УДК 004.415

Сравнительный анализ технологий разработки серверной части программного обеспечения

Михалева Оксана Алексеевна – кандидат технических наук, доцент кафедры «Информатика и программное обеспечение» Брянского государственного технического университета.

Флусов Алексей Александрович – студент факультета информационных технологий Брянского государственного технического университета.

Научный руководитель Коптенок Елизавета Викторовна – старший преподаватель кафедры «Информатика и программное обеспечение» Брянского государственного технического университета.

Аннотация. Статья посвящена сравнению технологий разработки серверной части программного обеспечения. Приводятся основные языки программирования для разработки серверной части. Перечисляются критерии для сравнения технологий. Производится сравнение по описанным критериям. Делается вывод об использовании языков программирования для проектов разной сложности. Подробно рассмотрены языки программирования PHP, Java, JS (Node.JS), C# при разработке серверной части.

Ключевые слова: программное обеспечение, веб-приложение, язык программирования, многопоточность, процесс, поток.

В мире современного программного обеспечения, где скорость развития и конкуренция непрерывно растут, выбор правильной технологии для разработки серверной части является ключевым фактором успеха проекта. Серверная часть программного обеспечения играет важную роль, обеспечивая функциональность, безопасность и производительность системы. Без программирования невозможно представить работу электроники, высокотехнологического оборудования, станков с ЧПУ и других устройств, функционирующих на базе программного обеспечения. Но для создания эффективного и надежного ПО потребуется использовать определенный язык программирования, подходящий для решения конкретной задачи.

Высокоуровневые языки программирования предоставляют инструменты для удобного и эффективного написания программ. Они позволяют программистам выражать алгоритмы и задачи на более абстрактном уровне, что делает код более понятным и легко поддерживаемым. Такие языки имеют удобные синтаксические конструкции для работы с переменными, операторами, условиями, циклами и другими концепциями программирования.

Наиболее популярными языки программирования при разработке серверной части являются PHP, Java, JS (Node.JS), C#. Данные языки программирования обладают богатыми стандартными библиотеками, удобными средствами разработки, сетевыми протоколами, базами данных и другими инструментами программирования.

Чаще всего языки используются вместе с фреймворками (программная платформа, определяющая структуру программной системы; программное обеспечение, облегчающее разработку и объединение разных компонентов большого программного проекта) и библиотеками, которые содержат в себе уже готовые блоки кода, реализующие тот или иной функционал, благодаря которому разработчик значительно экономит время.

Сравнение будет проводиться по следующим параметрам:

  • поток/процесс;
  • неблокирующий I/O;
  • типизация;
  • простота использования.
  1. PHP

Это узкоспециализированный язык, появившийся в 1995 году. На данный момент PHP-программирование используется в сфере веб-дизайна, а также в SEO. Программист, владеющий этим языком, может работать, как на себя, так и в команде.

Практически любой сайт на PHP использует следующую модель. Браузер отправляет запрос к веб-серверу, на котором установлен Apache, который создает отдельный процесс для входящего запроса. Такое решение крайне затратно в «high-load» проектах, поскольку требует большое количество ресурсов для обработки большого количества одновременных соединений. В PHP нет потоков выполнения, поэтому выполнить задачи параллельно не получится. Данный язык программирования также позволяет создавать и управлять сеансами пользователей, сохраняя состояние между запросами, что особенно важно для разработки интерактивных веб-приложений. PHP поддерживает расширяемость с помощью модулей, которые позволяют добавлять функциональные возможности.

Применяют этот язык для создания ПО для серверного оборудования и веб-приложений. С помощью него можно создавать интерактивные и динамические ресурсы.

В PHP по умолчанию нет статической типизации, поэтому разрабатывать большие проекты довольно затруднительно.

Код не сложен для понимания, синтаксис частично похож на синтаксис языка Си.

  1. Java

Это кроссплатформенный язык, связанные с обеспечением весомой части enterprise-решений. Здесь нет необходимости в компиляции для установки на другую операционную систему. Большинство современных Андроид-игр создают именно на Java, а в общей сфере программирования на него приходится 14% от всех языков.

