Что такое бэкэнд в программировании
Frontend и backend: различия, особенности и требования к специалистам
Frontend- и backend-разработка тесно связаны между собой и не могут существовать по отдельности. Однако это совершенно разные направления программирования как по типу выполняемых задач, так и по общему предназначению.
В этом материале речь пойдет о различиях этих направлений, их особенностях и требованиям к разработчикам.
Понятие Frontend-разработки
Под понятием Frontend подразумевается разработка видимого для пользователя интерфейса и всех функций, с которыми он может взаимодействовать. По сути, когда вы переходите на любой сайт, то видите там кнопки, текст, различную анимацию и другие составляющие – все это реализовано при помощи фронтенда. Для создания этих элементов используются три разных языка – HTML, CSS и JavaScript.
Посмотрите на структуру страницы прямо сейчас – для этого на любом сайте вызовите консоль разработчика, нажав клавишу F12. Вы увидите набор строчек кода, которые и формируют внешний вид данной страницы.
Код страницы используется для описания всего видимого: шрифтов, картинок, размеров элементов, анимаций, всплывающих окон, звуков при нажатиях и всего другого, с чем может взаимодействовать пользователь. За каждую из частей интерфейса отвечают разные языки. Как раз те, что и должен выучить frontend-разработчик.
Основной инструмент в этой сфере – язык гипертекстовой разметки HTML. Он нужен в основном для разметки документа, то есть страницы в браузере. С помощью него разработчик создает структуру, добавляет заголовки, списки и осуществляет другое форматирование контента.
Если разработчик учит HTML, он обязательно осваивает и CSS (Cascading Style Sheets). Этот язык отвечает за внешний вид страницы. С его помощью вы работаете с цветами, шрифтами и расположением различных блоков. Если простыми словами, то CSS используется для красивого оформления страницы и настройки ее внешнего вида уже после того, как основная структура была написана при помощи HTML.
JavaScript
С помощью JavaScript реализуется выполнение различных действий на странице, то есть добавляется анимация и отклик на запросы пользователя. Например, страница реагирует на перемещение курсора и клики мышкой, изменяя поведение элементов в соответствии с действиями пользователя. Благодаря JS осуществляется отправка и получение данных с сервера без необходимости перезагрузки страницы, а значит, некоторые задачи реализуются более просто, например, когда речь идет об отправке и получении сообщений.
Фронтенд – это сфера, в которой разработчик создает видимые для пользователя элементы интерфейса и все функции для взаимодействия с сайтами и приложениями. Все это тесно связывается с бэкендом, о котором пойдет речь далее.
Backend-разработка
Считается, что backend-разработка сложнее фронтенда, поскольку программист обходится без видимых элементов интерфейса, ведь он работает над логикой сайта. Пользователь не видит эту сферу, потому что все действия осуществляются вне его браузера и даже компьютера. Как только поступает запрос (например, когда вы нажали Enter при запросе в поисковике), сигнал сразу же отправляется на сервер, где и обрабатывается для дальнейшего вывода информации на экран. Это и есть логика сайта, заключающаяся в трех простых шагах:
отправка информации от пользователя,
ее обработка на сервере,
получение информации и форматирование кода в читаемый вид.
Используемые языки программирования в бэкенде
Если в случае с фронтендом нет никакой вариативности, так как разработчики всегда используют описанные языки программирования для достижения желаемого результата, то вот с backend все обстоит немного иначе. Выбор языка и инструментов зависит от сервера. Зачастую ограничений нет, и разработчик выбирает практически любой универсальный ЯП. К таким относятся:
В большинстве случаев бэкенд-разработчику понадобятся знания по управлению базами данных, которых тоже существует немало. Популярнее всего MySQL, но есть еще и PostgreSQL, SQLite, MongoDB. От выбранной системы управления базами данных меняются и обязанности разработчика, поскольку действия выполняются разными путями.
Приведенное выше описание дает ответ на вопрос «что такое backend».
Варианты взаимодействия frontend и backend
В завершение рассмотрим несколько примеров того, как взаимодействуют между собой две эти сферы разработки. О принципах работы уже шла речь выше, поэтому остается только разобраться во взаимосвязи этих сфер. Разделим принципы работы на четыре популярных варианта:
Первый тип подразумевает отправку HTTP-запроса на сервер, где она ищется, встраивается в шаблон и возвращается пользователю в читаемом виде HTML-страницы.
