Nodejs là gì? Cấu trúc, vai trò và ứng dụng của Nodejs

Nodejs là một phần mềm hỗ trợ việc xây dựng các ứng dụng chạy mã JavaScript trên trình duyệt và thiết bị cá nhân. Tìm hiểu chi tiết Nodejs là gì? tại đây.

Hiện tại công nghệ đang khá phát triển, để không bị tụt hậu nhiều công ty đã nhanh chóng áp dụng những phần mềm hiện đại vào hệ thống tổ chức, nhằm xây dựng nên những ứng dụng tiện ích, đáp ứng kịp thời nhu cầu khách hàng. Điển hình trong đó là Nodejs đang được dùng khá nhiều. Tìm hiểu Nodejs là gì? trong bài viết này của tech24 nhé!

Nodejs là gì?

Phần mềm được phát triển để thực thi mã JavaScript

Nodejs được phát triển bởi Ryan Dahl vào năm 2009 và sử dụng V8 JavaScript engine, được viết bằng C++ và JavaScript, để thực thi mã JavaScript. Nó là một phần mềm cho phép xây dựng các ứng dụng web thời gian thực và ứng dụng mạng có khả năng xử lý đồng thời nhiều kết nối (concurrent connections) một cách hiệu quả.

Phần mềm này chạy mã JavaScript phía máy chủ (server-side) được xây dựng dựa trên JavaScript runtime. Nó cho phép các nhà phát triển tạo và chạy các ứng dụng web bằng JavaScript không chỉ trên trình duyệt mà còn trên máy tính cá nhân.

Với Nodejs, bạn có thể sử dụng JavaScript để xây dựng cả phía máy chủ (backend) và phía khách hàng (frontend) của ứng dụng web. Tính năng này giúp tạo ra sự đồng nhất trong việc sử dụng ngôn ngữ lập trình và công nghệ trên cả hai phía của ứng dụng.

Cấu trúc của Nodejs là gì?

Một vài cấu trúc phổ biến của Nodejs bao gồm:

Module của Nodejs là gì?

Module hỗ trợ việc tích hợp sẵn các chức năng khi lập trình

Module là một thành phần chứa các hàm, đối tượng hoặc biến phục vụ cho một chức năng cụ thể. Các module giúp làm cho mã trở nên ngắn gọn và dễ hiểu. Nodejs cung cấp một số module tích hợp sẵn và mọi người cũng có thể tạo và sử dụng các module tùy chỉnh của riêng mình.

Console

Tìm hiểu các console trong phần mềm này để thực thi mã hiệu quả

Trong Nodejs, console cung cấp các phương thức để ghi và hiển thị thông tin trong quá trình thực thi mã.

Dưới đây là các phương thức của đối tượng toàn cục console trong Nodejs:

• console.log(): In ra thông tin trên console.
• console.error(): In ra thông báo lỗi trên console.
• console.warn(): In ra cảnh báo trên console.
• console.info(): In ra thông tin trên console.
• console.debug(): In ra thông tin debug trên console.
• console.time(): Bắt đầu đếm thời gian.
• console.timeEnd(): Kết thúc đếm thời gian và in ra thời gian đã trôi qua.
• console.trace(): In ra ngăn xếp cuộc gọi (call stack) của hàm.
• console.clear(): Xóa mọi thông tin trên console.

Cluster của Nodejs là gì?

Cluster chay song song và giao tiếp với nhau thông qua tính năng đặc biệt

Cluster là một tính năng cho phép phân phối công việc giữa nhiều phiên bản của Nodejs trong cùng một hệ thống. Khi sử dụng Cluster, bạn có thể tận dụng sức mạnh của nhiều CPU để xử lý các tác vụ, đồng thời và tăng hiệu suất của ứng dụng Nodejs.

Cluster tạo ra các Worker là các phiên bản của Nodejs chạy song song và giao tiếp với nhau thông qua IPC (Inter-Process Communication).

Các Worker có thể được phân chia đều công việc hoặc theo cơ chế Load Balancing (cân bằng tải) - là quá trình phân phối công việc và lưu lượng truy cập đều đặn giữa các Worker trong một hệ thống Cluster để xử lý các yêu cầu người dùng.

