Всем привет. Сегодня я расскажу вам, что такое фреймворки и для чего они вообще используются в веб-разработке. Думал тут сам сформулировать определение, но подумал, что с этим лучше справляется Википедия:
Фреймво́рк (англицизм неологизм от англ. framework букв. – каркас, структура) - программная платформа, определяющая структуру программной системы; программное обеспечение, облегчающее разработку и объединение разных компонентов большого программного проекта. Употребляется также слово «каркас».
Здесь записано общее определение, ведь бывает веб-программирование, а бывает прикладное. Соответственно, свои фреймворки есть и там, и тут. Но я на своем блоге говорю только о веб-программировании, поэтому о нем мы и поговорим.
В определении вы могли прочитать, что фреймворк — это ПО, облегчающее разработку проектов. Своего рода каркас. Ведь согласитесь, что намного проще разработать программу или сайт на основе каркаса, чем с полного нуля. С нуля будет гораздо сложнее, если только речь не идет о совсем простых проектах.
Фреймворки в веб-разработке
Фреймворк привязан к языкам, на которых он написан, поэтому и говорят, например: js-фреймворк, php-framework и т.д. Как правило, его создает один или несколько опытных разработчиков для того, чтобы в будущем использовать для своих целей. Некоторые фреймворки выкладывают в свободный доступ и их использование и кастомизация становятся доступными абсолютно для всех.
Пример свободно-распространяемого css-фреймворка — Bootstrap. С его помощью можно очень легко и быстро создать адаптивный шаблон, намного быстрее, чем с полного нуля. По сути, в полной версии фреймворка содержатся такие компоненты:
- табы-переключатели;
- модальные окна, оповещения;
- адаптивная резиновая сетка;
- кнопки, формы, таблицы и т.д.;
То есть при использовании css-фреймворка вам нет нужды писать код с нуля, очень многое уже реализовано, остается только применить нужные стилевые классы к элементам и все будет работать. Заметьте, что Bootstrap это не только css, но и js-framework. Подробнее о Bootstrap вы можете почитать .
Пример php-фреймворка — известный в рунете Yii. Опять же, он существенно облегчает разработку сайта по сравнению с тем, если все делать на голом php. В фреймворках уже есть ряд готовых решений, поэтому вам, по сути, остается лишь изучить работу с ними.
У каждого фреймворка есть своя цель. Например, Bootstrap идеально подходит для разработки адаптивных шаблонов, сайтов с поддержкой на мобильных устройствах, с помощью Yii можно легко реализовать функционал блога или интернет-магазина, Angular идеально подходит для разработки фронтенда у веб-приложений.
Вам не нужно изучать все фреймворки, потому что их десятки, но некоторые вы вполне можете выбрать и освоить, если они связаны с теми технологиями, с которыми вы работаете. Фреймворки позволяют упростить, ускорить, автоматизировать многие вещи, которые без их использования пришлось бы делать руками.
А какие вы хотите изучить фреймворки? Пишите в комментарии, может поделюсь ссылкой какой, где вы можете посмотреть уроки.
Веб-фреймворки сильно изменили мир программирования и стали неотъемлемой частью процесса разработки. Вы можете попробовать поискать информацию о них на сайтах, в статьях и книгах, но найдёте только общую и неоднозначную информацию - ничего, кроме бесконечных определений и сложных терминов, от которых закипает мозг. Пора наконец разобраться, что из себя представляют веб-фреймворки.
Что такое веб-фреймворк
Веб-фреймворк - инструмент, облегчающий процесс написания и запуска веб-приложения. Вам не нужно самостоятельно писать кучу кода и тратить время на поиск потенциальных просчётов и ошибок.
На рассвете эры веб-разработки все приложения писались вручную, и только разработчик приложения мог изменить или развернуть его. Веб-фреймворки позволили выбраться из этой западни. С 1995 года вся морока, связанная с изменением структуры приложения, была приведена в порядок благодаря появлению общего подхода к разработке веб-приложений. В это время появились языки для веба. Сейчас их разнообразие позволяет выбрать подходящий как для статических, так и для динамических страниц. В зависимости от поставленной задачи, вы можете выбрать один фреймворк, покрывающий все нужды, или совместить несколько.