Java поддерживает многопоточность, благодаря чему на каждое соединение может быть создан свой поток. Это позволяет сэкономить память, потоки могут обращаться к памяти друг друга, таким образом есть возможность получить кэшированные данные. Многопоточность в Java реализуется путем расширения класса Threads или наследованием от класса Runnable. Реализация неблокирующего I/O в Java возможна с помощью пакета java.nio.

Есть статическая типизация, позволяет разрабатывать средние и большие веб-приложения.

Один из сложных языков для разработки, поскольку кривая обучения – крутая и имеется богатая экосистема.

  1. Node.JS

Node.JS работает в одном потоке, реализация неблокирующего I/O здесь достигается путем передачи обратного вызова. Этот механизм называется EventLoop – цикл событий, который ставит в очередь некоторый callback (обработчик), который запускается асинхронно после завершения процесса чтения/записи. Также Node.JS используется для разнообразных сервисов, где происходит постоянный обмен информацией с пользователями, такие как чаты, соцсети, сервисы совместной работы и онлайн-редакторы.

А ещё Node.js способен обрабатывать множество запросов сразу. Поэтому он используется для разработки ПО «умных» вещей, у которых есть дистанционное управление и дополнительные функции.

В JavaScript нет статической типизации, поэтому разработка больших веб-приложений может вызывать сложность.

Синтаксис JavaScript лаконичен и понятен. Порог входа достаточно низкий, поскольку отсутствует статическая типизация, ООП в его классическом виде. Данный язык программирования называется мультипарадигменным. Он позволяет сделать любой конечный продукт «оживленным», то есть более красочным и динамичным.

  1. C#

C# использует пул потоков, который можно настроить. Каждый запрос принимается одним из потоков в пуле потоков, пока каждый поток не будет занят. C# является объектно-ориентированным языком программирования и имеет синтаксис, схожий с другими языками, такими как Java и C++. Он предоставляет широкий набор функций и инструментов для разработки различных типов приложений, включая настольные приложения, веб-приложения, мобильные приложения и игры.

C# обеспечивает большую безопасность и надежность кода, использует сборку мусора для автоматического освобождения памяти, что облегчает разработку и предотвращает утечки памяти. Также этот язык предоставляет возможность разрабатывать многопоточные приложения с высокой производительностью и безопасностью.

Неблокирующий I/O реализуется с помощью асинхронных методов. Для этого используется модель асинхронного программирования на основе асинхронно-ожидающих (async-await) операций.

Есть статическая типизация, что делает удобным разработку больших веб-приложений.

Сложен в использовании, поскольку платформа .NET содержит богатую экосистему, кривая обучения – крутая.

  1. Результаты сравнения

Результаты сравнения представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты сравнения

 

PHP

Java

Node.JS

C#

Процессы/потоки

Процессы

Потоки

Потоки

Потоки

Неблокирующий I/O

Нет

Есть

Есть

Есть

Типизация

Нет

Да

Нет

Да

Простота использования

Средняя

Сложная

Средняя

Сложная

Для разработки серверной части больших веб-приложений подходит язык программирования Java, поскольку является языком со статической типизацией, что позволяет дать большее количество информации компилятору. Неблокирующий асинхронный код позволяет обрабатывать большое количество запросов. Имеется богатая экосистема, поэтому позволяет разрабатывать сложные веб-приложения, решать различные задачи.

Для разработки серверной части небольших веб-приложений подходит Node.JS, поскольку является относительно простым в использовании, есть неблокирующий I/O.

Список литературы

      1. 7 лучших языков программирования для серверной веб-разработки / [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.geeksforgeeks.org/top-7-programming-languages-for-backend-web-development/
      2. Введение в серверную часть / [Электронный ресурс] – Режим доступа:https://developer.mozilla.org/ru/docs/Learn/Server-side/First_steps/Introduction

Интересная статья? Поделись ей с другими: