O que é Node.js? Uma Introdução Abrangente + Casos de Uso

Se você está apenas abrindo seu primeiro livro sobre programação ou é um desenvolvedor experiente que já navegou por capítulos de linguagens de programação, “Node.js” é um termo que você provavelmente encontrou ao longo da narrativa tecnológica.

O que é Node.js, e por que é tão prevalente?

Pense no Node.js como o fiel companheiro nas suas aventuras de programação, não apenas um personagem qualquer na sua história, mas um aliado crucial que traz suas ideias inovadoras à vida fora do enredo web convencional. É como descobrir uma pista oculta que de repente faz tudo fazer sentido, permitindo que você construa aplicações tão responsivas e dinâmicas quanto as reviravoltas de um romance policial.

Node.js possui a habilidade única de transformar o complexo em alcançável, tornando o desenvolvimento de aplicações não apenas uma possibilidade, mas uma jornada divertida.

Continue lendo para saber mais sobre Node.js — onde cada linha de código que você escreve ajuda a desbloquear o potencial de seus projetos no amplo mundo da programação.

O que é Node.js e por que é importante?

Node.js é um ambiente de execução usado para executar código JavaScript em servidores. Ele permite que você execute JavaScript sem um navegador web. Node.js suporta sistemas operacionais como Windows, macOS e Linux. É uma plataforma de código aberto, portanto, todos os usuários podem acessar o código fonte gratuitamente.

Os criadores do Node.js inicialmente o projetaram para arquiteturas em tempo real e baseadas em envio. Essas arquiteturas incluem chatbots, notificações, mídia em streaming e ferramentas de colaboração, oferecendo uma maneira de executar JavaScript no lado do servidor.

Por outro lado, o JavaScript tradicionalmente tornou as páginas web estáticas interativas, adicionando recursos como animações e menus suspensos por meio de tags “<script></script>” em documentos HTML.

Node.js surgiu como uma solução para agilizar esse processo, criando um ambiente de execução mais eficiente para o JavaScript que amplia suas capacidades além dos navegadores web, permitindo que os desenvolvedores criem aplicações escaláveis e de alto desempenho.

A introdução do Node.js em 2009 abordou a ineficiência do JavaScript ao lidar com várias conexões simultâneas sem bloqueios. Ele também fornece tudo o que é necessário para executar um programa JavaScript.

Node.js é aplicável em várias indústrias, incluindo bancos, saúde, comunicação, comércio eletrônico e entretenimento. Ele permite que você crie aplicativos para desktop, sites SaaS e aplicativos móveis.

Arquitetura Node.js

Node.js é excelente no manejo de um grande número de conexões simultâneas e tarefas intensivas de dados de forma eficiente. É ótimo para tarefas que envolvem o processamento de grandes volumes de dados rapidamente. No entanto, é menos adequado para tarefas intensivas de computação que requerem recursos significativos de CPU. Nesses casos, a natureza de thread único do Node.js pode causar atrasos na resposta a outras solicitações.

Para ilustrar melhor esse conceito, imagine uma cafeteria. Em uma configuração multi-thread, cada cliente (requisição do servidor) é atendido por um barista separado (thread). Se todos os baristas estiverem ocupados, novos clientes esperam.

Em contraste, Node.js é como uma cafeteria com um barista extremamente eficiente. Esse barista lida com os pedidos rapidamente e em um fluxo contínuo, semelhante ao Node.js gerenciando solicitações usando operações de I/O não bloqueantes. No entanto, um pedido complexo nessa configuração é como uma tarefa intensiva de CPU no Node.js. Isso exige mais tempo do barista, desacelerando o serviço para os outros. Isso mostra como o Node.js, embora excelente para solicitações rápidas e numerosas, pode ter dificuldades com tarefas que exigem muito da CPU.

A diferença entre um único thread e múltiplos threads é simples: Uma arquitetura de thread único pode executar e escalar mais rápido do que configurações de múltiplos threads. Foi isso que Ryan Dahl tinha em mente quando criou o Node.js.

Principais Funcionalidades do Node.js

Agora que você entende o Node.js e como ele funciona, vamos analisar suas principais funcionalidades.

Escalabilidade

No último artigo de Bhadresh Panchal, Node.js é a ferramenta de desenvolvimento web mais usada nos EUA, com mais de 6,3 milhões de websites. Sua característica mais atraente é a capacidade de dividir programas horizontalmente por meio de “processos filhos”.

