Backend-разработка

Бэкенд-разработка — это создание бизнес-логики цифрового продукта. Бэкенд-разработчик помогает сделать так, чтобы сервисы правильно обрабатывали запросы пользователей. Любой запрос, который совершает пользователь, передаётся на сервер. Здесь и происходит всё «волшебство»: запрос обрабатывается и исполняется, а ответ отправляется обратно.

Например, рассмотрим путь пользователя или клиента. Человек хочет оформить заказ в интернет-магазине или приложении. Когда он добавляет товар в корзину, нажимает кнопку «Купить» или «Соглашаюсь», запрос отправляется на сервер. Перед тем, как дать ответ, сервер (бэкенд-разработчик) проверяет, есть ли товары на складе, информацию о платеже. В случае если все условия соблюдены, сервер обновляет данные в базе — оформляет заказ. Сообщение об успешной покупке, которое видит пользователь, — ответ от бэкенда.

Читайте наши статьи о бэкенд-разработке, профессии и основных задачах бэкенд-разработчиков: https://www.simbirsoft.com/blog/tag/backend/

С помощью бэкенда разработчики управляют логикой работы веб- и мобильных приложений, обрабатывают данные между внутренними сервисами, взаимодействуют с внешними сервисами на серверной стороне в самых различных проектах с приложениями.

Бизнес-логика данных приложения. Все основные процессы, которые происходят в веб- и мобильных приложениях — например, расчёт стоимости доставки или определение скидок — выполняются на стороне бэкенда. Это позволяет приложению оценивать и понимать логику веб- и мобильных приложений или структуры данных решения, даже принимать решения на основе данных и правил, выполнять задачи и работать так, как задумано.

Хранение и обработка данных приложения. Бэкенд-разработчик отвечает за следующие задачи: хранение данных и управление данными, которые используют приложения. Это может быть информация о заказах, товарах, сообщениях и др. Например, банковское приложение должно быть безопасно и хранить данные о балансе счёта, популярные операции, платежные данные и отвечает за бесперебойность операций с деньгами в приложении.

Обработка запросов от фронтенда в приложении. Когда пользователь взаимодействует с веб- и мобильным приложением (нажимает кнопки, вводит данные), бэкенд получает эти запросы, обрабатывает список задач и отправляет нужную информацию обратно на фронтенд.

Аутентификация и авторизация данных приложения. Бэкенд-разработчик занимается такой задачей, как управление безопасностью веб- и мобильного приложения, проверяя личность пользователей и контролируя доступ к данным и функциям. Например, если вход в приложение требует логин и пароль, сервер начинает проверять их и выдает доступ к аккаунту. Таким образом бэкенд позволяет безопасно пользоваться ресурсами (например, регистрация на Хабр, возможность войти в Telegram, социальные сети, приложения, серверы), знать, что данные защищены.

Интеграция данных приложения с внешними сервисами. Бэкенд взаимодействует с внешними системами и сервисами. Например, оплата в интернет-магазине/приложении проводится благодаря интеграции с платёжными системами.

Не все проекты и приложения постоянно требуют полный набор компонентов. На старте можно обойтись минимальным набором функций и добавлять новые элементы по мере роста.

Правильный подход — начать поиск с простого и масштабировать по мере необходимости. Многие компании на старте используют готовые SaaS-решения (Software as a Service, программное обеспечение как услуга) и переходят к собственной инфраструктуре по мере роста. Преждевременная оптимизация часто приводит к лишним расходам. Некоторые разработчики используют GitHub — крупнейший веб-сервис для хостинга IT-проектов и их совместной разработки, основанный на системе контроля версий Git.

Смотрите примеры клиентской бэкенд-разработки веб- и мобильных приложений, используемой в бизнес-кейсах, здесь: https://www.simbirsoft.com/portfolio/tag/backend/

Выбор технологий — стратегическое решение с долгосрочными последствиями. Оно влияет на ключевые показатели: скорость разработки, стоимость поддержки, пользовательское взаимодействие, условия конфиденциальности, проверка безопасности, возможность найма специалистов и даже на культуру команды. Здесь нет универсального решения — есть ответ, правильный для вашего проекта.

Прежде чем выбирать конкретные технологии, ответьте на распространенные вопросы:

• Какая нагрузка? Какие интеграции? Нужен ли real-time (мгновенный отклик)?
• Какие компетенции есть? Легко ли найти разработчиков?
• Как быстро нужен MVP (минимально жизнеспособный продукт) или приложение?
• Дорогие ли разработчики на этом стеке?
• Насколько технология стабильна?

