Если у человека есть готовая инструкция к чему-либо, его работа станет в несколько раз проще. Для разработчиков такими элементами служат так называемые фреймворки. Они значительно упрощают процесс написания и разработки программного обеспечения.
Фреймворки поддерживаются практически всеми языками программирования. Они могут быть разными и предназначаться для различных манипуляций. Далее предстоит выяснить, что такое фреймворк простыми словами. Нужно разобраться в особенностях этого средства разработки и нюансах его применения. Эта информация пригодится как начинающим программистам, так и более опытным специалистам.
Определение
Фреймворк (от английского framework – каркас, структура) – это готовый набор инструментов, который помогает программистам быстро создавать различные продукты:
- CMS-системы;
- сайты;
- приложения;
- интернет-магазины;
- игры и другое программное обеспечение.
Это платформа, отвечающая за определение структуры имеющейся программной системы. Программное обеспечение, выступающее в качестве «помощника» разработки приложений. Помогает объединять различные компоненты крупного программного проекта.
Отличие от библиотек
Фреймворк напоминает библиотеки в языках программирования, но отличаются от них. А именно тем, что последняя может быть использована в приложении просто в качестве набора подпрограмм похожей функциональности. Библиотеки не оказывают влияние на архитектуру имеющегося проекта и не накладывают на нее никаких ограничений.
Фреймворки диктуют правила построения архитектуры приложения, задавая на начальном этапе разработки поведение по умолчанию – «каркас», который потребуется расширить и изменить согласно установленным требованиям (критериям).
Также стоит обратить внимание на то, что библиотеки объединяют в себе наборы близкой функциональности, а фреймворки способны включать в себя огромное количество различающихся по тематике библиотек.
Ключевым отличием рассматриваемого элемента является инверсия управления: пользовательский код вызывает классы или функции библиотеки, а после вызова получает управление. Пользовательский код при изучении фреймворков может реализовывать определенное поведение, встраиваемое в более общий (абстрактный) код фреймворка.
Для чего необходимы
Frameworks – удобные инструменты разработки. С ними приложения будут создаваться на порядок быстрее. Но это не единственная их функция. Рассматриваемый инструмент помогает:
- Ускорить разработку приложений и сайтов. При его использовании писать весь код с нуля не придется. Достаточно взять готовые решения из фреймворка и подстроить их под собственный проект.
- Предотвращать ошибки. За счет frameworks получается миновать большинство распространенных ошибок. Это касается как архитектурных проблем, так и функциональных. Работа рассматриваемого инструмента уже отлажена, она регулярно поддерживается программистами, дополняется.
- Упростить адаптацию новых программистов в команде. При освоении хотя бы одного framework разработчик быстрее разберется в очередном проекте и вольется в команду коллег.
Разбираясь, зачем нужен фреймворк, можно сделать вывод – для быстрой и эффективной разработки приложений, а также для освоения программистов в новых проектах.
Разновидности
Классификация рассматриваемого инструмента поддерживается по типам задач. Это надстройки к языкам программирования. Каждый из них поддерживает собственные фреймворки, поэтому изучить «все и сразу» не получится».
Разделить рассматриваемые инструменты условно можно на несколько категорий:
- Фронтенд-фреймворки. Они будут отвечать за видимую часть сайта или приложения: постраничную навигацию, отрисовку интерфейса и так далее.
- Бэкенд-фреймворки. Отвечают за внутреннюю (или серверную) часть сайтов и приложений: анализа данных, хранение и обработку информации.
- Фулстек-фреймворки. Универсальные инструменты программирования. Отвечают одновременно за внешнюю и внутреннюю часть работы приложений и веб-страниц.
В каждой категории и у каждого языка разработки можно выделить множество frameworks. Перечислять их можно бесконечно долго. Разделить рассматриваемые инструменты можно по типу выполнения задач на синхронные и асинхронные. В первых требуется дождаться ответа: выполнение следующей операции или задачи окажется заблокированным до тех пор, пока предыдущая манипуляция не завершится. У асинхронных ждать нет необходимости – приложение успешно продолжит свое выполнение.
Архитектура
Задумываясь, для чего нужен фреймворк, можно прийти к выводу, что это – средство быстрой безопасной разработки приложений. Инструмент-помощник разработчика. Рассматриваемых элементов очень много – для каждого языка имеется свой собственный спектр frameworks, но они реализовывают одну общую архитектуру Model–View-Controller (MVC). Она предусматривает разделение структуры приложения, когда разнообразные блоки отвечают за работу с данными, их отображение и бизнес-логику взаимодействия.
Каждый блок имеет свои нюансы функционирования и эксплуатации:
- Model (модель) – блок, отвечающий за доступ к данным из базы, файлов или иных облачных сервисов. Пример – при создании To-Do-приложения код компонента Model будет сохранять список всех задач, информацию об отдельных операциях, разнообразные статусы их изменения или некоторые комментарии.
- View (отображение) – блок, определяющий взаимодействие приложения с пользователем. Код компонента отвечает за отображение информации через шаблоны, веб-страницы, экраны смартфонов и иные элементы. От него будет зависеть внешний вид, а также возможные манипуляции.
- Controller (контроллер) – связывает две предыдущие сущности, чтобы данные из хранилища могли передаваться на отображение. Код и логика компонента проверяют, как сайт реагирует на действия со стороны пользователей: обрабатывает запросы и выдает результаты.
