Introduzione a Node.js: una presentazione dell’ambiente di runtime JavaScript

Node.js è un ambiente di runtime lato server per JavaScript. Permette di eseguire JavaScript non solo nel browser, ma anche sui server, ed è particolarmente adatto per lo sviluppo di applicazioni scalabili e basate su eventi. Grazie alla sua architettura asincrona e non bloccante, le sviluppatrici e gli sviluppatori possono creare applicazioni di rete e in tempo reale in modo efficiente con Node.js.

Cos’è Node.js?

Node.js è un ambiente di runtime lato server basato sul motore JavaScript V8 di Google Chrome, che permette di eseguire il codice JavaScript al di fuori del browser. Ciò consente di implementare sia la logica del client che quella del server nella stessa lingua, rendendo lo sviluppo più coerente ed efficiente. Una caratteristica centrale di Node.js è la sua architettura basata su eventi e non bloccante, che permette un alto numero di connessioni simultanee con un consumo minimo di risorse.

Invece di avviare un nuovo thread per ogni richiesta, Node.js utilizza un modello chiamato event loop, che elabora i compiti in un ciclo e risponde agli eventi non appena si verificano. Questa architettura rende Node.js particolarmente adatto per applicazioni che richiedono molte operazioni di I/O, come i server web. Tramite il Node Packet Manager (npm) è disponibile un ampio ecosistema di moduli, librerie e strumenti che facilita l’implementazione rapida di funzioni complesse. Node.js è inoltre multipiattaforma, funziona su Windows, macOS e Linux e può essere utilizzato sia per piccole applicazioni server, sia per architetture di microservizi altamente scalabili.

Installazione di Node.js

Prima di poter lavorare con Node.js, devi installarlo sul tuo computer. L’ambiente di runtime include tutto il necessario: JavaScript, l’interfaccia a riga di comando (CLI) per l’esecuzione degli script, e il gestore dei pacchetti npm, che consente l’accesso a moduli e librerie aggiuntive. Con questo ambiente, puoi testare semplici script così come sviluppare applicazioni server e web complesse.

Visita innanzitutto il sito ufficiale di Node.js per effettuare il download. Sulla pagina principale vedrai di solito due versioni: la versione LTS (Long Term Support) e la versione più recente. Per chi è agli inizi e per progetti produttivi è consigliata la versione LTS, in quanto supportata a lungo termine e più stabile.

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Clicca sul pulsante di download per il tuo sistema operativo. Copia i comandi del terminale o apri il pacchetto di installazione scaricato e segui le istruzioni del file di installazione. Puoi mantenere le opzioni predefinite.

Dopo aver completato l’installazione, apri il tuo terminale. Inserisci i seguenti comandi per assicurarti che Node.js sia stato installato correttamente:

node -v
npm -v

Se entrambi i comandi restituiscono un numero di versione, Node.js è pronto per l’uso. Ora puoi eseguire i tuoi script JavaScript o avviare il server web Node.js.

Tutorial su Node.js: il primo Hello World nel CLI

Dopo aver installato Node.js, puoi utilizzare la riga di comando per eseguire il codice JavaScript direttamente sul tuo computer. Questo è un modo semplice per testare la funzionalità di Node.js senza dover costruire immediatamente un intero server web.

Crea un nuovo file con il nome hello.js e inserisci il seguente codice:

console.log("Hello, World!");

Il comando console.log() è una funzione JavaScript incorporata che emette contenuti sull’uscita standard, in questo caso la tua console. Node.js interpreta questo comando e visualizza il testo direttamente nel terminale. Puoi salvare il file e successivamente navigare tramite il terminale o il prompt dei comandi nella directory del file. Lì esegui il comando:

node hello.js

Dovresti ora vedere il seguente output:

Hello, World!

Questo semplice esempio dimostra come Node.js funzioni come ambiente di runtime JavaScript sul tuo computer e come il codice possa essere eseguito nella console, prima di passare ad applicazioni più complesse.