Фронтенд-разработчик и бэкенд-разработчик чаще всего сильно связаны между собой, имеют многие общие особенности и компоненты в решении задач. Нужно знать, что отсутствие корректной интеграции между бэкендом и фронтендом приводит к ошибкам. Скажем, сервер не сможет обработать запрос пользователя, а сервис — сообщить, что именно пошло не так. Чтобы предотвратить такие ситуации, важно понимать основы взаимодействия и зависимости задач фронтенда и бэкенда. Не менее важно выстроить работу и слаженность действия между фронтенд- и бэкенд-командами, обеспечивая рост бизнеса или стабильность приложения

Когда фронтенд-разработчики понимают, как работает серверная часть сайта или приложения, где хранятся данные, а бэкендеры имеют представление о работе интерфейса, это значительно упрощает коммуникацию на проекте. Например, для бэкенда это понимание, почему важны красивые анимации, интерактивные элементы и как выглядит отображение контента страницы и в браузере.

Конечно, команды не должны глубоко погружаться и разбираться в технических деталях, не относящихся к их специализации, и выполнять и проверять задачи друг друга. Но полезно понять и иметь общее представление о процессах фронтенда и бэкенда. Когда разработчики фронтенда и бэкенда работают асинхронно, управлять командами достаточно сложно, требуется постоянная проверка выполнения даже в небольших задачах. Это влияет на сроки, качество и будущее вашего проекта или приложения.

В бэкенд-разработке выбор языков программирования зависит от специфики проекта. Нельзя однозначно сказать, какой стек лучше, благодаря популярности языков Python/Java, какие технологии и механизмы кода применяются наиболее активно и корректно для вашего проекта. Обычно в список на выбор входит следующая подборка:

Python — высокоуровневый язык программирования. Язык известен простым и понятным синтаксисом, способствующим быстрому написанию кода и его поддержке. Язык снижает количество ошибок кода в реальном времени. А обилие фреймворков для Python таким образом значительно ускоряет разработку среды. Кроме того, у языка очень большая экосистема библиотек, которые также упрощают работу с кодом для новичков, содержат некоторые советы, курсы для начинающих, помогают научиться разбираться в коде и настраивать бэкенд-разработку.

Java — объектно-ориентированный язык программирования, который используется в высоконагруженных системах. Многопоточная модель и инфраструктура кода подходят для работы с большим количеством соединений. Это делает язык оптимальным выбором для приложений, сфера деятельности которых требует высокой производительности и масштабируемости.

PHP — язык программирования, который часто используют для разработки динамических веб-приложений и серверных систем. Язык подходит для проектов, которые требуют обработки большого числа запросов пользователей, обеспечивая их сохранение. PHP лежит в основе многих CMS-систем. Пример такой системы — WordPress.

Ruby — язык программирования подходит для быстрого прототипирования. Если использовать язык программирования в связке с фреймворком Ruby on Rails, можно быстро разработать с кодом и запустить приложение. Язык популярен среди стартапов, которым важно быстро выйти на рынок с помощью приложения. В Ruby on Rails есть множество готовых решений для типизированных задач, таких как аутентификация сессии, работа бэкенда с базами данных и управление сессиями приложения.

Swift — язык программирования от Apple, который изначально создавался для работы над фронтендом приложений iOS и приложений macOS. Однако с появлением серверных фреймворков, таких как Vapor и Kitura, Swift стали использовать в backend-разработке. Преимущества языка программирования в том, что он даёт базовые возможности приложения: высокую производительность и безопасность при работе с памятью. Это делает его хорошим выбором для высоконагруженных серверных приложений.

Go (Golang) — язык программирования от Google. Две особенности языка — простой синтаксис и встроенная поддержка параллельных процессов — обеспечивают применение Go для создания быстрых и нагруженный приложений. Например, на данном языке программирования написаны и сайты «Т-банка» и Domino’s, а также проект Docker (открытая платформа, в которой осуществляется контейнеризация. Она позволяет упаковать приложение со всеми зависимостями, например множество библиотек и настроек, в изолированный, простой и переносимый контейнер).

Kotlin — ‌это статически типизированный язык программирования, ‌который работает​ на виртуальной машине ​Java ‍(JVM). Язык программирования полностью совместим с Java, благодаря чему возможно безопасно использовать существующие библиотеки с реляционными данными, кодом и фреймворками. Из недостатков языка программирования — большинство технологий Kotlin созданы для мобильной разработки. Но язык программирования продолжает самостоятельно развиваться, а разработчики — учиться.