Global

Nhờ vào Global mọi người có thể truy cập vào bất kỳ module nào

Global là một đối tượng toàn cục, mà người dùng có thể truy cập từ bất kỳ module nào trong ứng dụng. Nó cung cấp các biến và phương thức mà người dùng có thể sử dụng mà không cần khai báo hoặc nhập lại chúng.

Error Handling của Nodejs là gì?

Error Handling (Xử lý lỗi) là quá trình đáp ứng và khắc phục các lỗi trong chương trình của người dùng. Trong Nodejs, cơ chế Error Handling được hỗ trợ một cách toàn diện nhằm xử lý hiệu quả và nhanh chóng các lỗi xảy ra trong quá trình thực thi và xây dựng chương trình.

Streaming

Trong Nodejs, Streaming là một khái niệm quan trọng giúp xử lý dữ liệu liên tục, đặc biệt là khi làm việc với dữ liệu lớn hoặc dữ liệu đến từ các nguồn bên ngoài. Streaming cho phép xử lý dữ liệu theo từng phần nhỏ (Chunks) thay vì đọc và ghi toàn bộ dữ liệu cùng một lúc. Điều này giúp tiết kiệm bộ nhớ và tăng hiệu suất xử lý.

Hiện có 4 loại stream chính:

• Readable: Được sử dụng để đọc dữ liệu.
• Writable: Được sử dụng để ghi dữ liệu.
• Duplex: Kết hợp cả chức năng đọc và ghi.
• Transform: Là một loại Duplex đặc biệt, cho phép biến đổi dữ liệu đầu vào thành dữ liệu đầu ra.

Domain

Nó được sử dụng để xử lý các lỗi chưa được phát hiện và sửa trong quá trình thực thi của ứng dụng. Nó sẽ cung cấp cơ chế để gắn các bộ phát lỗi (Error emitters) vào các miền riêng biệt,

Nó có thể được chia thành hai phương thức chính:

• Internal Binding (liên kết nội bộ): Error emitter thực thi mã trong phương thức run.
• External Binding (liên kết bên ngoài): Error emitter được thêm trực tiếp vào domain thông qua phương thức add.

DNS của Nodejs là gì?

DNS dùng để phân giải tên miền thành địa chỉ IP nhanh chóng

DNS được sử dụng để thực hiện phân giải tên miền, nó cung cấp các phương thức để thực hiện các yêu cầu DNS như phân giải tên miền thành địa chỉ IP và ngược lại. Các phương thức trong DNS của Nodejs sử dụng các giao thức DNS để thực hiện các truy vấn DNS.

Debugger

Đây là một công cụ giúp phân tích và sửa lỗi trong mã nguồn JavaScript. Nó cho phép người dùng dừng chương trình tại các điểm dừng (breakpoints) và kiểm tra giá trị của các biến, theo dõi luồng thực thi của chương trình, và thực hiện các thao tác khác để giúp xác định và khắc phục lỗi.

Nodejs cung cấp một số công cụ Debugger khác nhau, bao gồm:

• Node Inspector: giao diện gỡ lỗi dựa trên Blink Developer Tools (trước đây là WebKit Web Inspector).
• Visual Studio Code: Một trình biên tập mã nguồn phổ biến có tích hợp sẵn công cụ Debugger cho Nodejs.
• Công cụ gỡ lỗi dòng lệnh: Nodejs cung cấp một công cụ gỡ lỗi dòng lệnh đơn giản cho phép bạn dừng và kiểm tra mã nguồn JavaScript.

Vai trò của Nodejs là gì?

