Cách học NodeJS cơ bản: Nền tảng phát triển mạnh mẽ cho ứng dụng web

NodeJS là một nền tảng JavaScript mạnh mẽ, được sử dụng để phát triển các ứng dụng web đa dạng như chat online, trang web phát video trực tiếp và nhiều ứng dụng web khác.Bài viết này CodeGym Đà Nẵng sẽ giới thiệu về học NodeJS cơ bản, giúp bạn nắm vững kiến thức và khám phá thêm về nền tảng này.

NodeJS được hiểu là gì? 

NodeJS là một nền tảng xây dựng dựa trên V8 JavaScript Engine, một trình thông dịch mạnh mẽ thực thi mã JavaScript. Nó cho phép bạn xây dựng các ứng dụng web một cách dễ dàng và mở rộng.

NodeJS được phát triển bởi Ryan Dahl vào năm 2009 và nó có thể chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau như Microsoft Windows, OS X và Linux. Với NodeJS cơ bản, bạn có thể phát triển ứng dụng web hiệu quả và linh hoạt trên các nền tảng khác nhau.

Ban đầu dự án này được đặt tên là “web.js” với mục đích ban đầu chỉ là một ứng dụng web đơn giản, thay thế cho các máy chủ web như Apache. Tuy nhiên, NodeJS cơ bản đã phát triển mạnh mẽ và vượt qua khả năng của một máy chủ web truyền thống. 

Với khả năng xử lý non-blocking và đa nhiệm, NodeJS đã trở thành một nền tảng đa mục đích, cho phép phát triển các ứng dụng web phức tạp và các ứng dụng khác nhau. Do đó, tên dự án đã được đổi thành “NodeJS” và nó tiếp tục được sử dụng và phát triển cho đến ngày nay.

Nền tảng NodeJS được hoạt động ra sao?

• Ý tưởng chính của NodeJS là sử dụng non-blocking I/O và luồng đơn (single-threaded) để xử lý các yêu cầu một cách hiệu quả và nhanh chóng. 

Trong các ứng dụng truyền thống, việc tạo ra một luồng mới cho mỗi yêu cầu có thể tạo ra tình trạng chiếm dụng tài nguyên và không hiệu quả. 

• NodeJS giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng mô hình non-blocking, cho phép xử lý đồng thời hàng trăm ngàn kết nối mà không cần tạo ra các luồng mới. 

Điều này giúp tận dụng tối đa tài nguyên hệ thống và cung cấp khả năng mở rộng nhanh chóng cho ứng dụng.

• Bằng cách sử dụng NodeJS, bạn có thể xây dựng các ứng dụng web có khả năng xử lý đồng thời cao và đáp ứng nhanh với tải lớn.

Cấu trúc của NodeJS bao gồm những gì?

 

NodeJS có rất nhiều thành phần. Dưới đây là những mục quan trọng: 

Module

Module trong NodeJS là các thư viện JavaScript được sử dụng trong ứng dụng NodeJS để cung cấp các chức năng và tính năng đặc biệt. Các module có thể được tạo bởi cộng đồng NodeJS hoặc tự viết để tái sử dụng mã nguồn và tăng tính mô-đun trong phát triển ứng dụng.

Console

Console là một module trong NodeJS cung cấp các phương thức để in thông báo và gỡ lỗi trong quá trình thực thi ứng dụng. Các thông báo được in ra stderr và stdout.

Cluster

NodeJS được xây dựng theo ý tưởng lập trình đơn luồng. Cluster là module cho phép đa luồng bằng cách tạo ra những quy trình con có chung cổng máy chủ, chạy đồng thời.

Global

Cluster là một module trong NodeJS cho phép tạo ra các quy trình con (worker) để chạy đồng thời và chia sẻ cổng máy chủ. Điều này giúp tăng hiệu suất và khả năng mở rộng của ứng dụng NodeJS.

Error Handling

Error Handling trong NodeJS được thực hiện thông qua việc xử lý các exception. Khi xảy ra lỗi, các exception được ném ra và chúng ta cần xử lý chúng để tránh crash ứng dụng và đảm bảo hoạt động bình thường.