Есть еще инструментарий под названием AJAX. В таком случае запрос отправляется при помощи JavaScript, который подключен в веб-обозревателе. Ответ возвращается в XML или JSON, а с чтением этих форматов отлично справляется JS.
Существуют одностраничные сайты, загружающие данные без предварительного обновления страницы. Осуществляется данная операция при помощи AJAX или фреймворков Angular и Ember.
Подключаемые библиотеки Ember или React предназначены для использования приложения одновременно на сервере и в клиентской части. Две рассматриваемые сферы связываются через AJAX и HTML-код с обработкой на сервере.
Подводя итоги, хочется отметить, что требования к специалистам в backend и frontend разные, обычно каждый занимается своим делом, но есть и fullstack-разработчики, одновременно программирующие как логику сайта/приложения, так и его внешний вид. Вам понадобится ознакомиться с приведенными схемами и языками программирования, чтобы понять, что вам ближе.
По пунктам: что нужно знать о бэкенде новичку в веб-разработке
Авторизуйтесь
По пунктам: что нужно знать о бэкенде новичку в веб-разработке
Рассказывает Эмит Ирэндол, full-stack разработчик
В этой статье перечислены ключевые аспекты, которые нужно учитывать при создании бэкенда в контексте full-stack веб-разработки. Новичков она познакомит с основами, а более продвинутым программистам может быть полезна в качестве чек-листа.
1. Аутентификация
Большинство приложений стремится обрести новых пользователей, поэтому необходимо разработать механизм, позволяющий пользователям регистрироваться, аутентифицироваться и менять свои учётные данные.
Можно выделить два основных типа аутентификации:
Есть и более продвинутый сценарий — многофакторная аутентификация. Она повышает безопасность приложения, добавляя дополнительные уровни защиты к логину и паролю. Хорошие примеры реализации есть у Google и Amazon.
Прим. перев. А у нас есть разъясняющая статья про двухфакторную аутентификацию и протокол FIDO U2F.
2. Роли, разрешения и контроль доступа
Запутались? Объясню подробнее. Смысл слоя, отвечающего за авторизацию, — это выдача разрешений, поддержание безопасности личной информации, отказ в доступе к конкретным действиям и, где требуется, аннулирование привилегий, чтобы одни пользователи не пробирались в аккаунты других и не смотрели их личные фотографии. Логика разрешений проста:
Пользователь x может сделать действие y с объектом z.
Применим это в конкретной ситуации: Шэрон — редактор и может редактировать посты. Тогда надо определить:
3. CRUD — Create, Read, Update, Delete
13–15 декабря, Онлайн, Беcплатно
Но что такое ресурс? Если вы создаете книжный магазин, то книги — это ресурсы. Если вы создаете группу, она сама и есть ресурс и ее участники тоже ресурсы. А также каждая запись или аккаунт, который они используют. Например, это может быть официальное письмо к правительству, открытка или фильм, который они пытаются купить.
Здесь и появляется модель структуры ваших данных. Вам нужно будет понимать, как решить следующие задачи:
Так выглядит CRUD при работе с фреймворком Ruby on Rail, который предоставляет слой объектно-реляционного сопоставления (Object Relational Mapping — ORM ) :
Также ваши ресурсы редко существуют в изоляции. Чаще всего они связаны какими-то отношениями или ассоциациями с другими ресурсами. Давайте взглянем на сценарий, где вы хотите сохранить информацию о парах, которые есть у студента. Вы можете создать дочерний ресурс в student и сохранить его:
Не правда ли, это выглядит и читается, как обычный английский? Но учиться все равно придется, ведь в реальности задачи очень быстро обрастают трудностями! Поэтому вам нужно научиться работать с базами данных, выбрав для себя подходящую модель: реляционную или NoSQL.
Заметьте, что для задач CRUD вам также нужно будет научиться проверять входящие данные и сверяться с разрешениями, прежде чем вы сделаете что-то с этими данными.