Phần mềm này hỗ trợ tạo nên các chatbot tiện lợi

• Xây dựng ứng dụng: Với Nodejs, bạn có thể xây dựng các ứng dụng web đơn trang (Single-Page Applications), ứng dụng thời gian thực (Real-Time Applications), RESTful APIs, và nhiều loại ứng dụng mạng khác. Nó cung cấp một hệ thống mạnh mẽ với nhiều framework và thư viện hỗ trợ như Express.js, Socket.io, và Mongoose.
• Tốc độ thực thi nhanh chóng: Nodejs sử dụng engine V8, cho phép thực thi mã JavaScript rất nhanh.
• Khả năng xử lý đồng thời: phần mềm này sử dụng mô hình không đồng bộ (asynchronous) và sự kiện (event-driven), cho phép xử lý nhiều yêu cầu cùng một lúc mà không bị chặn.
• Phát triển ứng dụng: có thể được sử dụng như một phần backend (hỗ trợ hoạt động của website) trong kiến trúc phân tán, kết hợp với các công nghệ khác như cơ sở dữ liệu NoSQL, WebSocket, và các dịch vụ đám mây. Nó cũng phù hợp cho việc phát triển ứng dụng di động, ứng dụng desktop, và các dịch vụ mạng phức tạp.
• Cung cấp Chatbots: Chatbot là một ứng dụng có khả năng thực hiện trò chuyện trực tuyến qua tin nhắn văn bản, giọng nói hoặc thậm chí video. Nodejs cung cấp các thư viện và framework hỗ trợ việc phát triển chatbot như Bard, node-nlp và OpenAI. Bằng cách sử dụng Nodejs, mọi người có thể xây dựng các Chatbot thông minh và tương tác với người dùng một cách tự nhiên.
• Hỗ trợ tính năng Data Streaming: Data Streaming trong Nodejs là một kỹ thuật cho phép xử lý và truyền dữ liệu lớn một cách liên tục và hiệu quả. Trong Nodejs, Data Streaming có thể được thực hiện bằng cách sử dụng module stream tích hợp sẵn. Nó cho phép xử lý dữ liệu theo từng phần nhỏ, gọi là streams, thay vì phải tải toàn bộ dữ liệu vào bộ nhớ trước khi xử lý. Điều này giúp tiết kiệm bộ nhớ và cho phép xử lý các tập dữ liệu lớn.

Ứng dụng nào nên được viết bằng NodeJS

Một số ứng dụng tin tưởng và đang dùng Nodejs để viết chương trình bao gồm

Các ứng dụng REST dựa trên API

Phần mềm này xây dựng các ứng dụng trên website rất phổ biến

Các ứng dụng REST dựa trên API viết bằng Nodejs rất phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng và hoàn thiện các ứng dụng trên web. Nó là một môi trường chạy mã JavaScript phía máy chủ, cho phép người dùng xây dựng các ứng dụng web hiệu quả và có khả năng xử lý một lượng dữ liệu lớn đồng thời hiệu quả.

Để viết các ứng dụng REST dựa trên API bằng Nodejs, mọi người có thể sử dụng các framework phổ biến như Express.js hoặc Restify. Các framework này cung cấp các công cụ và thư viện hỗ trợ để xây dựng và quản lý các API RESTful.

Ứng dụng trò chuyện trong thời gian thực

Messenger cũng đã ứng dụng phần mềm này trong việc xây dựng hệ thống

Có nhiều ứng dụng trò chuyện trong thời gian thực được viết bằng Nodejs. Dưới đây là một số ví dụ:

• Ứng dụng Messenger: mọi người có thể xây dựng một ứng dụng trò chuyện trong thời gian thực giống như Messenger bằng cách sử dụng Nodejs và MongoDB. Ứng dụng này có thể hỗ trợ các tính năng như nhắn tin văn bản, biểu tượng cảm xúc, gửi và nhận hình ảnh, gửi và nhận tệp tin, cuộc gọi video và nhiều hơn nữa.
• Ứng dụng chatroom: Bằng cách sử dụng Nodejs và Expressjs, bạn có thể xây dựng một ứng dụng chatroom đơn giản. Ứng dụng này cho phép nhiều người kết nối và trò chuyện với nhau trong thời gian thực. Bên cạnh đó, người dùng có thể sử dụng Socket.io để xử lý việc truyền tin nhắn giữa các người dùng.
• Ứng dụng trò chuyện trong thời gian thực với Redis: Bằng cách sử dụng Nodejs và Redis, mọi người có thể xây dựng một ứng dụng trò chuyện trong thời gian thực. Redis là một hệ thống lưu trữ dữ liệu cấu trúc dựa trên bộ nhớ, được sử dụng để lưu trữ và truyền tải dữ liệu thời gian thực giữa máy chủ và client.

