JavaScript: где используется и как работает

Введение

Язык программирования JavaScript относится к интерпретируемым языкам. Его часто называют языком скриптов — набора инструкций, выполняемых при загрузке веб-страниц. Хотя JavaScript, или сокращенно JS, используется в веб-разработке, его применение широко: от серверных приложений до мобильных платформ. По версии GitHub, JavaScript оставался самым популярным языком программирования с 2014 года и уступил первенство Python только в 2024 году.

Что означает JavaScript?

JavaScript был создан в 1995 году, одновременно с Java. Изначально язык назывался LiveScript, что переводится как «живой сценарий». Название раскрывало суть продукта: это язык для прогнозирования сценариев пользовательского поведения и реакций системы на него. Затем из маркетинговых соображений LiveScript переименовали в JavaScript. Таким образом создатели хотели подчеркнуть, что Java и JavaScript хорошо работают вместе как языки для фронтенда и бэкенда. Кроме названия, у двух языков мало общего. Более того, с эволюцией JavaScript писать бэкенд на Java уже необязательно.

Где используется JavaScript?

JavaScript — один из самых популярных языков программирования. Подсчитать, какой язык больше востребован, непросто. Есть ряд критериев: количество вакансий, количество обсуждений на профильных форумах, новые возможности языка и так далее. Самый известный рейтинг TIOBE использует сложный алгоритм на основе всех перечисленных факторов. По его оценкам, JavaScript входит в десятку самых популярных языков. Отчасти это благодаря его универсальности. Рассмотрим ниши, где используется JavaScript.

JavaScript

25 часов

123,612

Typescript

19 часов

14,015

HTML

11 часов

101,556

CSS

9 часов

53,232

Java

23 часа

54,706

Веб-разработка (фронтенд)

JavaScript — основной язык для создания динамичных и интерактивных веб-страниц. С его помощью можно управлять поведением и внешним видом страниц в режиме реального времени. Вот несколько востребованных возможностей JavaScript:

• Работа с DOM (Document Object Model). JavaScript позволяет манипулировать элементами веб-страницы, такими как тексты, изображения, формы и стили. Например, можно изменить текст на кнопке или скрыть/показать элементы на странице без перезагрузки.
• Обработка событий. JavaScript используется для реализации реакции на действия пользователя, такие как клики, наведение мыши, ввод данных в формы, прокрутка страницы и другие.
• Взаимодействие с API. Технологии, такие как AJAX (Asynchronous JavaScript and XML) и Fetch API, позволяют отправлять запросы к серверу без перезагрузки страницы, обновляя только часть контента. Это используется для динамических данных, например в слайдерах и фильтрах поиска.

Серверная разработка (бэкенд)

С развитием Node.js JavaScript вышел за пределы браузера и начал работать с серверной стороной решений. Node.js — это программная платформа на С++, которая умеет выполнять код на JavaScript. Это позволяет разработчикам использовать один язык для всего стека приложения — как для фронтенда, так и для бэкенда.

Симбиоз Node.js и JavaScript предоставляет разработчикам следующие преимущества:

• Высокая производительность. Node.js использует событийно-ориентированную модель, что позволяет асинхронно обрабатывать большое количество запросов.
• Взаимодействие с базами данных и внешними сервисами. JavaScript на сервере может работать с базами данных, например MongoDB или MySQL, а также обмениваться данными с внешними API.
• Масштабируемость. Node.js позволяет легко масштабировать приложения, поэтому он подходит для высоконагруженных решений или ПО, для работы которого данные обновляются в режиме реального времени.

Разработка полного цикла

Поскольку JavaScript объединяет возможности клиентской и серверной разработки, на нем можно создавать полноценные веб-приложения. В них можно интегрировать современные решения, например обновление страниц без полной перезагрузки, а также при поиске или отправке формы. Взаимодействие с сервером без перезагрузки страницы позволяет создавать плавный и отзывчивый пользовательский интерфейс, что важно для таких веб-приложений, как Gmail, Twitter или Facebook, где контент обновляется динамично.