Creare un server web Hello World

Oltre a semplici script, Node.js è perfetto per creare server web. Con poche righe di codice, puoi impostare un server HTTP funzionante che risponde alle richieste.

Crea innanzitutto un file chiamato server.js con il seguente contenuto:

const http = require('http'); // Importa il modulo HTTP integrato
const hostname = '127.0.0.1';
const port = 3000;
const server = http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200; // Codice di stato HTTP 200 = OK
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain'); // Definisce che la risposta è testo semplice
res.end('Hello, World!\n'); // Invia il testo al client e termina la risposta
});
server.listen(port, hostname, () => {
console.log(`Il server è in esecuzione su http://${hostname}:${port}/`);
});

Node.js dispone di un modulo integrato chiamato http, che fornisce funzioni per la comunicazione tramite il protocollo HTTP. Con require('http') includiamo inizialmente questo modulo.

http.createServer() crea un nuovo server web. La funzione passata (req, res) => { ... } viene chiamata a ogni richiesta in arrivo. req contiene informazioni sulla richiesta in arrivo, come URL, intestazioni o parametri. res viene utilizzato per inviare una risposta al client.

Il frammento di codice res.statusCode = 200; imposta il codice di stato della risposta HTTP (200 = successo). Viene definito anche il tipo MIME della risposta, in questo caso testo semplice. Con res.end('Hello, World!\n'); il messaggio viene inviato al client e la risposta si conclude.

Ora avvia il file con Node.js:

node server.js

Apri successivamente un browser web o utilizza uno strumento come curl e accedi al seguente indirizzo IP:

http://127.0.0.1:3000/

Dovresti vedere il messaggio “Hello, World!”, che conferma che il server web funziona correttamente.

Struttura del modulo e npm

Node.js si basa su un’architettura modulare che consente agli sviluppatori e alle sviluppatrici di suddividere le applicazioni in unità più piccole e riutilizzabili. Queste unità, chiamate moduli, incapsulano determinate funzionalità come l’elaborazione di file, la comunicazione di rete o i calcoli matematici e possono essere importate e utilizzate in altre parti dell’applicazione. Oltre ai moduli core integrati come fs (file system), il modulo già utilizzato http o path, Node.js offre anche la possibilità di creare moduli propri per organizzare compiti specifici all’interno di un progetto. Ogni modulo in Node.js è memorizzato in un file separato ed esporta le sue funzioni o oggetti tramite module.exports in modo che altri file possano importarli e utilizzarli.

Un componente centrale dell’ecosistema Node.js è il Node Package Manager (npm). Con npm è possibile installare, gestire e aggiornare migliaia di pacchetti disponibili gratuitamente, forniti dalla community. Gli sviluppatori e le sviluppatrici possono utilizzare npm per integrare automaticamente le dipendenze in un progetto, controllare le versioni ed evitare conflitti tra diversi pacchetti. I pacchetti sono generalmente archiviati in un progetto nella sottodirectory node_modules, mentre il file package.json contiene i metadati, le dipendenze e gli script del progetto.

La struttura modulare e npm facilitano notevolmente la manutenzione e l’espansione dei progetti, poiché i singoli moduli possono essere sviluppati, testati e sostituiti in modo indipendente. Inoltre, promuovono il riutilizzo del codice e la separazione delle responsabilità all’interno di un’applicazione. In combinazione con strumenti moderni di gestione dei pacchetti come npx, i moduli Node.js possono essere eseguiti temporaneamente senza doverli installare permanentemente, il che supporta test rapidi e prototipazione. Grazie a questo sistema, gli sviluppatori e le sviluppatrici possono creare applicazioni molto complesse basate su piccoli componenti ben manutenibili, facilmente scalabili.

