Рубріки: Теорія

Фреймворки у веб-розробці — що це, які існують і для чого потрібні

Андрій Денисенко

Що таке фреймворк?

Фреймворк (англ. framework – каркас) – це програмне середовище, яке спрощує та прискорює створення програмного забезпечення. За використання фреймворків ви пишете лише код, який реалізує логіку, специфічну для вашого продукту. Вам не доводиться самостійно забезпечувати роботу з базою даних, автентифікацію, підтримку сеансів тощо. Все це реалізовано у фреймворках.

Для створення веб-програм використовуються веб-фреймворки.

Навіщо потрібні фреймворки

Існують завдання, спільні для різних веб-сайтів, веб-програм та інших продуктів. Це маршрутизація, взаємодія з базою даних, автентифікація користувачів, підтримка сеансів, захист від веб-атак, кешування, відокремлення логіки від представлення та багато іншого. Створювати код для виконання цих завдань щоразу – це невиправдана трата часу та зусиль. Код для виконання таких завдань реалізований у фреймворках. Ознайомитися з роботою фреймворків можно на курсах наших друзів школи Mate Academy

Фреймворки надають розробникам безліч можливостей, зокрема:

  • позбавляють необхідності писати код щоразу заново;
  • прискорюють процес розробки;
  • спрощують роботу над веб-програмою;
  • дозволяють сконцентруватися на логіці, специфічній для веб-програми;
  • відокремлюють логіку від уявлення;
  • реалізують базову функціональність веб-продукту.

Чим фреймворк відрізняється від бібліотеки

Бібліотека містить набір функцій для вирішення завдань із певної області. Бувають бібліотеки для роботи з датою та часом, випадковими числами, файловою системою, HTTP-запитами, серіалізацією у різних форматах.

Бібліотека не визначає структуру програми. Під час роботи з нею користувач вирішує, що і коли викликати.

Фреймворк визначає архітектуру програми та забезпечує взаємодію між

її компонентами. Він містить різні бібліотеки та використовує їх для створення каркасу програми. Коли ви працюєте з фреймворком, відбувається інверсія управління. Не користувач, а фреймворк встановлює, коли викликати функції користувача.

Історія появи фреймворків

Веб тримається на трьох китах: HTML, CSS та JavaScript. HTML визначає структуру веб-сторінки, CSS відповідає за її оформлення, а JavaScript забезпечує взаємодію з користувачем.

Веб-браузери «розуміють» лише ці три технології. Проблема в тому, що і ці технології, і браузери розвиваються окремо одне від одного. Щоб веб-сторінка виглядала однаково у всіх браузерах та однаково взаємодіяла з користувачами, під час написання коду потрібно врахувати особливості різних браузерів.

Проробляти таку роботу для кожного сайту, що створюється, накладно. Тож з’явилися бібліотеки. Вони являли собою набори функцій для вирішення типових завдань роботи з HTML-кодом сторінки. Прикладом є бібліотека JavaScript jQuery. Вона спрощує аналіз HTML-документа й керування його вмістом, обробку подій, анімацію та використання Ajax.

Згодом почали з’являтися бібліотеки для HTML і CSS. За допомогою  цих бібліотек можна, наприклад, розбити сторінку на кілька колонок або закріпити заголовок. Це типові завдання, і їх краще вирішити один раз, а потім повторно використовувати готовий код. Прикладом такого фреймворку є Bootstrap, створений компанією Twitter. Це фронтенд-фреймворк. Він працює на стороні клієнта – у браузері. Більш докладно познайомитись з ними можно на спеціальному курсі від школи Hillel.

Існують і бекенд-фреймворки, наприклад, Django для мови програмування Python. Також існують фулстек-фреймворки. Розглянемо різні типи веб-фреймворків докладніше.

Класифікація фреймворків

Бекенд-фреймворки

Працюють на боці сервера й забезпечують роботу веб-програми або веб-сайту. За допомогою бекенд-фреймворків можна створювати базові сторінки та форми, перевіряти вхідні дані та формувати вихідні. Зокрема, у них реалізовано функції для роботи з базою даних та захисту від атак.

Прикладами бекенд-фреймворків є Laravel і CakePHP для PHP, Django і Flask для Python, Express.js для Node.js і Ruby on Rails для Ruby.

Фронтенд-фреймворки

Відповідають за зовнішній вигляд веб-сторінки. Забезпечують однакове відображення веб-сторінки у всіх браузерах. Спрощують роботу зі стилями, анімацією та дозволяють створювати привабливі інтерактивні інтерфейси.

Серед найпоширеніших фронтенд-фреймворків – Vue.js, Bootstrap, Foundation, Angular, React.