Чтобы лучше понимать принцип работы MVC, предстоит рассмотреть пример вендингового аппарата. Место «происшествий» – автомобильная заправка. Водитель решает выпить кофе из автомата перед длительной поездкой. Чтобы получить стакан эспрессо, покупатель должен совершить несколько операций:
- отрегулировать количество сахара;
- выбрать напиток;
- произвести оплату заказа.
После внесения денег в вендинговый аппарат он «оживет» и приступит к работе. Как только кофе будет готов, на дисплее устройства появится характерное сообщение (уведомление) о том, что стаканчик можно забрать.
В соответствующей схеме операции распределяются так:
- Модель: ингредиенты для приготовления того или иного напитка.
- Контроллер: вендинговый аппарат, который приготовил заказанный напиток.
- Отображение: чашка горячего кофе (эспрессо).
В случае с приложениями принцип работы MVC будет точно таким же.
Правила выбора
Фреймворк – что это такое простыми характеристиками, теперь понятно. И основные виды, а также архитектуру этого инструмента, удалось успешно изучить. Frameworks очень много, часто перед разработчиком стоит вопрос его грамотного выбора. Это не всегда легко сделать.
Чтобы не ошибиться, потребуется обратить внимание на различные характеристики и критерии:
- Скорость разработки и уровень вхождения. Основной критерий в разработке – это время. Наличие встроенных пакетов, готовых модулей – то, что значительно упростит программирование и сократит время создания приложения. Преимуществом окажется содержание во фреймворке функциональности AAA, SQL-генераторов или ORM. Основная масса рассматриваемых инструментов хорошо задокументирована и включает в себя все необходимые подсказки по быстрому старту и использованию. Также разработчик имеет право в любой момент обратиться к помощи IT-сообщества.
- Масштабируемость, последующая поддержка. Приложения нуждаются время от времени в масштабировании из-за разнообразных факторов: увеличения количества пользователей, нагрузки, в рамках A/B-тестов при улучшении и доработке сервисов, из-за необходимости использования других серверов, облачных решений и хранилищ. Если изначально архитектура и кодовая база фреймворка предусматривают малую связанность модулей друг с другом, масштабирование не отнимет множество времени.
- Производительность и известность. Производительность – один из самых важных критериев выбора фреймворка для создания собственного приложения. Он определяет количество запросов, которые программа на основе рассматриваемого инструмента способна обработать за единицу времени или RPS (Requests Per Sound). Популярность среди разработчиков – это один из решающих факторов выбора. Пример: в Python популярен Django за счет своей простоты. Его архитектура дает возможность быстро разрабатывать бэкенд для приложений. Также имеется графический интерфейс взаимодействия с базами данных. Писать полностью отдельный программный код нет необходимости.
Многие разработчики часто выбирают веб-фреймворк по популярности среди опытных коллег. Обычно такие инструменты отличаются функциональностью и производительностью.
Лучшие фреймворки
Веб-фреймворков очень много, как и других инструментов соответствующего типа. Далее представлены самые популярные frameworks, которые могут пригодиться для создания приложений.
Angular
Angular – самый известный интерфейсный фреймворк. Он появился в 2009 году, когда для разработки программного обеспечения активно использовался JavaScript. С 2016 года этот инструмент работает и на TypeScript.
Angular включает в себя множество контроллеров, библиотек, директив и иных компонентов. Это несколько затрудняет изучение по сравнению с другими frameworks. Базируется на архитектуре MVC и может использоваться для того, чтобы создавать высокопроизводительные одностраничные сайты.
Его преимущества:
- поддержка MVC-архитектуры;
- доступность огромного количества сервисов разработки AngularJS;
- наличие двусторонней привязки данных;
- ускорение процесса разработки интерфейсов.
Недостатки – это относительно медленная обработка и не самая лучшая документация.
Vue.JS
Для чего нужен фреймворк, понятно. Второй популярный инструмент соответствующего типа – это Vue.JS.
Он относительно молодой, но очень известный. Предназначается для создания одностраничных сайтов и пользовательских интерфейсов. Полноценный веб-фреймворк, который сможет освоить даже неопытный программист.
Базируется на архитектуре MVVM. Может быть легко интегрирован с инструментами и приложениями от сторонних производителей.
Преимущества:
- простота изучения;
- легкость;
- рамочная программа, которая способствует быстрому развитию;
- легкое интегрирование со сторонними сервисами.
Доступные инструменты Vue.JS не могут похвастаться стабильностью, а ведущие компании не поддерживают этот framework.
React
Это – JS-библиотека, которая представлена компанией Facebook (Meta). Только этот инструмент в основном работает как веб-фреймворк. Нередко используется для формирования одностраничных интерфейсных решений. Поддерживает разработку мобильных приложений, которая обычно отсутствуют в подобных инструментах.
Преимущества:
- включает в себя виртуальный DOM, который позволяет быстро управлять документами;
- легко интегрируется с другими библиотеками;
- поддерживает разработку мобильного программного обеспечения.
У React не лучшим образом организована документация, а также этот инструмент является относительно сложным в плане структуры. Разработчикам-новичкам освоить его будет проблематично.
Django
Django – это известный Python-фреймворк, который пользуется огромным спросом среди разработчиков. Использует архитектуру MVT, которая дает возможность IT-компании быстрее разрабатывать приложения.
Это лучший веб-фреймворк для внешнего и внутреннего интерфейса сервиса. У Django хорошая функциональность. Здесь имеется проверка безопасности и аутентификация, а также обмен сообщениями.
Преимущества:
- стремительное развитие фреймворка;
- встроенные средства аутентификации;
- хорошая поддержка сообщества;
- обширная и грамотно организованная документация.
Недостаток у фреймворка всего один – это медленная обработка.
Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!