Ambiti di applicazione di Node.js

Node.js non è solo un ambiente di runtime per JavaScript, ma anche uno strumento versatile per lo sviluppo di applicazioni. Di seguito vengono presentati in dettaglio tre ambiti di applicazione esemplificativi.

Sviluppo di API

Node.js è adatto per lo sviluppo di API, che fungono da interfacce tra diverse applicazioni o sistemi. Grazie all’architettura basata sugli eventi e alle funzioni di I/O non bloccanti, le API sviluppate in Node.js possono gestire grandi quantità di richieste simultaneamente senza compromettere le prestazioni. Gli sviluppatori e le sviluppatrici utilizzano frequentemente framework come Express.js per creare API RESTful in modo rapido ed efficiente. Tali API consentono alle applicazioni di leggere, scrivere o aggiornare dati. Inoltre, Node.js semplifica l’integrazione con database come MongoDB, PostgreSQL o MySQL, rendendo l’API potente, flessibile e scalabile.

Applicazioni in tempo reale

Anche per le applicazioni in tempo reale, in cui i dati devono essere scambiati immediatamente tra server e client, Node.js è estremamente adatto. Esempi di questo tipo sono applicazioni di chat, modifica collaborativa di documenti o dashboard live. Attraverso l’uso di socket web, che consentono una comunicazione bidirezionale, le applicazioni Node.js possono rispondere immediatamente alle interazioni degli utenti. Grazie al ciclo degli eventi asincrono, Node.js è inoltre in grado di gestire molte connessioni simultanee senza ritardi percepibili. È pertanto una scelta adatta per le applicazioni in cui i tempi di latenza devono essere mantenuti al minimo.

Strumenti e automazioni

Node.js viene spesso utilizzato anche per la creazione di strumenti di sviluppo e automazione. Questo include strumenti di build, task runner o script che automatizzano compiti ricorrenti. Anche strumenti CLI per l’amministrazione o attività DevOps possono essere facilmente sviluppati in Node.js, poiché la piattaforma offre accesso diretto al file system, alla rete e alle funzioni del sistema operativo.

Framework popolari per Node.js

Node.js costituisce la base per numerosi framework che facilitano notevolmente lo sviluppo. Questi framework astraggono compiti ricorrenti, forniscono strutture per un codice pulito e offrono funzionalità integrate che riducono i tempi di sviluppo. Tra i framework più noti e utilizzati ci sono Express, Nest e Socket.io, ognuno con proprie priorità e campi d’applicazione.

Express.js

Express.js è uno dei framework più diffusi per Node.js e viene utilizzato principalmente per creare applicazioni web e API RESTful. È minimalista, flessibile e consente agli sviluppatori e alle sviluppatrici di integrare middleware personalizzati per gestire le richieste HTTP, controllare il routing e fornire risposte. Grazie alla sua struttura snella, Express è adatto sia per prototipi rapidi che per applicazioni complesse. Una vasta comunità supporta numerose estensioni che offrono funzioni aggiuntive come autenticazione, gestione delle sessioni o motori di template. Express astrae molti dettagli del modulo HTTP nativo di Node.js, permettendo agli sviluppatori e alle sviluppatrici di creare applicazioni server efficienti e manutenibili.

Nest.js

Nest.js è un framework progressivo che punta principalmente su struttura, scalabilità e sicurezza dei tipi. Utilizza per impostazione predefinita TypeScript, ma supporta anche JavaScript puro e si ispira architettonicamente al framework Angular. Nest facilita l’implementazione di API, microservizi e applicazioni lato server offrendo Dependency Injection, moduli dichiarativi e un sistema di pattern unificato. Il framework è particolarmente indicato per progetti di grandi dimensioni, in cui un’architettura pulita e la manutenzione a lungo termine sono fondamentali.

