サーバーサイドJavaScript！Node.jsの概要とHello, World

Node.js公式サイト：https://nodejs.org/en/

はじめに

以前はトイ言語と揶揄されていたJavaScriptも、今ではなくてはならない言語となりました。JavaScriptを使用していないウェブサイトは殆どありません。

長年、JavaScriptはブラウザで使用されてきましたが、サーバーサイドでも活用が進んでいます。その火付け役となったのが、今回紹介する「Node.js」です。

この記事では、サーバーサイドJavaScriptを知りたいエンジニアの方のために、Node.jsの概要や特徴、活用例などを紹介した後、簡単なチュートリアルを行います。

Node.jsとは何か？

Node.js公式サイト：https://nodejs.org/en/
リポジトリ：https://github.com/nodejs/node

Node.jsは、2009年に開発されたオープンソースのJavaScript実行環境です。内部では、GoogleのV8 JavaScriptエンジンが使われています。ブラウザとは切り離されているため、より汎用的な目的に使用できます。サーバーサイドのみならず、デスクトップアプリでも活用されています。Windows、Mac、Linuxとマルチプラットフォームに対応しています。

Node.jsの特徴

イベントループ

Node.jsは、多くのJavaScriptエンジンと同じくシングルスレッドで動作します。リクエストやレスポンスなどの処理はイベントキューに入り、順次イベントループで処理されます。このお陰で、大量のアクセスを処理できるのです。重い処理が入ると、全体がブロックされてしまうので注意する必要があります。

ノンブロッキングI/O

上述の通り、Node.jsでは処理をブロックしないことが重要です。重い処理の筆頭には、I/O処理があります。例えば、ファイルやデータベースなどの読み書きです。次々イベントを処理しなければならないため、I/Oの完了を待っている時間はありません。そのため、I/Oの完了を待たずに次の処理を始めます。後ほどI/Oが完了すると、コールバック関数が呼ばれ処理が再開されます。これを、ノンブロッキングI/Oと呼びます。非同期I/Oとは別物なので混同しないようにしましょう。

モジュール

保守しやすいプログラムを作るためには、分割が必要不可欠です。Node.jsは、CommonJS仕様をベースとしたモジュールシステムを採用しています。必要なモジュールを簡単にロードでき、独自モジュールの作成も簡単です。また、パッケージとしてモジュールが公開されており、npmというパッケージマネージャーを使ってインストールできます。

Node.jsが解決する問題

従来のスレッドをベースとした処理モデルでは、アクセス数の増大と共に多くのリソースを消費します（C10K問題）。一方、イベントループ（シングルスレッド）で処理をするNode.jsは、アクセス数が増えても必要なリソースは少なく済みます。これは、Node.jsが注目を集めた理由のひとつです。ウェブサーバーでも、同じくイベントループを採用したNginx（エンジンエックス）が人気化しています。

Node.jsの活用例

ウェブサイト

Expressを始めとする、ウェブフレームワークが揃っているため、Node.jsを使って簡単にウェブサイトを構築できます。サーバー上でNode.jsを動作させるため、レンタルサーバーを使う場合には対応しているか確認が必要です。主なクラウドサービスは概ね対応しています。

ウェブAPI

大量のアクセスをさばく必要があるウェブAPIもNode.jsの得意分野です。こちらも、Expressで簡単にウェブAPIを構築できます。JavaScriptで開発できるため、JSONとの相性がよく、開発しやすいでしょう。

デスクトップアプリ

モダンエディターのAtomやタスクランナーのGulpなど多数のアプリが、Node.jsをベースに作られています。npmを使って、色々なツールをインストールできます。自分でちょっとしたツールを作ってみるのもよいでしょう。

実際にNode.jsをインストールして使ってみよう

Node.jsをインストールする

初めに、Node.jsをインストールしましょう。下記のURLから各プラットフォーム用のインストーラーをダウンロードして下さい。通常は、LTS版を選んでおけば大丈夫です。

Node.jsダウンロード：https://nodejs.org/en/download/

インストールが終わったら、コンソール（コマンドプロンプト）から下記のコマンドを実行して正常にインストールできているか確認します。

node -v

バージョン番号が表示されれば、インストールは完了です。

JavaScriptでプログラムを書く

早速、Node.jsのプログラムを書いてみましょう。下記のコードを、任意の場所に「hello.js」として作成してください。

このコードでは、標準モジュールであるhttpモジュールを使って、簡易ウェブサーバーを起動します。ヘッダを書き出して文字列を返すだけの簡単なコードです。

var http = require("http");

http.createServer(function (request, response) {
  response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
  response.end("Hello, World");
}).listen(8081);

console.log("Server running at http://127.0.0.1:8081/");

ファイルを保存したら、下記のコマンドを使ってコードを実行しましょう。

node hello.js

すると、コードに書いたログが出力され、リクエストを待ち受ける状態になります。ブラウザから「http://127.0.0.1:8081」にアクセスしてみましょう。次のように、文字列が表示されれば成功です。簡単ですね。

パッケージをインストールして使う

次は、npmを使ってパッケージをインストールしてみましょう。次のコマンドを入力してください。ここでは、HTTPリクエストを投げるrequestパッケージをローカルにインストールします。

npm install --save-dev request

依存しているパッケージも自動的にインストールされるため、依存関係を気にする必要はありません。

コードを書く

次に、下記のコードを「request.js」として作成してください。このコードは、取得したHTMLをそのままコンソールに出力します。

var request = require("request");

var url = "http://yahoo.co.jp";

request(url, function (error, response, body) {
    console.log(body);
});

ファイルを保存したら、下記のコマンドを使ってコードを実行しましょう。

node request.js

すると、コンソールに取得したHTMLがずらずらっと出力されます。このように、パッケージを利用すれば、さまざまなことが簡単にできます。

まとめ

大量のアクセスを高速に処理したいなら、Node.jsを検討してみましょう。エンドツーエンドにJavaScriptを適用すれば、開発効率も上がるかもしれません。npmには30万以上のパッケージが登録されていますので、積極的に活用しましょう。Node.jsをサポートする開発ツールも数多くあります。あなたもサーバーサイドJavaScriptを始めてみませんか？

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