Các module, console, cluster, global và error handling là những khái niệm cơ bản và quan trọng trong NodeJS, giúp bạn xây dựng và quản lý các ứng dụng NodeJS một cách hiệu quả và đáng tin cậy.

Nền tảng NodeJS được sử dụng để làm gì?

NodeJS cơ bản được nhiều lập trình viên ưa thích bởi sự đa dạng của nó trong việc phát triển ứng dụng web. 

Backend for Social Media Networking

NodeJS là một lựa chọn lý tưởng cho việc phát triển backend cho mạng xã hội và các ứng dụng truyền thông xã hội. Với khả năng định tuyến nhanh chóng và động cơ V8 mạnh mẽ, NodeJS cơ bản cung cấp hiệu suất cao và tính bảo mật đáng tin cậy. 

Khả năng mở rộng của NodeJS là yếu tố quan trọng để xây dựng backend phong phú cho mạng xã hội, cho phép xử lý hàng trăm ngàn kết nối đồng thời một cách hiệu quả.

Chatbots

NodeJS cũng cung cấp các chức năng đặc biệt cho chatbot và ứng dụng trò chuyện. Với khả năng xử lý dữ liệu phức tạp, hỗ trợ nhiều người dùng và xử lý lưu lượng truy cập lớn trên nhiều thiết bị, NodeJS là lựa chọn tốt cho việc phát triển chatbot và ứng dụng trò chuyện. 

Nó cung cấp cơ chế dễ dàng để thực hiện thông báo đẩy và xử lý các sự kiện phía máy chủ.

Single-page Application (SPA) Development

NodeJS cũng thích hợp cho việc phát triển các ứng dụng trang đơn (SPA). Với khả năng linh hoạt và xử lý không đồng bộ, NodeJS cơ bản là một lựa chọn phù hợp cho việc xây dựng các nền tảng mạng xã hội, giải pháp gửi thư và các trang web động.

Data Streaming

NodeJS cũng được sử dụng phổ biến trong việc xử lý dữ liệu trực tiếp (data streaming). Với khả năng xử lý tệp nhanh chóng, mã hóa và tải lên nhẹ nhàng, NodeJS được áp dụng trong các cửa hàng thời trang trực tuyến và các ứng dụng truyền phát video có dữ liệu lớn.

IoT Application Development

Cuối cùng, NodeJS cũng được sử dụng trong phát triển ứng dụng IoT (Internet of Things). Với khả năng xử lý yêu cầu liên tục từ hàng tỷ thiết bị trên mạng IoT, NodeJS là lựa chọn hàng đầu cho việc xây dựng các giải pháp IoT công cộng và riêng tư. 

Với việc hoạt động trên các luồng và kênh có khả năng đọc và ghi, NodeJS là nền tảng phù hợp để phát triển ứng dụng IoT.

Ưu điểm của nền tảng NodeJS

NodeJS có những ưu điểm nổi bật như: IO hướng sự kiện không đồng bộ, sử dụng JavaScript, chia sẻ code ở cả server và client, hỗ trợ stream file và có một cộng đồng hỗ trợ tích cực.

Nhược điểm của nền tảng NodeJS

NodeJS có nhược điểm như khả năng mở rộng hạn chế, đòi hỏi kiến thức JavaScript tốt và khó thao tác với cơ sở dữ liệu. Nó cũng không phù hợp cho tác vụ yêu cầu nhiều CPU và có callback lồng nhau.

Các suy nghĩ sai lầm phổ biến về NodeJS 

• Suy nghĩ NodeJS cơ bản là một nền tảng, không phải web framework: NodeJS thực tế là một môi trường runtime để chạy JavaScript bên ngoài trình duyệt. Tuy nhiên, NodeJS không phải là một web framework như Express hay Sails, mà là một phần trong việc xây dựng các framework đó.
• Suy nghĩ NodeJS là ngôn ngữ lập trình: NodeJS không phải là ngôn ngữ lập trình, mà là môi trường thực thi JavaScript. JavaScript là ngôn ngữ lập trình được sử dụng trong NodeJS để xây dựng các ứng dụng web và các dịch vụ backend.
• Yêu cầu kiến thức về JavaScript và kỹ thuật lập trình: Đúng là để hiểu và sử dụng tốt NodeJS, người dùng cần có kiến thức cơ bản về JavaScript và các khái niệm lập trình. 