Типы веб-фреймворков
У фреймворков есть две основные функции: работа на серверной стороне (бэкенд) и работа на клиентской стороне (фронтенд).
Фронтенд-фреймворки связаны с внешней частью приложения. Простыми словами, они отвечают за внешний вид приложения. Бэкенд отвечает за внутренне устройство приложения. Рассмотрим оба типа поподробнее.
Серверные фреймворки . Правила и архитектура таких фреймворков не даёт возможности создать веб-приложение с богатым интерфейсом. Они ограничены в своей функциональности, однако вы всё равно можете создавать простые страницы и разные формы. Также они могут формировать выходные данные и отвечать за безопасность в случае атак. Всё это определённо может упростить процесс разработки. Серверные фреймворки в основном отвечают за отдельные, но критически важные части приложения, без которых оно не сможет нормально работать. Вот несколько самых популярных фреймворков и языки, с которыми они работают:
- Django - Python;
- Zend - PHP;
- Express.js - JavaScript;
- Ruby on Rails - Ruby.
Клиентские фреймворки . В отличие от серверных, клиентские фреймворки никак не связаны с логикой приложения. Этот тип фреймворков работает в браузере. С их помощью можно улучшить и внедрить новые пользовательские интерфейсы. Фронтенд-фреймворки позволяют создавать разные анимации и одностраничные приложения. Все клиентские фреймворки отличаются по функциональности и использованию. Вот некоторые из них:
- Backbone+Marionette;
- Angular;
- Ember.js;
- Vue.js.
Все эти фреймворки используют JavaScript.
Многофункциональные фреймворки . Meteor известен как фулл-стек веб-фреймворк. Это значит, что он удовлетворяет почти все потребности как со стороны клиента, так и со стороны сервера, что делает Meteor чрезвычайно популярным. Вам не нужно тратить время на то, чтобы наладить взаимодействие между двумя фреймворками через REST API - вы можете просто выбрать Meteor и ускорить процесс разработки. Но это не главная особенность этого фреймворка. Обе стороны - серверная и клиентская - работают на одном языке, поэтому вы можете создавать и использовать для них один и тот же код. Следующая особенность - «режим реального времени» - когда вы что-то меняете в одном интерфейсе, изменения происходят и в остальных. В качестве примера можно взять документ или таблицу с общим доступом. Когда вы добавляете комментарии или как-то изменяете содержимое, другие пользователи тоже это видят.
На этом о разделении на типы можно закончить, однако масштабы тоже важны. Фреймворки также отличаются по размеру. Существуют такие монструозные фреймворки, которые предлагают решения для всех задач.
Более легковесные варианты специализируются на решении конкретных задач - такие фреймворки называются микрофреймворками. Они не предоставляют «из коробки» всё, что нужно, однако иногда лучше разложить функциональность на несколько подоходов (фреймворки, микрофреймворки, библиотеки). Функциональность микрофреймворков можно расширять с помощью сторонних приложений и создавать небольшие проекты на их основе или совместить микрофреймворк с основным «большим» фреймворком.
Например, если ваше приложение основано на Django и вам нужны веб-сокеты, то вы можете воспользоваться микрофреймворком aiohttp.
Другой пример: если ваше приложение не очень большое и вам нужна только простая маршрутизация URL и шаблоны с несложным контекстом, вы можете использовать Flask с Jinja2 (или другим шаблонизатором) вместо Django.
Особенности и архитектура
Несмотря на то, что все фреймворки отличаются друг от друга и выбрать какой-нибудь из них может быть очень сложно, есть несколько вещей, общих для них всех. Речь идёт об архитектуре и особенностях, которые так же важны, как и функции.
