Développement Node.js

L’innovation étant au cœur de l’ADN d’OpenStudio, nos développeurs sont toujours en quête des meilleures solutions technologiques améliorant la rapidité et l’efficacité des applications web développés pour nos clients.  Node.js fait partie de ces technologies novatrices qui transforment la conception et le déploiement des applications côté serveur. Pour mieux comprendre la techonologie Node.js, nous allons explorer ses fonctionnalités distinctives, les motifs de son adoption généralisée dans le secteur, ainsi que les limitations inhérentes à son utilisation. Nous aborderons également les raisons pour lesquelles OpenStudio a intégré Node.js dans certains de ses projets, évoquant les avantages spécifiques que cette technologie apporte à nos projets.

Qu’est-ce que Node.js ?

Fondé en 2009 par Ryan Dahl, Node.js est un environnement d’exécution open source et multi-plateforme qui utilise JavaScript pour le développement côté serveur. Autrement dit, ce cadre de développement élimine la nécessité d’un navigateur pour exécuter le code. Node.js utilise également une architecture E/S mono-thread et le moteur JavaScript V8, offrant aux développeurs la capacité de construire des applications à la fois performantes et flexibles. L’une des caractéristiques distinctive de Node.js est son architecture événementielle non bloquante, parfaitement adaptée aux applications nécessitant des opérations d’entrée/sortie intensives comme les serveurs web, les applications en temps réel et les systèmes de microservices. Cette configuration non bloquante améliore significativement la performance et la réactivité des application grâce à l’exécution du thread principal pendant que les opérations I/O sont gérées en arrière-plan. Node.js est également renommé pour son écosystème riche en frameworks et outils, incluant des frameworks comme Express et Adonis, ainsi que des outils tels que Cypress et Playwright. Ces ressources font de Node.js  une solution robuste et polyvalente pour le développement côté serveur.

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Les fonctionnalités de Node.js

Programmation événementielle asynchrone

Node.js est conçu pour optimiser la programmation événementielle asynchrone, facilitant la gestion de multiples connexions simultanées sans surcharger le thread principal. Cette fonctionnalité est cruciale pour des applications comme les Websockets et les Mashups, qui nécessitent un traitement efficace des événements en temps réel. La structure de Node.js repose sur un « Single Threaded Event Loop », capable de gérer simultanément un grand nombre de clients. À l’inverse des architectures multi-thread comme celle utilisée par Java, où chaque requête de client est traitée par un thread séparé, Node.js gère toutes les requêtes sur un unique thread. Ce modèle améliore l’efficacité de la gestion des ressources et réduit les coûts associés à la création et la gestion de threads multiples.

Scalable, utile et performant

En outre, Node.js est bâti pour être scalable, facilitant ainsi une conception modulable et extensible. Sa capacité à traiter un grand nombre de connexions simultanées sans dégrader les performances en fait une solution idéale pour des applications demandant une scalabilité horizontale (approche qui consiste à augmenter la capacité d’un système en ajoutant des machines ou des serveurs supplémentaires au réseau.), telles que les services API et les applications interactives en temps réel.
Sous son capot, Node.js intègre le moteur JavaScript V8 de Google, connu pour ses hautes performances et sa capacité à « traduire » le code JavaScript en code machine natif, ce qui autorise une exécution directe sur le serveur. Au cœur même de Node.js se trouve son « event loop », ou boucle d’événements, qui traite plusieurs opérations de façon asynchrone et non bloquante. Cette méthode fait bénéficier Node.js des capacités de multithreading des processeurs modernes, même s’il utilise principalement un seul thread pour exécuter le code JavaScript.. De plus, Node.js inclut une API de bas niveau, basée sur la bibliothèque libuv, qui aide à programmer de manière événementielle en gérant les entrées/sorties de façon asynchrone.  Node.js est alors capable de réaliser des opérations d’I/O, telles que la lecture de fichiers et les requêtes réseau, efficacement et sans blocage.

Aide communautaire et npm

Node.js est équipé de npm (Node Package Manager), un gestionnaire de paquets intégré qui simplifie l’installation et la gestion de milliers de modules open source. Cette intégration renforce la flexibilité et l’efficacité du développement d’applications, ce qui fait de Node.js un outil extrêmement puissant et polyvalent pour les développeurs.

Les avantages de Node.js

Unification du langage

L’un des principaux atouts de Node.js est sa proximité avec JavaScript, le langage de programmation web le plus utilisé au monde. L’adoption de JavaScript pour le développement à la fois côté client et côté serveur simplifie les processus de développement, réduisant ainsi le besoin d’apprendre différents langages de programmation.

« Avoir un seul langage de programmation optimise les échanges de connaissances et facilite la montée en compétences au sein d’une communauté de développeurs. »

Damien Foulhoux,  Lead Dev Front chez OpenStudio

Scalabilité et utilisation de JavaScript V8

Sur le plan de la scalabilité, l’architecture événementielle de Node.js gère efficacement un grand nombre de connexions simultanées tout en minimisant la consommation de ressources. Le moteur JavaScript V8, au cœur de Node.js, assure de son côté une exécution rapide et efficace du code, renforçant ainsi la gestion des connexions. L’utilisation de JavaScript V8 apporte en outre de nombreux bénéfices pour le développement d’applications web offrant ainsi une combinaison de performances, de flexibilité et de simplicité d’utilisation.