4. REST
Чтобы обеспечить управление ресурсами в вашем приложении (такими, как книги или аккаунты), нужно реализовать программный слой, принимающий запросы и формирующий ответы. Здесь вам доведется поработать с маршрутами (routes) и контроллерами (controllers). Они обеспечивают соблюдение ограничений, накладываемых REST — стилем архитектуры программного обеспечения для распределенных систем.
В типичном приложении на Ruby маршрут выглядит так:
Что в это время происходит в системе:
Запросы могут приходить из многих источников (их называют клиентами). Чаще всего запросы для веб-приложения формируются в форме ввода браузера. Но, если вы пишете бэкенд для мобильного приложения, то клиент — это API приложения, и он посылает запросы GET, POST, PUT, DELETE из приложения.
Вы можете разработать отвечающую на запросы систему, создав API с учетом REST. Такой API называется RESTful, читайте подробнее о нем в подробной статье.
Прим. перев. Также предлагаем ознакомиться с нашим материалом по этой теме.
5. Формы и состояния
Формы — это самый распространенный способ общения пользователей с приложением. В основном через них пользователи и вводят все данные.
Вам надо создать формы для взаимодействия с бэкендом: если пользователь заказывает билет на концерт, то форма должна выглядеть, как сетка мест:
Когда пользователь начинает взаимодействовать с формой, вам надо сделать следующее:
6. API
Чтобы ваше приложение стало по-настоящему популярным, вам надо начать делиться данными с другими приложениями. Например, вы — музыкальная компания, и вы хотите, чтобы стриминговые сервисы типа SoundCloud поставляли ваш контент, а пользователи могли покупать вашу музыку напрямую из их приложения. Здесь и нужен API.
Термин API — аббревиатура от Application Programming Interface (интерфейс программирования приложений) — применяется к инфраструктуре, которая позволяет другим приложениям взаимодействовать с вашим. 
На картинке выше вы видите пример применения API для обслуживания сети из многих мобильных и настольных клиентов.
Основные этапы написания API:
7. Уведомления по Email, SMS и Webhooks
Когда пользователь совершает в вашем приложении важное действие, например, подписывается на обновления, создает новый аккаунт или проект, он должен знать, удалось это действие или нет.
Уведомления — это способ сообщить вашему пользователю о статусе выполнения действия и помочь ему организовать рабочий процесс в вашем приложении.
Для разных случаев вы можете использовать разные уведомления:
8. Подписка и тарифные планы
Продумывание тарифов только кажется маловажным, но на деле часто является необходимым. Вам придется научиться создавать многоуровневые тарифные планы и присваивать определенные роли, разрешения и привилегии пользователям, подписавшимся на конкретный план. Также хорошая идея научиться предоставлять динамическое ценообразование, основанное на свойствах, формирующих каждый тарифный план. Например, покупка нового сервера на AWS или DigitalOcean дает пользователям право выбирать память, процессор и т.д.
Полезные советы по проектированию тарифных планов:
9. Взаимодействие с платежным шлюзом
Вам понадобится обрабатывать информацию о кредитных картах с помощью форм, которые обычно выглядят, как интерфейс интернет-магазина.
Во время транзакции нужно:
Вы также можете использовать сторонние сервисы, такие, как Paypal, которые позволяют интегрировать их интерфейс в виде формы (или кнопки) в ваше приложение, и тогда транзакции будут частично управляться этим сервисом.
Не забывайте про счета — людям нужны документы о транзакциях для уплаты налогов и т. д.:
Как работает платежный шлюз:
Если остались вопросы, посмотрите это видео:
10. Загрузка файлов
Очень вероятно, что когда пользователи начнут работать в вашем приложении, они будут хранить в нем свои данные, которые представляют из себя не только информацию в вашей базе, но и картинки, видео и PDF. Так что вам надо будет:
11. Сторонние API, фреймворки и пакеты
Ruby, Elixir, PHP и JavaScript уже имеют тысячи пакетов, которые могут быть настроены и применены к вашему приложению. Их легко встроить с помощью команды в одну строку в терминале:
Если вы не будете включать сторонний код в вашу экосистему, то вам придется разбираться с такими низкоуровневыми проблемами, как создание сессий, хэширование и защита от атак CSRF и тому подобное вместо того, чтобы фокусироваться на высокоуровневых задачах, которые делают ваше приложение уникальным.