Архитектура
Архитектура почти всех фреймворков основана на декомпозиции нескольких отдельных слоёв (приложения, модули и т.д.), что означает, что вы можете расширять функциональность исходя из своих потребностей и использовать изменённую версию вместе с кодом фреймворка или использовать сторонние приложения. Такая гибкость является ещё одним ключевым преимуществом фреймворков. Существует множество open-source сообществ и коммерческих организаций, которые создают приложения или расширения для популярных фреймворков, например, Django REST Framework, ng-bootstrap и т.д.
MVC - Модель, Представление и Контроллер (Model-View-Controller) - три составляющих каждого веб-фреймворка.
Модель содержит все данные и уровни бизнес-логики, её правила и функции.
Представление отвечает за визуальное отображение данных, например, диаграммы, графики и т.д.
Контроллер просто трансформирует данные для команд предыдущих двух составляющих.
Они неотделимы друг от друга, поэтому важно как следует во всём разобраться, чтобы избежать ошибок во время работы приложения.
Особенности
Теперь давайте посмотрим на некоторые общие особенности, которые делают фреймворки многофункциональными и удобными на практике.
Веб-кэширование
Кэширование просто помогает хранить разные документы и позволяет избежать надоедливой перегрузки сервера. Пользователи могут использовать его в разных системах при определённых условиях. Также оно работает на серверной стороне. Например, вы могли заметить кэшированные веб-страницы на странице результатов поисковой выдачи Google.
Скаффолдинг
Если ваш выбор пал на Ruby on Rails, можете заглянуть в это , которое описывает все «за» и «против» этого фреймворка и учит всему необходимому, начиная с установки.
Безусловно, это далеко не самый полный список. Интернет полон разных источников, из которых можно черпать новые знания. Вы можете посмотреть пошаговые уроки на YouTube и затем выбрать понравившийся фреймворк.
Если у вас появляются какие-то вопросы, то стоит заглянуть на StackOverflow .
Этим сайтом пользуются разработчики по всему миру. Здесь они делятся своим опытом и помогают другим решать их проблемы. Просто задайте вопрос, и вам предложат несколько возможных решений.
Итак, с фреймворками не так сложно разобраться, как кажется. Не тратьте время на панику - посмотрите пару руководств и попробуйте поработать со своим первым фреймворком.
Фреймворк состоит из виртуальной машины и множества различных интегрированных компонентов. Он также включает в себя библиотеки классов, которые используется для описания функций в машинном коде.
Фреймворк делает несколько вещей:
- облегчает работу со сложными технологиями;
- связывает вместе дискретные объекты или компоненты в нечто более полезное;
- заставляет команду реализовать код таким образом, чтобы это способствовало последовательному кодированию;
- позволяет делать меньше ошибок и создавать более гибкие приложения;
- позволяет легко проверить и отладить код программы, потому что он структурирован.
Фреймворк предоставляет прекрасную базу данных, которую можно использовать в своих программах для Windows и Linux. Он создает «рабочую среду», которая позволяет программам запускаться и функционировать вне существующих ограничений. Он также обеспечивает пользовательский интерфейс и управление данными.
Архитектура Framework
Архитектура - это стиль программного кода, который включает в себя конкретные элементы структуры. Это реализуется для обеспечения конкретной методологии внедрения в программу. Документы-классы, представленные в пакете Microsoft Foundation Classes (MFC), являются составляющими архитектуры. По существу, архитектура реализует связи между объектами. К числу таких связей можно отнести наследственность, инкапсуляцию и т.д.
Архитектура фреймворка имеет атрибуты, которые можно смело игнорировать или заменить, если в них нет надобности. Такая организация является очень полезной, потому что создается возможность использовать многоразовые структуры, которые обеспечивают некоторую расширенную функциональность. Но как только вы начинаете их использовать, на последующих этапах разработки могут возникнуть серьезные проблемы с рефакторингом.
Шаблоны проектирования
Шаблоны использования конкретной архитектуры являются одновременно и методологией. Их использование обеспечивает особый метод взаимодействия. Однако если вы используете модели поведения, всё приложение будет придерживаться именно этой реализации. Базовые шаблоны проектирования являются довольно примитивными и их очень легко запомнить. Они необязательно должны быть сложными и основываться на том, что компоненты и объекты взаимодействуют друг с другом.