Architecture asynchrone

Pour les communications en temps réel, Node.js est particulièrement performant grâce à son architecture asynchrone et à sa gestion des processus via un seul thread, rendant cette technologie idéale pour développer des chatbots et des fonctionnalités de chat multi-utilisateurs avec notifications push. Node.js se distingue aussi dans le streaming de données, comme en témoigne son utilisation par des entreprises telles que Netflix pour le streaming vidéo, bénéficiant de sa légèreté, de sa rapidité et de son API de streaming native qui optimise le routage des requêtes.

Flexibilité comme mot d’ordre

La flexibilité de Node.js lui donne la capacité de répondre à un large éventail de besoins en développement, que ce soit pour des applications web complexes ou des single page applications (SPA). Node.js est également un choix judicieux pour les applications liées à l’Internet des objets (IoT), grâce à sa capacité à traiter efficacement des requêtes concurrentes, répondant ainsi aux exigences spécifiques des dispositifs IoT. De plus, grâce aux npm, les développeurs ont accès à un vaste éventail de modules et de bibliothèques, ce qui facilite le développement rapide et efficace d’applications, faisant de Node.js un outil incontournable dans le domaine du développement moderne.

« Le nombre de packages et de librairies qui existent pour Node.js permet de se reposer sur les épaules d’un géant »

Damien Foulhoux, Lead Dev Front chez OpenStudio

Quelles sont les limites de Node.js ?

Performance du modèle mono-thread

D’abord, le modèle mono-thread de Node.js, bien qu’il soit conçu pour être évolutif, présente des problèmes de performance pour les applications qui requièrent des calculs intensifs.

« Si vous effectuez des calculs intensifs avec Node.js, cela peut entraîner un blocage de l’ensemble des utilisateurs connectés.»

Gilles Bourgeat, responsable technique chez OpenStudio

Défis du langage non typé

Ensuite, JavaScript, le langage utilisé par Node.js, étant non typé, (qui ne se préoccupe pas des types de données) occasionne des erreurs difficiles à identifier et à corriger. Cependant, l’utilisation de TypeScript, qui introduit un système de typage dans JavaScript, atténue ces problèmes.

Complexité de la programmation asynchrone

La complexité inhérente à la programmation asynchrone est un autre défi. Même si la gestion de l’asynchronisme par Node.js est généralement efficace, elle devient parfois complexe, menant à des problèmes tels que le « callback hell » ou des bugs difficiles à débuger. Le modèle asynchrone, bien qu’essentiel pour la scalabilité des applications, est plus complexe que la programmation synchrone traditionnelle et nécessite un apprentissage approfondi. Les développeurs se retrouvent souvent à gérer des appels imbriqués, une approche de développement qui divise un problème complexe en sous-problèmes plus simples, ralentissant ainsi l’utilisation de Node.js. Concernant les performances brutes, Node.js est parfois moins performant que des langages compilés tels que C++ ou Go, en particulier en ce qui concerne la vitesse d’exécution et la gestion de la mémoire. Pour des performances optimales, surtout en termes de vitesse et de gestion des ressources, Node.js est parfois surpassé par des langages supportant le multithreading.

Instabilité de l’API de Node.js

L’instabilité de l’API de Node.js est également une préoccupation majeure. Dans la même logique qu’ECMAScript, les navigateurs node.js introduisent peu de breaking changes, cependant l’introduction régulière de nouvelles fonctionnalités pose des soucis de rétrocompatibilité. Les développeurs doivent ainsi régulièrement mettre à jour leur code pour rester en phase avec les dernières versions de l’API, ajoutant ainsi une charge de travail supplémentaire.

Pourquoi OpenStudio utilise Node.js ?

Performance et scalabilité

Node.js, grâce à son architecture non bloquante, se révèle être une solution idéale pour les applications nécessitant des opérations intensives d’entrée/sortie. Cette caractéristique est particulièrement utile pour les rendus de pages dynamiques et les applications interactives en temps réel, où la rapidité et l’efficacité sont cruciales.

SEO et performance

Pour ce qui est du SEO et des performances globales, Node.js améliore non seulement le référencement des pages web mais offre également une grande interactivité une fois la page chargée côté client. La capacité de Node.js à combiner le rendu côté serveur avec une interactivité riche côté client quand il est associé à un framework gérant comme  React, vue.js ou Angular est un atout majeur pour optimiser l’expérience utilisateur et le positionnement sur les moteurs de recherche.

Simplicité et rapidité de développement

Le langage natif de Node.js JavaScript, est interprété à la volée comme PHP et Python et donc moins performant que des langages compilés comme le C++, il demeure le meilleur choix pour les applications web. Cette préférence s’explique par la simplicité et la rapidité de développement qu’il offre. Le gestionnaire de paquets npm, associé à Node.js, propose une vaste collection de modules. Ces modules facilitent le développement rapide et efficace des applications, couvrant une large gamme de fonctionnalités et de besoins.

« Avec npm, le développeur trouve en général une réponse à chacun de ses problèmes techniques« .

Gilles Bourgeat, responsable technique chez OpenStudio

Node.js s’est imposé comme un outil incontournable pour le développement d’applications web modernes grâce à sa rapidité, sa scalabilité et son environnement unifié pour le développement côté serveur et client. Bien qu’il présente certaines limites, notamment en termes de typage et de performance brute, son écosystème riche et sa facilité d’utilisation continuent d’attirer de nombreux développeurs et entreprises, dont OpenStudio qui utilise Node.js afin de répondre efficacement aux exigences techniques que présentent les projets de nos clients.

Bibliographie :
https://www.sooyoos.com/publication/node-js/

https://www.ideematic.com/dictionnaire-digital/node-js/

https://www.zdnet.fr/lexique-it/nodejs-une-definition-39926319.htm

https://kinsta.com/fr/base-de-connaissances/qu-est-ce-que-node-js/