Những điểm khác biệt của PHP và Nodejs là gì?

So sánh hai phần mềm hỗ trợ lập trình dễ dàng hơn

Nodejs và PHP là hai ngôn ngữ lập trình phổ biến được sử dụng trong phát triển ứng dụng web. Dưới đây là một số so sánh để phân biệt Nodejs và PHP mà tech24 đã tổng hợp lại:

Một số công ty đang sử dụng NodeJS

Một số doanh nghiệp có tiếng cũng đang sử dụng NodeJS trong hệ thống như:

Netflix

Netflix là một trong những công ty ứng dụng phần mềm này

Netflix sử dụng Nodejs trong một số phần của hệ thống của họ. Nó được sử dụng để xây dựng các giao diện người dùng (UI) trong ứng dụng web của Netflix. Việc chuyển đổi sang Nodejs đã giúp Netflix tăng cường quá trình phát triển, giảm thời gian xây dựng và tăng khả năng tùy chỉnh giao diện người dùng cho từng người dùng.

Trước đây, Netflix đã sử dụng Java cho phần lõi của hệ thống, nhưng khi chuyển từ trung tâm dữ liệu sang đám mây, họ đã chuyển sang một kiến trúc dựa trên dịch vụ hơn. Vẫn còn sử dụng Java cho phần Backend, nhưng Nodejs được sử dụng để xử lý giao diện người dùng, nó cung cấp khả năng xử lý đồng thời cao và phù hợp với kỹ năng của các kỹ sư UI tại Netflix.

Walmart

Hệ thống cửa hàng tiện lợi của Walmart rất tin tưởng khi sử dụng phần mềm này

Việc chuyển đổi sang Nodejs đã giúp Walmart nâng cao quá trình phát triển, giảm thời gian xây dựng và tăng khả năng tùy chỉnh giao diện cho từng người dùng.

Một số lợi thế chính khi Walmart sử dụng Nodejs bao gồm:

• Đảm bảo nội dung luôn mới mẻ: Hệ thống của Walmart tận dụng tính bất đồng bộ của Nodejs và sử dụng mô hình vòng lặp sự kiện đơn luồng để xử lý nhiều yêu cầu được đặt ra đồng thời, để cập nhật trang web.
• Sử dụng tài năng có sẵn: Nodejs tạo ra JavaScript đa nền tảng, cho phép doanh nghiệp tận dụng tối đa các tài nguyên của mình trong tất cả các lĩnh vực kinh doanh.

Uber

Uber sử dụng Nodejs trong việc xây dựng các hệ thống phân tán rất đáng tin cậy.

Ví dụ: họ sử dụng Ringpop, một thư viện để xây dựng các hệ thống phân tán, để đảm bảo khả năng chịu lỗi của hệ thống.

Uber cũng sử dụng Nodejs trong việc xây dựng các ứng dụng khác như ứng dụng quản lý API và các ứng dụng liên quan đến Uber Rides API.

NASA

Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ đã tin dùng phần mềm Nodejs

NASA sử dụng Nodejs để di chuyển dữ liệu từ ba cơ sở dữ liệu cũ đến một cơ sở dữ liệu đám mây duy nhất, giúp giảm thời gian truy cập dữ liệu và tăng hiệu suất.

Tổ chức này đã phát triển hệ thống dữ liệu end-to-end riêng của mình bằng Nodejs để ngăn chặn các sự cố xảy ra trong tương lai. Phần mềm Nodejs đã giúp NASA tăng khả năng truy cập dữ liệu và giữ an toàn cho các phi hành gia trong các chuyến thám hiểm không gian.

Qua bài viết này tech24 đã giúp mọi người giải đáp mọi thắc mắc liên quan đến câu hỏi “Nodejs là gì?”. Việc áp dụng khoa học, công nghệ vào công việc và cuộc sống rất quan trọng, do đó để không bị tụt hậu và ảnh hưởng đến sự phát triển của doanh nghiệp mọi người nên cập nhật kiến thức công nghệ thường xuyên và nắm bắt kịp thời xu hướng của thời đại. Hy vọng rằng bài viết này sẽ mang đến thật nhiều giá trị hữu ích cho mọi người.