Processos filhos aqui fazem o Node.js executar múltiplas tarefas ao mesmo tempo e otimizar a potência do servidor. Eles possuem seus próprios recursos, o que reduz o impacto em outros processos ao lidar com grandes tarefas ou enfrentar erros.

Este recurso permite que as empresas ofereçam diferentes versões de aplicativos para diversos públicos, possibilitando assim atender às solicitações de personalização dos clientes.

Escrito em JavaScript

Outra característica chave é sua biblioteca JavaScript. Se você se sente confortável trabalhando com JavaScript, provavelmente será mais fácil para você trabalhar com Node.js. É por isso que o Node.js é uma escolha popular entre os desenvolvedores.

Além disso, o uso de JavaScript durante todo o processo de desenvolvimento promove a confiabilidade e a reutilização do código. Você pode compartilhar o código entre o cliente e o servidor, eliminando duplicações e garantindo a consistência do programa.

Arquitetura Orientada a Eventos

No Node.js, tudo gira em torno de eventos. Você dispara eventos quando interage com sua aplicação, como ao enviar um formulário ou clicar em um botão.

Esses eventos são pequenos trechos de código que são executados quando ações específicas ocorrem. O recurso orientado a eventos permite que o Node.js gerencie vários trabalhos simultaneamente sem atrasos.

Linguagem de Thread Única

Node.js processa todas as solicitações usando um único thread dentro do que é conhecido como loop de eventos. Isso é semelhante a um malabarista que mantém várias bolas no ar. Em vez de se concentrar em uma bola (tarefa) até que seja pega (completada), o malabarista continuamente lança e pega várias bolas, mantendo todas elas se movendo suavemente no loop. Da mesma forma, Node.js não espera que uma tarefa termine antes de iniciar a próxima. Em vez disso, ele alterna eficientemente entre as tarefas, mantendo o fluxo de trabalho contínuo e responsivo.

Esta abordagem de thread único torna o Node.js particularmente hábil em lidar com atividades ligadas a entrada/saída, que são tarefas que envolvem ler de ou escrever para fontes externas como arquivos e bases de dados. Imagine um recepcionista que rapidamente lida com chamadas recebidas e papéis. Eles não passam muito tempo em nenhuma chamada ou documento individual. Em vez disso, eles gerenciam eficientemente múltiplas tarefas alternando rapidamente entre elas, garantindo um fluxo constante de trabalho. É assim que o Node.js lida eficientemente com múltiplas tarefas de I/O, tornando-o uma excelente escolha para aplicações com muitas transações de dados, mas menos adequado para tarefas pesadas de CPU.

Transmissão Rápida de Dados

Node.js utiliza o motor JavaScript V8. A integração deste motor avançado aumenta a velocidade e permite que aplicações web manipulem fluxos de dados rápidos.

Além disso, facilita a gestão e processamento de grandes quantidades de dados. Também garante que tudo funcione de forma rápida e sem atrasos. Essa característica o torna uma escolha ideal para aplicações de processamento de dados em tempo real.

O que Distingue Node.js de Outros Frameworks?

Embora a linguagem de programação usada pelo Node.js e outros frameworks seja a mesma, o Node.js opera de forma diferente dos outros frameworks JavaScript. Ele utiliza um conjunto único de APIs (Interface de Programação de Aplicações).

Ao contrário de outros frameworks, as APIs do Node.js são voltadas para o desenvolvimento de backend. Estas incluem o módulo embutido chamado “HTTP” streams, suporte ao sistema de arquivos e processos filhos.

Além disso, a plataforma possui um ecossistema de pacotes abrangente chamado npm (Node Package Manager). Os desenvolvedores podem acessar módulos e bibliotecas pré-construídos, com mais de um milhão de pacotes acessíveis.

Top 10 Aplicações de Negócios Para Node.js

1. Proxies Lado do Servidor

Node.js é adequado para criar proxies do lado do servidor e aplicações de rede. Ele pode agregar dados de várias fontes terceirizadas e lidar eficientemente com um alto volume de conexões simultâneas.

2. Aplicações em Tempo Real e Chatbots

Node.js é comumente utilizado para construir funcionalidades de chat em tempo real em sites. Ele permite que desenvolvedores criem eventos e notificações que podem ser usados para habilitar mensagens instantâneas entre usuários. Isso torna o Node.js uma tecnologia importante para empresas que desejam adicionar opções de chat semelhantes ao Skype ou ao Facebook Messenger.