Представьте, что вам дали участок земли и попросили построить на нём дом. И не абы какой, а здание в несколько этажей высотой. Вы прохаживаетесь по участку и размышляете, как справиться с задачей. Дому нужен прочный фундамент, утеплённые стены и то, что на языке строителей называется правильно спроектированными инженерными системами. В целом план действий ясен, и вы приступаете к работе.
Теперь представьте: разгар строительства, фундамент и каркас уже возведены. С вами связывается заказчик и просит внести в проект изменения. Вы получаете новые чертежи и хватаетесь за голову. Дом на свежих планах преобразился. Теперь это высотное здание с подземной парковкой и скоростными лифтами. На крыше требуется оборудовать вертолётную площадку. Хватит ли у вашей стройки запаса прочности, чтобы строительство не пришлось начинать заново?
Конечно, в реальности такая ситуация невозможна. Стройку нельзя переделать «на ходу» под новые нужды. Однако при разработке сайтов (и любого другого программного обеспечения) порой случается, что проект уже начат, но окончательные требования к нему неизвестны. Давайте разберёмся, как в этих условиях можно сэкономить себе время и силы с помощью веб-фреймворков.
История вопроса
В процессе разработки сайта может измениться многое, если не всё - от дизайна до бизнес-логики. Масштабные перемены могут ожидать проект и в будущем. Возможно, после запуска потребуется добавить на сайт различные модули (например, новый раздел с материалами, личный кабинет пользователя или почтовую рассылку). Если в коде с самого начала наблюдается сильная связанность (зависимость одних функций от других), то время на разработку увеличивается, а число ошибок возрастает. Конечно, можно решать возникающие проблемы быстрыми заплатами. «Костыльный» подход, однако, неизбежно ведёт к тому, что код становится сложным и запутанным. Поддержка такого сайта со временем превращается в настоящую головную боль.
Описанное относится в основном к крупным, сложным проектам. Но беда может случиться и при работе над небольшим сайтом. Поэтому крайне желательно, чтобы любой проект с самого начала разработки имел гибкую и легко расширяемую структуру.
Спасение
Чтобы уберечь себя от возможных проблем, можно изначально создавать программу на жёстком каркасе, который позволяет подключать к себе дополнительные модули. По сути, мы будем писать свой код только в тех местах, где это разрешено создателями каркаса (в так называемых «точках расширения»). Так мы не поломаем базовые части системы (каркас) и сможем сконцентрироваться на своих текущих задачах.
В мире программирования описанный каркас называют фреймворком (framework ). Фреймворк - не обычная программная библиотека. Если библиотека - это просто набор функций, которые не влияют на архитектуру программы, то фреймворк сам, по сути, является архитектурой. Каркас гарантирует стандартную структуру программ и их поведение по умолчанию.
Веб-фреймворки
Всё просто: веб-фреймворки (web application framework , WAF ) - это фреймворки для веба. На их основе можно делать не только сайты, но и любые другие онлайн-приложения.
Большинство веб-фреймворков построено по архитектуре Model-view-controller (MVC). Данные в MVC отделены от бизнес-логики, а та, в свою очередь, - от представления (внешнего вида).
Вот типичный набор компонент веб-фреймворка:
- шаблонизатор. Отвечает за независимость вёрстки от программного кода.
- роутер. Распознаёт URL, по которому произошло обращение к серверу.
- модуль доступа к базе данных.
- модуль кэширования. Ускоряет загрузку страниц.
- модуль безопасности. Аутентификация и авторизация пользователей.
- файлы конфигурации.
Фреймворки также управляют сессиями, ведут логи, упрощают использование Ajax и умеют многое другое.
Таким образом, делая сайт на базе фреймворка, мы получаем доступ к огромному количеству готовых функций. Все основные вещи - от доступа к базе данных до отдачи готовой страницы браузеру - уже написаны создателями фреймворка.
