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».

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.