Socket.io

Socket.io è un framework per lo sviluppo di applicazioni in tempo reale che consente la comunicazione bidirezionale tra client e server. Si basa sui socket web, ma offre funzionalità aggiuntive come fallback per browser più vecchi, comunicazione basata su eventi e riconnessioni automatiche. È spesso utilizzato in applicazioni dove è necessario lo scambio immediato di dati tra server e client. L’integrazione in progetti Node.js è semplice, poiché il framework fornisce un’API facile per inviare e ricevere messaggi. Grazie alla sua architettura robusta, gli sviluppatori e le sviluppatrici possono costruire sistemi in tempo reale scalabili che rispondono in modo affidabile e performante a molte connessioni simultanee.

Confronto con PHP e Python

Node.js si distingue dalle classiche lingue lato server come PHP e Python soprattutto per la sua architettura a eventi e non bloccante. Mentre PHP tradizionalmente avvia un nuovo processo per ogni richiesta e percorre l’intero flusso per ciascuna, Node.js gestisce molte richieste simultanee in modo asincrono all’interno di un unico processo, il che può aumentare considerevolmente le prestazioni in caso di carico elevato. Python, invece, è versatile e adatto per lo sviluppo web, l’analisi dei dati e l’apprendimento automatico, ma utilizza per impostazione predefinita operazioni I/O bloccanti, per cui nelle applicazioni in tempo reale sono necessari framework aggiuntivi come Asyncio.

Un’altra differenza risiede nel linguaggio di programmazione stesso: Node.js si basa su JavaScript, che può essere utilizzato sia nel browser che lato server. Ciò consente agli sviluppatori e alle sviluppatrici di usare un linguaggio unico su tutto lo stack, mentre PHP è limitato al server e Python nei progetti web è generalmente combinato con framework come Django o Flask.

Node.js è particolarmente adatto per applicazioni in tempo reale, API e microservizi, mentre PHP è ancora spesso usato per applicazioni web classiche o sistemi di gestione dei contenuti. Python, d’altra parte, si distingue per la sua semplicità e per le sue librerie estese in una varietà di casi d’uso. Alla fine, la scelta della tecnologia dipende dai requisiti individuali: Node.js offre vantaggi in termini di performance e scalabilità, PHP si distingue nei progetti web tradizionali, e Python è eccellente per applicazioni analitiche e intensive di dati.

Le migliori pratiche in Node.js per chi muove i primi passi

Per iniziare con Node.js è particolarmente importante sviluppare buone abitudini di programmazione fin dall’inizio per scrivere codice pulito, sicuro e mantenibile. Un aspetto centrale è la strutturazione del progetto:

• Separa logicamente i moduli.
• Usa cartelle per percorsi, controllori, modelli e funzioni di supporto.
• Evita file monolitici lunghi.

Anche la gestione degli errori gioca un ruolo fondamentale in Node.js, poiché la natura asincrona può facilmente portare a crash imprevisti. Usa blocchi Try-Catch nel codice sincrono e callback degli errori o .catch() nel caso di Promises. Nelle applicazioni Express, dovresti implementare un middleware centrale per la gestione degli errori, per gestire in modo coerente gli errori imprevisti e mantenere l’applicazione stabile.

Un altro punto da non trascurare è la sicurezza. Evita l’esecuzione di input utente non validati, utilizza il binding dei parametri nelle query al database e proteggi i dati sensibili tramite variabili d’ambiente. Inoltre, si consiglia di aggiornare regolarmente le dipendenze, verificare le vulnerabilità di sicurezza con strumenti come npm audit e usare HTTPS per crittografare la comunicazione.

Inoltre, non risparmiare su log e monitoraggio: registra errori, eventi importanti e metriche di prestazione per rilevare problemi tempestivamente. Per progetti più grandi, vale la pena utilizzare strumenti come ESLint per garantire coerenza nel codice ed evitare fonti comuni di errore.

Infine, chi è agli inizi dovrebbe preferire la sintassi Async/Await, poiché migliora la leggibilità dei processi asincroni e facilita la gestione degli errori.