Среди популярных современных веб-фреймворков - , (PHP), (Python), (Ruby).
Существуют так называемые микрофреймворки. Как следует из названия, они отличаются небольшим размером и количеством функций. Микрофреймворки хорошо подходят для простых проектов (сайты-визитки), быстрого прототипирования и создания API. Наиболее известны , (PHP), (Python).
От теории к практике
Итак, фреймворки упрощают разработку. Если бы мы жили в идеальном мире, в этом месте я бы написал что-нибудь такое: «Если вы ещё не используете фреймворки, то скорее начинайте это делать» . Но вместе этого я сделаю несколько важных замечаний. Из них станет понятно, почему фреймворки нужно рассматривать лишь как один из инструментов в арсенале разработчика.
Фреймворки - не CMS. Да, с их помощью можно разработать свою собственную систему управления контентом. Но будут ли затраченные усилия стоить того? Предположим, у вас есть законченное ТЗ, в котором полностью описана функциональность проекта и перечислены все требования к нему. Проверьте, можно ли реализовать проект на какой-либо известной вам CMS. Если ответ положительный, то в изобретении велосипеда использовании фреймворка нет необходимости.
Нужно неплохо знать фреймворк изнутри, прежде чем начинать на нём новый проект (особенно при сжатых сроках). Иначе велик риск того, что работа превратится в безостановочное «курение мануалов».
Среди веб-фреймворков не существует «серебряной пули». У каждого из них есть свои сильные и слабые стороны. Нельзя назвать объективно лучший фреймворк, который бы подошёл для любой ситуации и решал бы все проблемы.
Для чего подойдут веб-фреймворки:
- для крупных сайтов. Гибкость, расширяемость, масштабируемость решений, простота поддержки - все лучшие черты фреймворков раскрываются именно на больших проектах.
- для рефакторинга старого сайта. Приняли решение о переносе существующего сайта на новый движок? Присмотритесь к фреймворкам.
- для уникальных проектов. Фреймворк - конструктор, из деталей которого можно сделать веб-приложение с любой функциональностью.
- для командной разработки. Думаю, многие видели, что случается, когда один и тот же код последовательно правят несколько человек, каждый из которых верен собственному стилю программирования и стандарту оформления кода. Фреймворк унифицирует структуру файлов и иерархию классов, а также навязывает единый стиль оформления кода.
Для чего фреймворки не очень подходят:
- для несложных типовых сайтов. Разве что вы хотите поставить их разработку на поток и для этого вам нужен собственный движок.
- для использования какого-либо отдельного компонента фреймворка. Шаблонизация, роутинг, кэширование сами по себе - замечательные штуки. Но лучше взять эти модули в качестве отдельных программных библиотек, чем задействовать целый фреймворк ради одной-двух его функций.
В сухом остатке
Веб-фреймворки - безусловное благо. Они ускоряют разработку, помогают минимизировать риски, дают команде общий инструмент. Кроме того, их изучение способствует профессиональному росту.
Вместе с тем, веб-фреймворки не идеальны. Они далеко не всегда приносят пользу. Их нужно предварительно изучать.
Фреймворк, будучи "каркасом" для создания и сопровождения программного проекта, облегчает задачу разработчика. Существует множество фреймворков для создания сайтов и для различных языков программирования, обладающих как плюсами, так и минусами. Хорошо известные СSS-фреймворки: Foundation и Bootstrap. Из современных PHP-фреймворков можно выделить Yii, Symfony и Laravel. Они дружелюбны не только к профессионалам, но и новичкам. Популярность и широкий функционал позволяет без особого труда найти полезную информацию по этим фреймворкам.
В наше время IT-технологии не стоят на месте, каждую минуту создаются новые сайты, приложения и разного рода программные продукты. Тысячи строк кода помогают компьютеру понять человека.
Зачастую, разработчик применяет одни и те же алгоритмы в разных проектах. И было бы не целесообразно тратить уйму времени на то, чтобы раз за разом писать одно и то же. Что же может облегчить эту задачу?