Фуллстек-фреймворки

Ці веб-фреймворки працюють і на боці клієнта, і на боці сервера. Прикладами фуллстек-фреймворків є Meteor, Next.js і Nuxt.

Основні переваги фреймворків

Фреймворк дозволяє писати код, специфічний для програми, і виконує всю «чорнову» роботу.

Проєкти, які створено на основі фреймворку, легко супроводжувати, масштабувати та допрацьовувати.

Продукти, що базуються на фреймворках, працюють набагато швидше й можуть упоратися з великим навантаженням.

Фреймворки захищені від атак і допомагають уникнути помилок.

Створювати продукти на основі веб-фреймворків дешевше, ніж починати з нуля. Навчитися це робити можно на курсах від Powercode.

Недоліки в роботі з фреймворками

На відміну від CMS, веб-фреймворки містять лише основні компоненти логіки, і для створення готового веб-сайту потрібно писати багато додаткового коду.

З іншого боку, фреймворки як такі містять багато коду. Малоймовірно, що ви користуватиметеся абсолютно всіма доступними можливостями.

Фреймворк обмежує вашу свободу. Він диктує свої правила: угоди щодо іменування, структуру каталогів, накладає обмеження на функції, доступні у шаблонах сторінок тощо.

Оскільки фреймворки надають безліч функцій і висувають безліч вимог, їх вивчення часто потребує значного часу.

PHP-фреймворки: головні особливості

Laravel

Найпопулярніший PHP-фреймворк у світі. Він використовується для створення досить складних веб-сайтів та веб-програм. До того ж, Laravel є одним із найзручніших у роботі PHP-фреймворків.

Він характеризується високим рівнем безпеки та захистом від проникнення SQL-коду та крос-сайтового скриптингу.

Шаблонізатор цього фреймворку не лише дозволяє стандартизувати та повторно використовувати шаблони, але й дає розробнику свободу використовувати вбудовані засоби PHP.

Модель, представлення та контролери чітко відокремлено одне від одного, що спрощує спільну роботу над проєктами.

Завдяки популярності Laravel існує безліч ресурсів, де можна знайти інформацію про цей веб-фреймворк. Це численні посібники, інструкції, обговорення, спільноти, форуми тощо.

Офіційний сайт

Symfony

Цей фреймворк, який покладено в основу Laravel, дає змогу спростити роботу навіть над найскладнішими проєктами.

Він забезпечує масштабування вже перших етапах роботи над продуктом.

Symfony гнучкий у налаштуванні. Він інтегрується з поширеними CMS та сервісами, а також із поширеними JavaScript-фреймворками.

Офіційний сайт

CodeIgniter

 

Поєднує в собі простоту та продуктивність, забезпечуючи високу швидкість кодування.

Він характеризується простим інтерфейсом, зручним не лише для професіоналів, а й для новачків.

Відкритий вихідний код цього фреймворку є чистим і зрозумілим, що дозволяє уникати помилок під час розробки.

CodeIgniter дозволяє тестувати проєкти на будь-якій стадії розробки.

Офіційний сайт

CakePHP


Цей веб-фреймворк є еталоном надійності та стабільності. Він відрізняється гнучкою архітектурою з можливістю масштабування проєктів.

Також у ньому зручно реалізовано керування сеансами, що значно підвищує швидкість обробки даних.

Потрібно відзначити й високу продуктивність CakePHP, завдяки якій швидше створюються шаблони та здійснюється маршрутизація.

Рішення й плагіни будуються одноманітно, завдяки чому покращується взаємодія елементів рішення між собою. Крім того, теми у цьому фреймворку реалізовано у вигляді плагінів, що значно спрощує розробку рішень.

Офіційний сайт

Yii

Особливостями цього фреймворку є ефективність роботи з AJAX, покращене кешування й зручний набір інструментів для створення інтерфейсів користувача. Крім того, він вирізняється миттєвим завантаженням, чим перевершує інші фреймворки.

Yii інтегрується з jQuery, що спрощує роботу над проєктом і взаємодію між розробниками.

Проте цей фреймворк характеризується високим порогом входу, і робота з ним вимагає належного досвіду.

Офіційний сайт

Python-фреймворки: головні особливості

Django

Найвідоміший і дуже популярний фреймворк для Python. Забезпечує повну функціональність для створення веб-програм і веб-сайтів. Надає готовий інтерфейс адміністратора, коментарі, можливості керування користувачами.

Django пропонує зручну систему шаблонів з успадкуванням, убудовані можливості автентифікації, просту маршрутизацію та багато інших можливостей.