3. Transmissão de Dados

O streaming de dados requer um fluxo contínuo de informações criadas por várias fontes e dispositivos. O streaming de mídia tradicional trata as solicitações e respostas HTTP como eventos separados, embora sejam fluxos.

Você pode usar Node.js para criar recursos robustos de transmissão de dados que permitem que arquivos sejam processados durante o upload. Isso é possível porque os dados entram através de uma transmissão e podem ser manipulados online sem interrupção. Por exemplo, a transcodificação de áudio ou vídeo em tempo real é possível com bibliotecas JavaScript como Node.js.

4. Painel do Trader de Ações

Os corretores dependem de software de negociação para acompanhar os preços das ações, realizar cálculos e usar ferramentas de análise técnica para tomar decisões informadas. No entanto, navegar por múltiplas telas e programas de software leva tempo e esforço.

Por que não usar Node.js para desenvolver uma solução baseada na web em tempo real para corretores?

Você pode usar a ferramenta para construir tal aplicação, pois ela pode transmitir dados de APIs. Além disso, funciona com web sockets para fornecer atualizações em tempo real.

5. Linha de Comando

Criar aplicações de linha de comando é outra área onde o Node.js se destaca. Uma aplicação de linha de comando (aplicativo CLI) é um programa que executa no terminal ou prompt de comando.

Esses aplicativos permitem que as empresas automatizem operações, gerenciem arquivos e realizem ações especificadas sem uma interface gráfica de usuário. Módulos Node.js como commander, yargs e oclif facilitam a criação de programas de linha de comando de forma simples, rápida e econômica.

Node.js permite que desenvolvedores não familiarizados com linguagens de backend utilizem JavaScript fora da web e criem diversas soluções de automação de tarefas no ambiente de trabalho. As empresas podem usar JavaScript para desenvolver soluções robustas de automação de tarefas e outras ferramentas de linha de comando.

6. Arquitetura de Microsserviços

Gigantes da tecnologia como Amazon, Facebook e Netflix têm contribuído para a popularidade da arquitetura de microsserviços nos últimos anos.

Node.js é adequado para construir essa abordagem. Facilita a instalação de várias instâncias de servidor para microservices específicos e cria endereços de roteamento adequados para cada um.

De acordo com uma pesquisa da Statista, 81,5% das empresas já utilizam microservices. As empresas podem usar Node.js para acelerar seus aplicativos enquanto reduzem toda a base de código. Isso resulta em ciclos de desenvolvimento de software mais rápidos e desempenho aprimorado.

7. Soluções de Big Data e Análise

Os streams de Node.js permitem que você construa um pipeline eficaz no qual os dados começam em um ponto e terminam em outro.

Portanto, é melhor ter um mecanismo para dividir grandes quantidades de dados em pedaços menores. Isso ajudará você a lidar com o estresse de manipular volumes massivos de dados.

É possível utilizar os recursos de um computador implementando Node.js e aplicando pressão reversa para processar grandes volumes de dados.

8. Web Scraping e Automação

É impossível extrair manualmente milhões de pontos de dados de várias fontes online. Da mesma forma, analisar uma quantidade tão grande de dados pode ser desafiador para gerenciar ou implementar.

A raspagem de dados é a coleta automática de informações ou dados extraídos de sites. Exemplos de dados que você pode raspar da web são informações de produtos, avaliações de clientes, listagens de imóveis, localização e características.

As bibliotecas mais utilizadas no Node.js para raspagem de dados na web são “request” e “cheerio”. O pacote request é usado para baixar páginas da web. Por outro lado, cheerio constrói uma árvore DOM (Modelo de Objeto de Documento) e inclui uma parte do conjunto de funções do jQuery para manipulação.

9. Aplicações de Uma Única Página (SPAs)

Outro uso frequente do Node.js é criar aplicações de página única complexas. Isso é ideal para aplicativos de página única baseados em dados, onde uma aplicação inteira cabe em uma única página.

Aqui, o servidor atua como o backend e envia dados para o cliente, enquanto o lado do cliente lida com a renderização de HTML. Esses avanços irão melhorar a manutenção do seu projeto de página única e reduzir o tempo de desenvolvimento.

