этот тип фреймворков работает в браузере. С их помощью можно улучшить и внедрить новые пользовательские интерфейсы. Фронтенд-фреймворки позволяют создавать разные анимации и одностраничные приложения. Все клиентские фреймворки отличаются по функциональности и использованию. Вот некоторые из них:

  • Backbone+Marionette;
  • Angular;
  • Ember.js;
  • Vue.js.

Все эти фреймворки используют JavaScript.

Многофункциональные фреймворки. Meteor известен как фулл-стек веб-фреймворк. Это значит, что он удовлетворяет почти все потребности как со стороны клиента, так и со стороны сервера, что делает Meteor чрезвычайно популярным. Вам не нужно тратить время на то, чтобы наладить взаимодействие между двумя фреймворками через REST API — вы можете просто выбрать Meteor и ускорить процесс разработки. Но это не главная особенность этого фреймворка. Обе стороны — серверная и клиентская — работают на одном языке, поэтому вы можете создавать и использовать для них один и тот же код. Следующая особенность — «режим реального времени» — когда вы что-то меняете в одном интерфейсе, изменения происходят и в остальных. В качестве примера можно взять документ или таблицу с общим доступом. Когда вы добавляете комментарии или как-то изменяете содержимое, другие пользователи тоже это видят.

На этом о разделении на типы можно закончить, однако масштабы тоже важны. Фреймворки также отличаются по размеру. Существуют такие монструозные фреймворки, которые предлагают решения для всех задач.

Более легковесные варианты специализируются на решении конкретных задач — такие фреймворки называются микрофреймворками. Они не предоставляют «из коробки» всё, что нужно, однако иногда лучше разложить функциональность на несколько подоходов (фреймворки, микрофреймворки, библиотеки). Функциональность микрофреймворков можно расширять с помощью сторонних приложений и создавать небольшие проекты на их основе или совместить микрофреймворк с основным «большим» фреймворком.

Например, если ваше приложение основано на Django и вам нужны веб-сокеты, то вы можете воспользоваться микрофреймворком aiohttp.

Другой пример: если ваше приложение не очень большое и вам нужна только простая маршрутизация URL и шаблоны с несложным контекстом, вы можете использовать Flask с Jinja2 (или другим шаблонизатором) вместо Django.

Особенности и архитектура

Несмотря на то, что все фреймворки отличаются друг от друга и выбрать какой-нибудь из них может быть очень сложно, есть несколько вещей, общих для них всех. Речь идёт об архитектуре и особенностях, которые так же важны, как и функции.

Архитектура

Архитектура почти всех фреймворков основана на декомпозиции нескольких отдельных слоёв (приложения, модули и т.д.), что означает, что вы можете расширять функциональность исходя из своих потребностей и использовать изменённую версию вместе с кодом фреймворка или использовать сторонние приложения. Такая гибкость является ещё одним ключевым преимуществом фреймворков. Существует множество open-source сообществ и коммерческих организаций, которые создают приложения или расширения для популярных фреймворков, например, Django REST Framework, ng-bootstrap и т.д.

MVC — Модель, Представление и Контроллер (Model-View-Controller) — три составляющих каждого веб-фреймворка.
фреймворк

Модель содержит все данные и уровни бизнес-логики, её правила и функции.

Представление отвечает за визуальное отображение данных, например, диаграммы, графики и т.д.

Контроллер просто трансформирует данные для команд предыдущих двух составляющих.

Они неотделимы друг от друга, поэтому важно как следует во всём разобраться, чтобы избежать ошибок во время работы приложения.

Особенности

Теперь давайте посмотрим на некоторые общие особенности, которые делают фреймворки многофункциональными и удобными на практике.

фреймворк

Веб-кэширование

Кэширование просто помогает хранить разные документы и позволяет избежать надоедливой перегрузки сервера. Пользователи могут использовать его в разных системах при определённых условиях. Также оно работает на серверной стороне. Например, вы могли заметить кэшированные веб-страницы на странице результатов поисковой выдачи Google.

Скаффолдинг

Это ещё одна технология, поддерживаемая некоторыми MVC-фреймворками, о которой следует знать. Фреймворк может автоматически сгенерировать типичные части приложения или даже всю струкутру проекта (если речь идёт о инициализации). Это позволяет существенно увеличить скорость разработки и стандартизирует кодовую базу.

Система веб-шаблонов

Система веб-шаблонов представляет собой набор разных методологий и программного обеспечения, реализованных для создания и развёртывания веб-страниц. Для обработки веб-шаблонов используются шаблонизаторы. Они являются инструментом фреймворка, отвечающим за веб-публикацию.

Сопоставление URL

Если вы хотите упростить индексацию вашего сайта поисковыми движками, в то же время создавая привлекательное название для сайта, то эта функция фреймворков — то, что вам нужно. Также сопоставление URL может облегчить доступ к страницам вашего сайта.

Приложения

Множество типов веб-приложений поддерживаются веб-фреймворками. В основном они применяются для создания таких приложений, как блоги, форумы, CMS и т.д.

Вся эта функциональность свойственна всем фреймворкам. Однако, как ни парадоксально, с таким широким ассортиментом разработчик теряется и не может ничего выбрать. Поэтому вам нужно придумать критерии, согласно которым можно выбрать лучший инструмент, облегчающий разработку. Например, ваш выбор может зависеть от предпочитаемого языка программирования. Как было упомянуто ранее, фреймворки можно найти на всех языках. Кроме того, нужно обратить внимание на круг возможностей набора инструментов фреймворка. Если он покрывает ваши потребности, то вы на верном пути. Говоря о предпочтениях, стоит отметить, что они могут служить как во благо, так и во вред. Конечно, лучше использовать фреймворки, которые проще изучить, однако порой написанные по правилам старой школы и редко используемые, но подходящие фреймворки, могут привести вас к успеху.

Руководства

Как мы уже убедились, выбор и использование веб-фреймворка может стать тем ещё испытанием. Однако сам процесс не такой уж и сложный, как могло показаться. Есть достаточное количество документов, библиотек и руководств, призванных помочь изучить фреймворк и ответить на все возникающие вопросы. Существуют сайты, которые предоставляют быстрое введение в любой фреймворк.

Например, Tutorialspoint — кладезь разных руководств, покрывающих структуру каждого фрейморка и предоставляющих информацию по разным деталям. Есть руководства по Java-фреймворкам, PHP-фреймворкам и Zend.

Если ваш выбор пал на Ruby on Rails, можете заглянуть в это подробное руководство, которое описывает все «за» и «против» этого фреймворка и учит всему необходимому, начиная с установки.

Безусловно, это далеко не самый полный список. Интернет полон разных источников, из которых можно черпать новые знания. Вы можете посмотреть пошаговые уроки на YouTube и затем выбрать понравившийся фреймворк.

Если у вас появляются какие-то вопросы, то стоит заглянуть на StackOverflow.

Этим сайтом пользуются разработчики по всему миру. Здесь они делятся своим опытом и помогают другим решать их проблемы. Просто задайте вопрос, и вам предложат несколько возможных решений.

Итак, с фреймворками не так сложно разобраться, как кажется. Не тратьте время на панику — посмотрите пару руководств и попробуйте поработать со своим первым фреймворком.

Перевод статьи «Web Frameworks: How To Get Started»

Ещё интересное для вас:
Тест: какой язык программирования вам стоит выбрать для изучения?
Тест: как хорошо вы разбираетесь в Data Science?
Соревнования и бесплатная онлайн-школа для программистов