Цей фреймворк працює з такими базами даних, як PostgreSQL, MySQL, SQLite та Oracle.

Містить веб-сервер для стадії розробки.

В цілому, фреймворк простий для вивчення й використання та підходить для створення проєктів різного обсягу та призначення.

Офіційний сайт

Flask

У цьому мікрофреймворку реалізовано мінімальний набір базових функцій, але при цьому його можна розширювати.

Завдяки своїй простоті підходить для програмістів-початківців, які знайомляться з веб-фреймворками.

Flask установлюється й налаштовується швидше за інші фреймворки. У ньому передбачено налагоджувач та сервер. Працює на двигуні Jinja2, але може взаємодіяти і з іншими.

Flask використовується для вирішення конкретних завдань і не має широкого функціоналу.

Офіційний сайт

Pyramid

Фуллстековий мінімалістичний веб-фреймворк із модульною архітектурою. Надає розробнику безліч функцій і дозволяє писати і малі, і великі програми. А завдяки модульності фреймворку можна легко замінювати компоненти.

Pyramid дає змогу створювати однофайлові програми. У ньому передбачено інтернаціоналізацію і підтримку сеансів. Можлива робота з кількома базами даних одночасно.

Фреймворк забезпечує стовідсоткове покриття коду тестуванням та надає гнучкі можливості налагодження. Панель для налагодження вбудовується у браузер.

Розробники можуть скористатися підтримкою спільноти й детальною документацією.

Офіційний сайт

Web2py

Цей фреймворк не потрібно встановлювати й налаштовувати, на відміну від інших фреймворків для Python.

Web2py має власний швидкий багатопоточний веб-сервер, базу даних SQL та веб-інтерфейс. Цей фреймворк не залежить від стороннього ПЗ, але використовує сторонні інструменти. На базі одного екземпляра фреймворку можуть працювати декілька сайтів, які використовують різні бази даних.

Web2py забезпечено детальною документацією, макетами, плагінами, готовими прикладами програм та іншими корисними ресурсами.

Цей веб-фреймворк працює з різними протоколами й підтримує всі платформи, на яких працює Python.

Web2py є фулстековим фреймворком, який забезпечує швидку розробку програм, що вирізняються високою швидкістю роботи, масштабованістю, безпекою та переносимістю.

Офіційний сайт

Bottle

Bottle – це швидкий, простий і легкий мікрофреймворк. Він поширюється як один файл і залежить лише від стандартної бібліотеки Python.

Маршрутизація в Bottle підтримує чисті й динамічні URL-адреси.

Швидкий вбудований движок шаблонів підтримує шаблони mako, jinja2 та cheetah.

Утиліти забезпечують зручність доступу до даних форм, завантажених файлів, cookie-файлів, заголовків та інших метаданих.

Вбудований HTTP-сервер для розробки підтримує такі сервери, як paste, bjoern, gae, cherrypy та інші сервери з використанням WSGI.

Офіційний сайт

JavaScript: фреймворки и библиотеки

jQuery

jQuery – це швидка та легка бібліотека JavaScript із безліччю функцій.

Вона значно спрощує обхід документа HTML та керування його елементами, а також обробку подій, анімацію та роботу з AJAX. Це забезпечується простим у використанні API, який працює з безліччю браузерів.

Один рядок коду на jQuery замінює кілька рядків коду JavaScript.

jQuery – крос-браузерна бібліотека. Вона сумісна з Chrome, Edge, Firefox, Internet Explorer, Safari, Android та iOS. Підтримує CSS3. Добре задокументована.

Поєднуючи в собі багатосторонність і розширюваність, ця бібліотека змінила спосіб написання коду JavaScript для мільйонів людей.

Бібліотека jQuery проста у використанні. Проте її призначено для досвідчених JavaScript-програмістів. Без упевненого знання JavaScript може бути важко зрозуміти, що відбувається за лаштунками при виконанні певних функцій. Це викликає труднощі налагодження, коли виникають проблеми. Тому новачок може значно уповільнити роботу сайту лише одним рядком jQuery або ж у нього не вистачить знань, щоб відтворити код на чистих JavaScript та CSS.

Офіційний сайт

React

React є і бібліотекою, і, у певному сенсі, веб-фреймворком. Він використовується для створення веб-інтерфейсів. Щоб створити інтерактивний інтерфейс, достатньо описати вигляд компонента в різних станах, а після змінення даних React автоматично виведе лише потрібні компоненти.

React базується на компонентах. Ви можете побудувати складний інтерфейс із створених вами окремих компонентів.

React дає змогу легко забезпечити реактивність. При зміні одного компонента змінюється все, що пов’язане з цією зміною.