10. Ferramentas de Colaboração em Tempo Real

Ferramentas de colaboração em tempo real são soluções de software usadas para gestão de projetos. Essas ferramentas permitem navegação conjunta, conferências de áudio e vídeo e edição colaborativa de documentos.

Há tantos pedidos simultâneos para essas soluções. Por exemplo, com uma aplicação de gestão de projetos, muitos usuários podem deixar comentários, alterar o status e anexar documentos a um determinado projeto.

Node.js ajuda empresas a desenvolver ferramentas de colaboração em tempo real, pois gerencia eficazmente atividades pesadas e solicitações. Por exemplo, Trello utilizou o design orientado a eventos do NodeJS para atualizar seu ambiente de colaboração.

5 Ferramentas e Frameworks Comuns Usados com Servidor Node.js

Um framework é uma estrutura de software pré-construída que serve como base para a criação de aplicações web. Inclui bibliotecas, módulos e protocolos para simplificar tarefas de desenvolvimento como roteamento, interface de banco de dados e autenticação.

Frameworks ajudam a agilizar o desenvolvimento, manter uma base de código organizada e construir aplicações web escaláveis.

Abaixo estão algumas ferramentas e frameworks comuns usados com Node.js:

1. Socket.io

Esta estrutura suporta comunicação em tempo real e bidirecional entre um cliente e um servidor. Socket.io é uma plataforma full-stack Node.js que aceita diferentes linguagens de programação.

Construtores de web enfrentando desafios complexos em um projeto web, como comunicação em tempo real entre clientes e servidores, frequentemente recorrem ao Socket.io. Isso ocorre porque ele oferece estatísticas em tempo real e ajuda rápida.

Esta estrutura suporta jogos multijogador, aplicações de videoconferência e outras funcionalidades interativas em tempo real.

2. Mongoose

Esta ferramenta é uma biblioteca de Modelagem de Dados de Objetos (ODM) que funciona com MongoDB em aplicações Node.js. Mongoose lida com associações de dados, realiza validações de esquema e converte objetos no código para representações de objetos MongoDB.

Por exemplo, vamos supor que você está construindo uma aplicação web com Node.js que precisa armazenar e recuperar dados de um banco de dados MongoDB. Mongoose pode definir seus modelos de dados usando esquemas para representar a estrutura de dados.

Então, você pode usar esses modelos para realizar operações como criar, ler, atualizar e excluir documentos no banco de dados. Isso simplifica a interação entre Node.js e MongoDB.

3. Express.js

Express.js (Simplesmente Express) é um framework popular e básico para construir aplicativos online e APIs. É de código aberto, gratuito e distribuído sob a licença MIT. Express.js é o framework Node.js mais rápido, que permite aos desenvolvedores construir soluções do lado do servidor.

Desenvolvedores experientes usam este framework para criar programas de nível empresarial. No entanto, não é adequado para novatos.

4. Babel

Babel é uma ótima ferramenta para compilar código JavaScript ES6+ em uma versão retrocompatível de JavaScript. É uma ferramenta de desenvolvimento frontend que suporta a versão mais recente do JavaScript.

Além disso, Babel pode alterar a sintaxe e suportar recursos como polyfill. Mas ele não inclui nenhum plugin incorporado.

5. NPM

Como um gerenciador de pacotes Node.js, o NPM permite que desenvolvedores instalem e gerenciem pacotes Node.js. Quando você instala o Node.js, o aplicativo NPM e o suporte integrado também serão instalados no seu computador. Esta ferramenta permite que desenvolvedores baixem e instalem pacotes com código JavaScript.

Perguntas Frequentes

O que é Node.js?

Node.js é um ambiente de execução JavaScript de código aberto e lado do servidor. O Node depende do motor V8 do Google, libUV, para fornecer conectividade multiplataforma.

Para que é usado o Node.js?

Node.js é utilizado para desenvolver aplicações rápidas que permitem comunicação em tempo real, transmissão de dados e jogos no navegador. Os desenvolvedores também usam Node.js para criar servidores web, APIs e microsserviços.

O Node.js é um framework?

Node.js não é um framework, mas sim um ambiente de execução.

Qual é a diferença entre Node.js e JavaScript?

JavaScript é uma linguagem de computador que você pode aplicar ao desenvolvimento frontend e backend. Enquanto isso, Node.js é um ambiente de execução que permite que o JavaScript seja executado no servidor. Em resumo, JavaScript é uma linguagem, e Node.js é uma plataforma que permite a execução no lado do servidor.

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