NodeJS không phải là một công nghệ dễ dàng cho người mới học lập trình, và nó đòi hỏi sự nắm vững về các nguyên tắc và phong cách lập trình.

Một số lý do mà ta nên sử dụng NodeJS

• Tốc độ nhanh: NodeJS được xây dựng dựa trên engine JavaScript V8, cho phép thực thi code một cách nhanh chóng. Điều này giúp tăng hiệu suất và đáp ứng nhanh chóng cho các yêu cầu của ứng dụng.
• NPM (Node Package Manager): NodeJS có một cộng đồng phát triển mạnh mẽ và sử dụng NPM để quản lý các gói (packages) JavaScript. 
• Lập trình không đồng bộ: NodeJS sử dụng mô hình lập trình không đồng bộ (asynchronous programming), cho phép xử lý đồng thời nhiều yêu cầu mà không cần chờ đợi. 

Điều này tạo ra hiệu suất cao và khả năng mở rộng tốt cho các ứng dụng có lượng truy cập lớn và yêu cầu xử lý đa luồng.

• Không có buffering: Trong NodeJS, dữ liệu được truyền mà không cần buffer, tức là nó được xử lý và xuất dữ liệu theo từng phần. 

Điều này giúp tiết kiệm thời gian và tài nguyên khi xử lý các tác vụ như upload video hoặc âm thanh có kích thước lớn.

• Đơn luồng: NodeJS sử dụng mô hình đơn luồng với vòng lặp sự kiện (event loop). 

Điều này cho phép xử lý hàng ngàn kết nối đồng thời mà không làm gián đoạn quá trình xử lý. Với việc sử dụng mô hình đơn luồng, NodeJS cung cấp khả năng xử lý lượng yêu cầu lớn hơn so với các server truyền thống.

Chính vì vậy, NodeJS có những ưu điểm đáng chú ý về tốc độ, quản lý package, lập trình không đồng bộ, không buffering và mô hình đơn luồng, giúp cho việc phát triển ứng dụng web hiệu quả và mạnh mẽ.

Các công ty lớn sử dụng NodeJS bao gồm:

• Mona Media: Công ty thiết kế website cao cấp Mona Media sử dụng NodeJS làm nền tảng cho việc xây dựng ứng dụng. Mona Media là một trong số các công ty trong hệ sinh thái Mona Host, Mona Software, Mona SEO.
• Netflix: Netflix, nền tảng giải trí trực tuyến hàng đầu thế giới, sử dụng NodeJS để xây dựng và phát triển các ứng dụng của mình. Khả năng mở rộng và xử lý dữ liệu lớn của NodeJS giúp Netflix đáp ứng nhu cầu của hơn 200 triệu người dùng.
• NASA: Cơ quan nghiên cứu vũ trụ và hàng không NASA cũng sử dụng NodeJS. NodeJS giúp giảm thời gian truy cập và xử lý các tác vụ, đảm bảo hoạt động liên tục của server trong 24/7.
• PayPal: PayPal, hệ thống thanh toán trực tuyến toàn cầu, sử dụng NodeJS nhờ vào tốc độ phát triển nhanh và khả năng xử lý lượng dữ liệu lớn của nó. NodeJS là một nền tảng lý tưởng để xây dựng hệ thống thanh toán trực tuyến quy mô lớn như PayPal.

Trên đây chỉ là một số ví dụ về các công ty lớn sử dụng NodeJS. Còn nhiều công ty khác trên thế giới cũng đang áp dụng NodeJS trong phát triển và vận hành các ứng dụng của họ.

Kết luận

Trên đây đã là tất cả những thông tin về NodeJS cơ bản. Hy vọng rằng thông tin này đã giúp bạn có cái nhìn tổng quan về NodeJS và hiểu rõ hơn về ưu điểm, nhược điểm, và cách sử dụng nền tảng này.