Дозволяє розробляти односторінкові веб-програми та програми для мобільних пристроїв, а також багатосторінкові програми.

Офіційний сайт

Vue.js

Це доступний, продуктивний і багатосторонній веб-фреймворк для створення веб-інтерфейсів.

У його основі – стандартні HTML, CSS і JavaScript з інтуїтивно зрозумілим API та якісною документацією світового рівня.

У Vue.js реалізовано система рендерингу, яка оптимізована для компілятора та характеризується справжньою реактивністю. Вона рідко потребує додаткової оптимізації вручну.

Vue.js масштабується від бібліотеки до повнофункціонального фреймворку. Його декларативна програмна модель на основі компонентів допомагає ефективно розробляти і прості, і складні інтерфейси користувача.

Для цього фреймворку створено детальну документацію, а підвищити майстерність його використання можна за допомогою бібліотеки курсів.

Офіційний сайт

Angular

Коли ви навчитеся створювати програми за допомогою Angular, ви зможете повторно використовувати свій код та компоненти, щоб створювати програми для будь-якого цільового розгортання: у вигляді веб-програм, мобільних веб-програм і програм для робочого столу.

Angular забезпечує високу швидкість, яка збільшується за використання Web Workers та рендерингу на стороні сервера.

Завдяки простим декларативним шаблонам, можна швидко створювати компоненти. Мову шаблонів можна розширити за рахунок власних компонентів або широкого асортименту готових.

Angular підтримується багатьма IDE й редакторами.

Такі можливості фреймворку дають змогу сконцентруватися на створенні привабливих інтерфейсів, а не гаяти час на те, щоб змусити код працювати.

Офіційний сайт

Backbone.js

Backbone.js задає структуру веб-програм, надаючи моделі з прив’язкою ключів до значень і підтримуючи події користувача, колекції з великим API, представлення з декларативною обробкою подій – і все це підключається до вашого API через RESTful JSON-інтерфейс.

Backbone.js дає змогу створювати односторінкові веб-програми та їх фронтенд за допомогою функцій JavaScript.

Наведемо перелік деяких із його переваг.

  • Автоматично оновлює HTML-код програми.
  • Надає безкоштовну бібліотеку з відкритим кодом.
  • Дозволяє розробляти клієнтські мобільні та веб-програми з використанням чітко структурованого процесу.
  • Чіткий, легкочитаний та добре задокументований.
  • Моделі Backbone.js легко прив’язати до бекенду.
  • Дозволяє розробляти маленькі веб-програми за допомогою jQuery.

Фреймворк просто опанувати. На GitHub доступний його анотований вихідний код і набір онлайн-тестів, приклад програми, навчальні посібники, він користується великою підтримкою спільноти.

Офіційний сайт

Висновки

Веб-фреймворки значно прискорюють та спрощують розробку веб-програм і сайтів. Вони реалізують серверну, клієнтську частину проєкту, або охоплюють обидві його частини. Деякі фреймворки є універсальними, а деякі дозволяють вирішувати конкретні завдання. Проте, незалежно від того, яким фреймворком ви користуєтеся, він дасть вам змогу зайнятися кодуванням бізнес-логіки програми, а не намагатися змусити код працювати.

Останні статті

Українські програмісти створили Lağoda QT — гру-головоломку кримськотатарською мовою

Українські програмісти створили безплатну гру-головоломку Lağoda QT.  Кожен рівень — вірш одного з видатних кримськотатарських…

07.05.2024

В Copilot для Microsoft 365 додали українську мову

Корпорація Microsoft оголосила про підтримку української мови у Copilot для Microsoft 365. Українська мова входить…

07.05.2024

Google безплатно навчатиме створювати чат-боти за допомогою Gemini. Потрібно тільки знання Python

Корпорація Google запустила реєстрацію задля участі в безплатній програмі Startup School: Gen AI. Програма безплатна…

07.05.2024

Вакансій і наймів більше, а зарплати — менше: що відбувалося на ринку праці у квітні

В квітні на ринку праці збільшилася кількість вакансій для IT-фахівців. На DOU та Djinni спостерігались…

07.05.2024

І всього лише $300. Китайці представили ноутбук на базі RISC-V для ШІ-девелоперів

Китайський стартап SpacemiT представив MuseBook — ноутбук на базі восьмиядерного процесора K1 RISC-V, орієнтований на…

06.05.2024

Учасники Brave1 створили ШІ-платформу HARVESTER для органів держбезпеки

Учасники Brave1, українська команда MATHESIS, розробила для органів держбезпеки платформу HARVESTER на основі штучного інтелекту.…

06.05.2024