Чаще всего фреймворки составлены из отдельных пакетов, которые при желании можно заменять на более подходящие под ваши задачи. Вы можете оценить качество исходного кода пакета по следующим пунктам:
12. Работа с Open Source
Вы столкнетесь с тем, что уже существующие пакеты не выполняют необходимые задачи или делают это некорректно. Тем не менее, всегда есть возможность подстроить под себя их функционал, поэтому учитесь работать с чужим исходным кодом. Полезные советы:
13. Интерфейс для управления
Как только вы выпустите приложение, пользователи захотят управлять им, настраивать и персонализировать его. Чтобы они ничего не сломали, стоит ограничить им доступ, предоставив приятную и простую в использовании панель управления. Создать её не так сложно, как кажется, да и большинство написанных для нее функций вы сможете использовать где-то еще.
Хорошая панель управления должна обладать следующими свойствами:
14. Кэширование
Красивый и удобный фронтенд часто состоит из сложные многоуровневых данных, отображение которых может быть медленным и ресурсозатратным. Без кэширования ваша база данных будет вынуждена многократно выполнять почти одинаковые запросы, что приведет к ее перегрузкам.
Представьте промежуточный слой в стэке вашего приложения, который хранит статические данные и предоставляет их по запросу, не обращаясь к базе данных. Это и есть кэш.
Как работает кэширование в веб-приложениях? Можно выделить следующие типы механизмов:
15. Компоненты
Это больше относится к фронтенду, но так как вы full-stack разработчик, вам нужно разделить ваш код — и шаблоны страниц, и службы бэкенда — на модульные компоненты, если вы не хотите запутаться. В моем любимом проекте фронтенд организован следующим образом:
Приведенный выше код взят из шаблона Twig, который можно легко менять. Кроме того, при выходе из строя одного из компонентов работа всей страницы не нарушается. Например, если ваш код для аутентификации находится в слое управления, будет гораздо лучше убрать его оттуда и сформировать в виде отдельного компонента.
16. Системы управления версиями
Речь, конечно, идет об использовании Git и GitHub. Новичкам использование Git кажется излишним, а его преимущества — неочевидными, поэтому предлагаю подумать о ситуациях, с которыми вы можете столкнуться в процессе написания кода:
Научиться пользоваться GitHub поможет эта статья.
Прим. перев. А чтобы разобраться в основах Git, читайте наше руководство.
17. Командная строка
В интерфейсе, доступном пользователю, есть ограниченное количество кнопок, которых недостаточно для полноценного управления приложением на всех уровнях. Но для этого есть командная строка, которая поможет вам добавлять модули в инфраструктуру вашего приложения, тестировать его и выкладывать на удаленный сервер.
Для освоения командной строки советую эту книгу.
Прим. перев. Знакомство с командной строкой также можно начать с нашей шпаргалки по Bash.
18. Вопросы на Stack Overflow
Если вы не можете разобраться сами, то спросите на Stack Overflow. А чтобы не показаться смешным в глазах опытных пользователей и получить исчерпывающий ответ, задавайте вопросы по инструкции.
Выбираем профессию frontend- и backend-разработчика: принципы и отличия
Статья о том, что такое frontend- и backend-разработка, чем отличаются и как взаимодействуют между собой. Разбираемся и выбираем себе направление.
Традиционно эти две сферы разработки разделяют на сцену и закулисье. Во frontend вы работаете на глаза пользователя, в backend же — на его опыт и ощущения. В Skillbox мы учим и frontend, и backend. Остается только выбрать направление своей будущей профессии. А теперь подробнее.
Что такое
frontend-разработка?
Frontend — это разработка пользовательского интерфейса и функций, которые работают на клиентской стороне веб-сайта или приложения. Это всё, что видит пользователь, открывая веб-страницу, и с чем он взаимодействует.
Пишет про дизайн и маркетинг в Skillbox. С 2011 по 2017 год писала про бизнес в деловые СМИ, соучредитель агентства копирайтинга «Абзац».
Frontend-разработчик сотрудничает с дизайнерами, программистами
и UX-аналитиками, чтобы создавать удобный и востребованный продукт.