Существует множество определений термина «фреймворк». Рассмотрим некоторые из них и попытаемся найти то, что их объединяет.
Framework – это программная платформа, определяющая структуру программной системы, программное обеспечение, которое облегчает поставленную перед разработчиком задачу и объединяет разные компоненты большого программного проекта. Это такая структура, включающая в себя библиотеки кода, различное программное обеспечение, которые облегчают жизнь разработчика и способствуют объединению разных составляющих большого программного проекта. Фреймворк содержит базовые программные модули. Все специфичные компоненты реализуются разработчиком на их основе.
В переводе с английского, framework означает «каркас». Действительно, если сравнить создание программного проекта со строительством дома, то фреймворк – каркас и разработчику остается лишь навесить окна и стены.
Фреймворк предлагает разработчику уже встроенные классы:
- Для работы с базой данных
- Для создания функциональных форм
- Для описания логики и др.
Все это может использоваться в большинстве ваших проектов, при этом использование и подключение будет простым благодаря таким «каркасам».
Используя фреймворки не нужно писать с нуля десятки, а то и сотни тысяч строк, тем самым достигается большая производительность. Становится проще сопровождать проект, вносить изменения и исправлять ошибки, «склеивать» компоненты в более сложные системы. Фреймворк помогает организовать структурированную архитектуру проекта, т.е. все файлы будут находиться в порядке и на нужных местах.
Плюсы фреймворков
- Разработка на фреймворке позволяет добиться простоты сопровождаемости проекта.
- Проекты легко масштабируются и модернизируются.
- Решения на фреймворках работают гораздо быстрее.
- Решения на фреймворках превосходят самописные системы по безопасности.
Минусы фреймворков
- Многие функции реализовываются индивидуально, т.к. фреймворки содержат только базовые компоненты бизнес-логики.
- Требуется понимание бизнес-процессов.
Web-разработка и фреймворки
Одна из самых популярных областей применения фреймворков – создание сайтов, web-приложений и сервисов и это естественно. Главным преимуществом фреймворка является тот факт, что зачастую веб-сайты и приложения используют стандартизированную структуру организации компонентов. И создание такой структуры становится проще, если использовать фреймворки. Практически у любого сайта есть форма для авторизации. И каждый раз «изобретать велосипед» было бы не разумным решением.
В интернете мы можем найти огромное количество фреймворков для создания сайтов и для разных языков программирования. Одни предназначены для упрощения в разработке интерфейсов, другие помогают в написании логики программного проекта.
В пример хотелось бы привести наиболее популярные фреймворки, с которыми сможет разобраться как профессиональный разработчик, так и новичок. Практически невозможно не найти какую-либо информацию по этим фреймворкам и это их огромное преимуществом.
Одним из самых знаменитых HTML/CSS/JS-фреймворков, помогающих в разработке интерфейса сайта является Foundation , который состоит из CSS файлов и нескольких плагинов JQuery (JS-фреймворк).
Главным его конкурент - Bootstrap , на котором так же написано огромное количество проектов.
Стоит отметить основные плюсы данных фреймворков:
- Удобство
- Простота для новичков
- Популярность, а значит развитое сообщество
- Функционал
Другие фреймворки облегчают написание логики сайта и web-приложения или сервиса. Например, одними из самых популярных PHP-фреймворков являются:
- Yii : прост в освоении и использовании, высокая производительность относительно других php-фреймворков и пр. возможности.
- Symfony : мощная функциональность, развитое сообщество, большое преимущества перед другими php-фреймворками в разработке сложных проектов.
- Laravel : доступность, мощность, хороший функционал.
В заключение, стоит отметить, что каждый из описанных фреймворков имеет как сильные, так и слабые стороны. Все они обладают большими возможностями, которые реализованы по-своему. У каждого разработчика свои предпочтения, поэтому выбор будет субъективен. Прежде чем решить, какой же из них лучше, разработчику стоит самому попробовать каждый из этих фреймворков.
