Програми в режимі реального часу (Real-Time Applications, RTA) надають звіти та аналітику в реальному часі, щоб допомогти компаніям ухвалювати швидші й обґрунтованіші рішення, а також пропонують кращий досвід роботи з користувачем і підвищену безпеку.
The New Stack розглядає проблеми та рішення створення масштабованих програм реального часу за допомогою JavaScript у 2024 році, зосереджуючись на реалізації WebSocket, подіях, надісланих сервером (SSE), і бібліотеках, таких як Socket.IO, для ефективного керування зв’язком у реальному часі.
Потреба в RTA
Дедалі більше галузей залежать від RTA, оскільки компанії прагнуть до вищих швидкостей зв’язку й ухвалення рішень.
З точки зору споживача, RTA забезпечують кращий досвід користувача (UX), дозволяючи організаціям швидше видавати відповіді на запити та оцінювати поточні дані для покращення операційної продуктивності та ефективності.
Однак створення Real-Time Applications пов’язане із труднощами, особливо коли йдеться про затримку і продуктивність.
Користувачі мають надзвичайно низьку толерантність до будь-якої затримки. Щоб уникнути цих проблем, багато розробників звертаються до JavaScript для надання високопродуктивних RTA із низькою затримкою.
RTA: ключові проблеми
Оскільки очікується, що RTA забезпечать практично миттєву відповідь, будь-які проблеми щодо продуктивності та затримки потрібно повністю усунути перед розгортанням.
Проблеми, які можуть погіршити продуктивність і використання RTA, і способи їх подолання:
- Затримка перед початком передачі даних, часто спричинена перевантаженням мережі, повільним часом обробки сервером або неправильно налаштованими протоколами передачі даних. Щоб пом’якшити це, розробник повинен усунути всі перешкоди, які можуть уповільнити передачу даних між пристроєм користувача та сервером застосунків.
- Проблеми з синхронізацією можуть виникнути, коли кілька користувачів намагаються виконати дію одночасно. Наприклад, під час багатокористувацької онлайн-гри. Це вимагає від розробників забезпечити правильну і точну послідовність будь-яких взаємодій у програмі на всіх підключених пристроях.
- Масштабованість може бути проблемою, коли база користувачів RTA зростає. Це може вплинути на розробника JavaScript, якщо база даних програми не може обробляти великі обсяги даних і запити користувачів. А також бути наслідком поганого використання ресурсів, коли деякі компоненти програми зазнають більшого навантаження, ніж інші.
- Безпека та масштабованість часто йдуть рука об руку у програмах реального часу. Тому зі збільшенням бази користувачів RTA збільшується і його поверхня для атаки. Щоб боротися з цим, розробникам потрібно посилити моніторинг і спостережливість, захистити API й запровадити надійні методи безпеки у хмарі.
Створення масштабованих RTA за допомогою JavaScript
Node.js часто є кращим середовищем виконання для розробників JavaScript, оскільки воно має відкритий вихідний код і має вражаючу підтримку спільноти.
Навіть глобальні гіганти, такі як Uber, розробляють свої програми за допомогою Node.js, який користується перевагою завдяки можливостям однопотокової обробки, щоб ефективно обробляти понад 2 мільйони викликів віддалених процедур (RPC) на секунду.
Звичайно, більшість RTA ніколи не досягнуть такого масштабу. Незалежно від цього будь-яку програму потрібно створювати з урахуванням майбутнього розширення.
Створення RTA за допомогою WebSocket
Якщо ви вирішуєте побудувати RTA у середовищі виконання, наприклад Node.js, або використовувати фреймворк, наприклад Next.js, то рекомендується реалізувати WebSocket.
WebSocket — це протокол зв’язку, який забезпечує повнодуплексні канали зв’язку через одне з’єднання TCP.
На відміну від HTTP, WebSocket є двонаправленим, дозволяючи як клієнту, так і серверу ініціювати передачу даних, що забезпечує взаємодію в реальному часі.