Чтобы наглядно понять frontend-разработку, откройте страницу любого сайта — перед собой вы увидите интерфейс. Щёлкнув правой кнопкой мыши, откроете код страницы в браузере.
Это и есть пример работы frontend-разработчика, он скачивается в браузер пользователя, и его можно увидеть своими глазами. Код страницы описывает цвета, вёрстку, шрифты, расположение графических элементов и так далее.
Компоненты frontend-разработки
Что такое
backend-разработка?
Backend-разработка — это набор аппаратно-программных средств, при помощи которых реализована логика работы сайта. Попросту говоря, это то, что скрыто от глаз пользователя и происходит вне его браузера и компьютера.
Например, когда вы вводите запрос на странице поисковика и жмёте клавишу Enter, frontend заканчивается и начинается backend. Ваш запрос отправляется на сервер Google или «Яндекса», где расположены алгоритмы поиска. Именно там случается всё «волшебство». Как только на мониторе появилась информация, которую вы искали, — вновь происходит возвращение в зону frontend.
По большому счёту, сервер — это тот же компьютер, только более мощный. Он хранит данные и отвечает на запросы пользователей.
Backend — это процесс объединения сервера с пользователем.
Компоненты backend-разработки
Backend-разработчик применяет те инструменты, что доступны на его сервере. Он вправе выбрать любой из универсальных языков программирования, например, Ruby, PHP, Python, Java. Всё зависит от конкретного проекта и задачи заказчика.
Также для backend-разработки используются системы управления базами данных:
В зависимости от продукта обязанности backend-разработчика сильно меняются. Такой специалист может создавать и интегрировать базы данных, обеспечивать безопасность или настраивать технологии резервного копирования и восстановления.
Как взаимодействуют frontend и backend?
Взаимодействие frontend и backend происходит по кругу:
Этими работами занимаются разные специалисты, но каждому из них желательно понимать принципы, по которым работают коллеги. Даже дизайнеру интерфейсов важно хотя бы в общих чертах знать, что представляет собой backend проекта, которым он занимается. Это поможет адекватно оценить, какие технические возможности есть у сайта или приложения.
Существует несколько вариантов взаимодействия frontend и backend:
Обязанности frontend- и backend-разработчиков, как правило, разделены, но бывают моменты, когда программист решает проблемы как на стороне сервера, так и в клиентской части. Оба вида разработки подразумевают и технические, и творческие компоненты. Нередко на рынке встречаются специалисты, которые уверенно чувствуют себя как во frontend, так и в backend и могут совмещать их.
Заключение
Начать свой путь в обеих отраслях можно с 12-месячного курса Skillbox «Профессия веб-разработчик». Он подходит для новичков и программистов с небольшим опытом. За год вы на практике изучите основные языки программирования и создадите портфолио, которое поможет найти перспективную и хорошо оплачиваемую работу.
Простыми словами о «фронтенде» и «бэкенде»: что это такое и как они взаимодействуют
Авторизуйтесь
Простыми словами о «фронтенде» и «бэкенде»: что это такое и как они взаимодействуют
Вы наверняка уже слышали эти модные в сфере программирования слова «фронтенд» и «бэкенд», но что за ними стоит? Предлагаю в этом разобраться.
Давайте начнем с определений.
Фронтенд — все, что браузер может читать, выводить на экран и / или запускать. То есть это HTML, CSS и JavaScript.
HTML (HyperText Markup Language) говорит браузеру, каково содержание страницы, например, «заголовок», «параграф», «список», «элемент списка».
CSS (Cascading Style Sheets) говорит браузеру, как отображать элементы, например, «после первого параграфа отступ в 20 пикселей» или «весь текст в элементе body должен быть темно-серым и написан шрифтом Verdana».
13–15 декабря, Онлайн, Беcплатно
JavaScript говорит браузеру, как реагировать на некоторые взаимодействия, используя легкий язык программирования. Большинство сайтов на самом деле не используют много JavaScript, но если вы нажмете на что-то и содержимое страницы поменяется без белого мигания экрана, значит, где-то использовался JavaScript.
Бэкенд — все, что работает на сервере, то есть «не в браузере» или «на компьютере, подсоединенном к сети (обычно к Интернету), который отвечает на сообщения от других компьютеров».