GraphQL на бэкенде — это современный язык программирования запросов и среда выполнения, позволяющий пользователям (фронтенду) получать только необходимые данные, избегая перегрузки сети и проблемы избыточной выборки. Язык служит гибким промежуточным слоем, объединяющим запросы из разных источников (включает базы данных, микросервисы) в единый API (API представлен в виде набора правил, методов и протоколов, служащий «мостом» для передачи данных между серверной и фронтендом).

1. Данные пользователей и аутентификация в бэкенд
   • Учетные данные: логины, хэшированные пароли, email, номера телефонов.
   • Данные профиля: имена, аватары, персональные настройки, адреса доставки.
   • Данные сессии: временные данные авторизованных пользователей, токены доступа (JWT), cookies (небольшие текстовые файлы, которые веб-сайты сохраняют на устройстве пользователя) и иных объектов кода.
   • Данные о правах доступа: роли и разрешения (данные админа, модератора, пользователя и иных объектов кода).
2. Структурированные данные базы данных (Persistent Data) в бэкенд
   • Данные основного контента: товары, статьи, сообщения, комментарии, видео и изображения.
   • Данные связей: взаимосвязи между пользователями и контентом (данные о том, кто лайкнул, кто купил и иных объектов кода).
   • Журналы баз данных (Logs): история действий пользователей, данные записи ошибок сервера, аудиторские следы объектов кода.
3. Данные приложения и бизнеса в бэкенд
   • Бизнес-логика данных: данные о ценах, скидках, условиях доставки, валютах.
   • Данные счетчиков и рейтингов: лайки, просмотры, количество комментариев, топы популярности.
   • Конфигурация данных: настройки приложения, ключи API для сторонних сервисов, объектов кода.
4. Временные и инфраструктурные данные в бэкенд
   • Кэш-данные: часто запрашиваемые данные (Redis/Memcached) для ускорения работы.
   • Данные очереди сообщений: задачи на обработку (например, отправка писем), данные, ожидающие записи в базе данных.
   • Данные запросов/ответов: JSON/XML данные, поступающие от фронтенда (API).

API в бэкенде — это набор правил, конечных точек (URL) и протоколов, позволяющих фронтенду или сторонним системам взаимодействовать с сервером. API служит мостом для обмена данными, обеспечивая независимость разработки фронтенд и бэкенд, а также объединение микросервисов.

Основные аспекты API в бэкенде и фронтенде:

• Взаимодействие API: Бэкенд предоставляет методы (GET, POST, PUT, DELETE в API), через которые фронтенд запрашивает или отправляет данные.
• Микросервисы API: API позволяют разбивать систему на автономные сервисы, которые легко поддерживать с помощью кода.
• Интеграция API: Используется для подключения внешних сервисов (оплата, карты).
• Документация API: OpenAPI/Swagger — стандарты для описания конечных точек API.
• Безопасность API: Бэкенд через API обрабатывает аутентификацию и авторизацию пользователя.

API является ключевым элементом современной веб-разработки. API обеспечивает динамичность и масштабируемость приложений. В разработке бэкенда и фронтенда API выполняют множество функций: от получения данных с сервера и обработки аутентификации пользователей до обеспечения связи между микросервисами или внешними сторонними инструментами API.

Базы данных в бэкенде — это централизованные хранилища информации на сервере, управляющие данными приложения: записями пользователей, контентом и бизнес-логикой. Базы данных обеспечивают структурированное хранение, быстрый поиск и манипуляцию информацией. Бэкенд-разработчики работают с базами данных через языки запросов (SQL/NoSQL) и ORM (Object-Relational Mapping, объектно-реляционное отображение) для обеспечения безопасности и надежности.

Ключевые аспекты баз данных:

• Функции баз данных: Хранение данных, бизнес-логики (хранимые процедуры), валидация, обеспечение целостности и безопасности баз данных.
• Типы баз данных:
  • Реляционные базы данных (SQL): PostgreSQL, MySQL, MS SQL Server, Oracle (структурированные базы данные, жесткая схема).
  • Нереляционные базы данных (NoSQL): MongoDB, Redis, Cassandra (гибкая схема баз данных, масштабируемость).
• Взаимодействие баз данных: Приложения взаимодействуют с базами данных через API, драйверы баз данных или ORM, которые преобразуют данные из базы в объекты кода.
• Компоненты баз данных: Бэкенд-тестирование проверяет схемы, таблицы, индексы, ключи и производительность запросов в базе данных объектов кода.