Незважаючи на численні переваги продуктивності WebSocket, цей протокол не позбавлений вразливостей із точки зору безпеки. Ось чому розробники повинні завжди дотримуватися найкращих практик безпеки під час розробки RTA у JavaScript, реалізуючи такі заходи, як перевірка даних, обробка введених даних, контроль доступу та автентифікація.
Встановивши надійну стратегію безпеки, можна запобігти поширеним загрозам, таким як атаки міжсайтових сценаріїв (XSS), атаки підробки міжсайтових запитів (CSRF) і викрадення сеансу.
WebSocket — це потужне рішення для розробки інтерактивних, динамічних і спільних RTA в режимі реального часу, що полегшує випуск оперативних оновлень і полегшує миттєву взаємодію.
Цей рівень продуктивності гарантує, що застосунки, створені у WebSocket, можна легко масштабувати без впливу на швидкість передачі даних і взаємодію з користувачем.
Використання подій, надісланих сервером (SSE) для оновлень у реальному часі
Надіслані сервером події (SSE) — це технологія на основі HTTP, яка надає розробникам API під назвою EventSource, що дозволяє програмам легко підключатися до сервера та надавати оновлення з нього.
Це просунуте рішення, якщо програма в режимі реального часу вимагає більш складних оновлень, на відміну від простих текстових сповіщень або нових оновлень цін. Для стандартних оновлень WebSocket більш ніж достатньо.
SSE також є односпрямованим, на відміну від WebSocket, і події недоступні у двійковому вигляді — лише UTF-8.
Однак двома ключовими перевагами SSE перед WebSocket є вбудована підтримка автоматичного повторного підключення та відстеження ідентифікаторів подій.
Це означає, що у разі розриву зв’язку спроба повторного з’єднання буде здійснена автоматично, а відстеження ідентифікатора подій гарантує, що жодне повідомлення не буде втрачено під час роз’єднання.
SSE є менш гнучким, аніж WebSocket, але може бути кращим рішенням під час створення програм реального часу, які мають простий варіант використання, що переважно зосереджується на надсиланні оперативних оновлень і не вимагає частих запитів клієнт-сервер.
Socket.io (бібліотеки, керовані подіями)
Socket.io — це бібліотека, керована подіями, яка забезпечує двонаправлений зв’язок у режимі реального часу між клієнтом і сервером.
Крім того, що Socket.io є бібліотекою, це також протокол, який можна реалізувати за допомогою Node.js, використовуючи WebSocket для забезпечення своєї основної функції.
Однак Socket.io покращує стандартну пропозицію WebSocket за допомогою додаткових функцій.
Heartbeat — це механізм, який постійно перевіряє наявність встановленого з'єднання між клієнтом і сервером.
Тим часом тайм-аути (подібні до Node.js EventEmitter) встановлюють тайм-аут підключення до сервера, щоб уникнути невизначеного періоду очікування, який може погіршити роботу користувача.
У більшості випадків Socket.io вдосконалює WebSocket, надаючи додаткові функції, такі як автоматичне повторне підключення та можливість транслювати подію (наприклад, сповіщення) усім підключеним користувачам одночасно. Це робить Socket.io популярним вибором для живого чату і програм обміну миттєвими повідомленнями, хоча бібліотека має широкий спектр випадків використання.
Універсальність JavaScript робить його популярним вибором для розробників під час створення масштабованих програм реального часу, які підтримуються протоколами зв’язку (наприклад, WebSocket), які можна зробити ще потужнішими за допомогою бібліотеки, керованої подіями, як-от Socket.io.
Раніше ми повідомляли, що ECMAScript 2024, останню версію стандарту ECMA International для JavaScript, було офіційно схвалено з такими функціями, як передача ArrayBuffers і розширені можливості для роботи з наборами рядків.
Читайте також на ProIT: Чому підприємства покладаються на JavaScript, Python і Java.
Підписуйтеся на ProIT у Telegram, щоб не пропустити жодної публікації!