Для бэкенда вы можете использовать любые инструменты, доступные на вашем сервере (который, по сути, является просто компьютером, настроенным для ответов на сообщения). Это означает, что вы можете использовать любой универсальный язык программирования: Ruby, PHP, Python, Java, JavaScript / Node, bash. Это также означает, что вы можете использовать системы управления базами данных, такие как MySQL, PostgreSQL, MongoDB, Cassandra, Redis, Memcached.
Структура взаимодействия бэкенда и фронтенда
Сегодня существует несколько основных архитектур, определяющих, как будут взаимодействовать ваши бэкенд и фронтенд.
Серверные приложения
В этом случае HTTP-запросы отправляются напрямую на сервер приложения, а сервер отвечает HTML-страницей.
Между получением запроса и ответом сервер обычно ищет по запросу информацию в базе данных и встраивает ее в шаблон (ERB, Blade, EJS, Handlebars).
Когда страница загружена в браузере, HTML определяет, что будет показано, CSS — как это будет выглядеть, а JS — всякие особые взаимодействия.
Связь с использованием AJAX
Другой тип архитектуры использует для связи AJAX (Asynchronous JavaScript and XML). Это означает, что JavaScript, загруженный в браузере, отправляет HTTP-запрос (XHR, XML HTTP Request) изнутри страницы и (так сложилось исторически) получает XML-ответ. Сейчас для ответов также можно использовать формат JSON.
Это значит, что у вашего сервера должна быть конечная точка, которая отвечает на запросы JSON- или XML-кодом. Два примера протоколов, используемых для этого — REST и SOAP.
Клиентские (одностраничные) приложения
AJAX позволяет вам загружать данные без обновления страницы. Больше всего это используется в таких фреймворках, как Angular и Ember. После сборки такие приложения отправляются в браузер, и любой последующий рендеринг выполняется на стороне клиента (в браузере).
Такой фронтенд общается с бэкендом через HTTP, используя JSON- или XML-ответы.
Универсальные/изоморфные приложения
Некоторые библиотеки и фреймворки, например, React и Ember, позволяют вам исполнять приложения как на сервере, так и в клиенте.
В этом случае для связи фронтенда с бэкендом приложение использует и AJAX, и обрабатываемый на сервере HTML.
Вне фронтенда и бэкенда
Автономный фронтенд
Веб-приложениям, которые вы собираетесь создавать, подключение к Сети будет требоваться всё меньше и меньше.
Прогрессивные веб-приложения загружаются лишь один раз и работают (почти) всегда. Вы можете хранить базу данных в браузере. В некоторых случаях вашим приложениям нужен бэкенд только при первой загрузке, а затем лишь для синхронизации / защиты данных. Такой уровень постоянства означает, что большая часть логики приложения находится непосредственно в клиенте.
Легкий бэкенд
Бэкенд, в свою очередь, становится легче и легче. Такие технологии, как хранилища документов и графовые базы данных, приводят к сокращению количества обращений к бэкенду для повторного агрегирования данных. Задача клиента — уточнить, какие данные ему нужны (базы данных графов), или извлечь все различные фрагменты данных, которые ему нужны (REST API).
Сейчас можно создавать бэкенд-сервисы, которые работают не постоянно, а только тогда, когда они нужны, благодаря бессерверным архитектурам, таким как AWS Lambda.
Размытые границы
Вычислительные задачи теперь можно перемещать между фронтендом и бэкендом. В зависимости от вида приложения можно сделать так, чтобы вычисления производились либо в клиенте, либо на сервере.
Каждый из вариантов имеет свои плюсы и минусы. Сервер — среда более стабильная, имеет меньше неизвестных, но ему постоянно нужно подключение к Сети. Некоторые пользователи используют последние версии браузеров, и им выгоднее использовать клиентские приложения, которые и делают большую часть работы, и могут похвастаться красивым интерфейсом, но тогда вы оттолкнёте пользователей, которые не используют новейшие браузеры и высокоскоростное подключение к Интернету.
В любом случае, хорошо, что есть, из чего выбирать. Главное — выбирать именно то, что лучше всего подходит для конкретной задачи. Надеюсь, у вас появилось больше понимания о том, в каком состоянии сегодня находится веб-разработка.