Мобильные приложения

JavaScript активно используется для создания кросс-платформенных мобильных приложений, которые работают с разными операционными системами. В отличие от нативных решений, созданных только для Android или iOS, кросс-платформенные позволяют сократить время и ресурсы на разработку, сохраняя при этом качество и производительность.

Чтобы оптимизировать мобильную разработку, часто используют фреймворки типа React Native и Ionic:

• React Native предоставляет доступ к нативным компонентам операционных систем, таким как камера, геолокация или файловая система, и поддерживает «горячую перезагрузку» (hot reload), ускоряя процесс разработки.
• Ionic интегрируется с Angular и React, предоставляя инструменты для разработки интерфейсов, и поддерживает доступ к нативным функциям устройства через плагины Capacitor или Cordova.

Встраиваемые системы и IoT-решения

JavaScript активно используется в разработке решений для интернета вещей (IoT). Платформы, такие как Johnny-Five и Espruino, позволяют программистам взаимодействовать с микроконтроллерами, датчиками и исполнительными устройствами, используя привычный синтаксис JavaScript.

С помощью JavaScript можно создать экосистему умного дома. Например, с помощью Node.js можно настроить сервер, который будет собирать данные с датчиков температуры и влажности, анализировать их и отправлять уведомления владельцу через мессенджер.

В промышленной среде JavaScript используется для создания IoT-решений, которые объединяют множество устройств в одну систему. Например, с помощью платформы Espruino можно запрограммировать микроконтроллеры, которые обрабатывают данные с датчиков давления, скорости или температуры, передают их на центральный сервер и принимают команды для оптимизации рабочих процессов.

Читайте также: С чего начать изучение языка программирования С?

Основные возможности JavaScript

Рассмотрим некоторые возможности языка программирования JavaScript с точки зрения разработки.

Работа с объектами и массивами

Поскольку JavaScript — это объектно-ориентированный язык, все, включая функции, может быть объектом. Поэтому в JavaScript используются основные принципы ООП: астракция, инкапсуляция, наследование, полиморфизм. Массив — это тип данных, набор однотипных элементов с одним или несколькими индексами, который позволяет хранить множество значений для одной переменной.

Асинхронное программирование

Асинхронность — одна из сильных сторон JavaScript, поскольку позволяет делать более отзывчивые приложения. Основные подходы:

• Коллбеки. Простые функции обратного вызова, вызываемые после завершения асинхронной операции.
• Промисы. Объекты, которые представляют результат асинхронной операции.
• Async/await. Синтаксический сахар над промисами, делающий код более читаемым.

Модули

JavaScript поддерживает модульную архитектуру, которая позволяет разделять код на небольшие части. Модули импортируются и экспортируются с помощью синтаксиса ES6:

// module.js
export function greet(name) {
  return `Hello, ${name}!`;
}

// main.js
import { greet } from './module.js';
console.log(greet('Alice'));

Этот код демонстрирует разбиение кода на модули:

• Экспорт функции greet из одного модуля (module.js).
• Импорт и использование этой функции в другом модуле (main.js).
• Вывод в консоль приветствия "Hello, Alice!"

Как работает JavaScript?

JavaScript — это язык программирования без строгой типизации, который допускает как синхронное, так и асинхронное выполнение функций. Это определяет принципы его работы. Вот несколько особенностей.

Переменные и области видимости

JavaScript предоставляет несколько способов объявления переменных, которые отличаются по области видимости — той части программы, которая может обращаться к данной переменной. Рассмотрим основные способы:

• let. С блочной областью видимости. Подходит для работы с изменяемыми значениями, но не позволяет переопределять переменные.
• var. С функциональной областью видимости, что позволяет выходить за пределы блока, обновлять и переопределять переменные. Команда Хекслет не рекомендует его использовать, так как он может привести к запутанному коду.
• const. Используется для неизменяемых значений переменных, которые нельзя обновлять и переопределять.

Также интересно: Что такое Haskell и для чего он используется?

Механизм обработки ошибок

JavaScript поддерживает обработку ошибок с помощью try-catch блоков, которые определяют исключения, обрабатывают их и предотвращают крах приложения. Еще для управления ошибками используют промисы и async/await. Приведем пример использования try-catch блоков.

try {
  // Код, который может выбросить ошибку
  let result = 10 / 0;
  if (!isFinite(result)) {
    throw new Error("Деление на ноль!");
  }
  console.log(result);
} catch (error) {
  // Перехват и обработка ошибки
  console.error("Ошибка:", error.message);
} finally {
  // Код, который выполнится в любом случае
  console.log("Операция завершена.");
}

Код внутри блока try выполняется. Если возникает ошибка, выполнение передается в блок catch. В finally можно разместить код для освобождения ресурсов или завершения процесса.

Так управляют ошибками с помощью промисов.

function fetchData(url) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const isValidUrl = url.startsWith("http");
    if (isValidUrl) {
      resolve("Данные успешно получены!");
    } else {
      reject(new Error("Некорректный URL"));
    }
  });
}

fetchData("http://example.com")
  .then((data) => {
    console.log(data);
  })
  .catch((error) => {
    console.error("Ошибка:", error.message);
  });

resolve вызывается для успешного выполнения промиса, а reject для ошибки. Метод catch перехватывает и обрабатывает ошибку, если она произошла.

Так обрабатывают ошибки с помощью async/await.

async function getData(url) {
  try {
    if (!url.startsWith("http")) {
      throw new Error("Некорректный URL");
    }
    // Имитируем успешное выполнение запроса
    const response = await Promise.resolve("Данные успешно получены!");
    console.log(response);
  } catch (error) {
    // Обработка ошибки
    console.error("Ошибка:", error.message);
  } finally {
    console.log("Операция завершена.");
  }
}

getData("http://example.com"); // Успешное выполнение
getData("invalid-url");       // Ошибка

await ожидает выполнения промиса. Если возникает ошибка, выполнение переходит в блок catch.

Начните изучать JavaScript прямо сейчас

Бесплатный курс по JS уже ждёт вас!

Популярные фреймворки и библиотеки JavaScript

JavaScript использует сотни библиотек и фреймворков, которые помогают разработчикам решать типовые задачи. Вот некоторые из них.

Frontend

• React — библиотека для создания пользовательских интерфейсов, разработанная Facebook. Подходит для одностраничных приложений (SPA).
• Angular — фреймворк для создания сложных веб-приложений от Google. Поддерживает двустороннюю привязку данных (two-way data binding), упрощая синхронизацию между моделью и представлением.
• Vue — фреймворк для построения пользовательских интерфейсов с простой настройкой.

Backend

• Express — минималистичный и гибкий фреймворк для Node.js, на котором создают веб-приложения и API.
• NestJ — фреймворк, который предоставляет инструменты для масштабируемых серверных приложений.
• Fastify — современный и высокопроизводительный фреймворк для Node.js для разработки быстрых и лёгких API. Имеет встроенную поддержку валидации данных, логирования и плагинов, что упрощает работу.

Мобильные приложения

• React Native — фреймворк от Facebook, который позволяет разрабатывать мобильные приложения на JavaScript и React.
• Ionic — фреймворк для создания гибридных приложений на HTML, CSS и JavaScript.

Заключение

JavaScript — это универсальный язык программирования, который продолжает развиваться и находить новые области применения. Он отлично подходит для создания веб-приложений, серверов, мобильных приложений и программ для IoT-решений, а значит, разработчики JavaScript востребованы в разных сферах. Поскольку на JavaScript можно создавать многочисленные решения, а активные проекты требуют поддержки, спрос на JavaScript будет оставаться высоким. Если вы хотите освоить востребованную профессию, можно начать с курса «Основы JavaScript». Этот бесплатный курс позволяет изучить основы языка, его принципы работы и закрепить полученные знания на практике.