バックエンド開発用のTypeScript

Java言語は、バックエンド開発において依然として最高の地位を占めています。これには多くの理由があります。速度、安全性（もちろん、ヌルポインターに目を閉じた場合）、および広大で十分にテストされたエコシステムです。しかし、マイクロサービスと機敏な開発の時代では、他の要因がより重要になっています。一部のシステムでは、CRUD操作とデータ変換を実行する単純なサービスに関しては、ピークパフォーマンスを維持し、安定した依存関係の堅牢なエコシステムを持つ必要がない場合があります。さらに、多くのシステムは、機能の急速な反復開発に対応するために、迅速に構築および再構築する必要があります。



Spring Bootの普及した魔法のおかげで、シンプルなJavaサービスの開発と展開は簡単です。しかし、閉じたクラスをテストし、データを変換する必要があるため、ビルダー、コンバーター、列挙コンストラクター、およびシリアライザーはコードに豊富にあり、典型的なJava地獄への道を開きます。これが、新機能の開発が遅れることが多い理由です。そして、はい、コード生成は機能しますが、あまり柔軟ではありません。



TypeScriptは、バックエンド開発者の間でまだ十分に確立されていません。おそらく、JavaScriptに入力を追加するための宣言ファイルのセットとして知られているためです。しかし、それでも、表現するのに数十行のJavaを必要とし、TypeScriptのほんの数行で表現できるロジックがたくさんあります。

TypeScriptの典型的な機能と言われる機能の多くは、実際にはJavaScriptを参照しています。ただし、TypeScriptは、JavaScriptと構文上および概念上の類似点がある、独自の言語と見なすこともできます。それでは、JavaScriptから少し離れて、TypeScript自体を見てみましょう。これは、非常に強力でありながら柔軟な型システム、大量の構文上の砂糖、そして最後にnullの安全性を備えた美しい言語です。いくつかの追加の説明とともに、カスタムビルドのNode / TypeScriptWebアプリケーションを使用



してGithubでリポジトリをホストしました。タマネギのアーキテクチャの例を含む高度なブランチもあります そして、より重要なタイピングの概念。

TypeScriptの紹介

基本から始めましょう。TypeScriptは非同期の機能プログラミング言語ですが、クラスとインターフェイス、およびパブリック、プライベート、保護された属性をサポートします。したがって、この言語で作業する場合、プログラマーはマイクロアーキテクチャーとコードスタイルのレベルで作業する際にかなりの柔軟性を得ることができます。TypeScriptコンパイラは動的に構成できます。つまり、許可されるインポートのタイプ、関数に明示的な戻りタイプが必要な場合、およびコンパイル時にゼロチェックを有効にするかどうかを制御できます。



TypeScriptは通常のJavaScriptにコンパイルされるため、Node.jsがバックエンドランタイムとして使用されます。Springに似た包括的なフレームワークがない場合、一般的なWebサービスは、Webサーバーとして機能するより柔軟なフレームワークを使用します（Express.jsはこの良い例です）。その結果、「魔法」が少なくなり、基本的な設定と構成がより明確に配置されます。この場合、比較的複雑なサービスでも、構成をさらに調整する必要があります。一方、比較的小さなアプリケーションをセットアップすることは難しくありません。さらに、最初にフレームワークを学習しなくても、ほとんど実行可能です。



Nodeの柔軟で強力なパッケージマネージャーnpmを使用すると、依存関係の管理が簡単になります。

基礎

クラスを定義するとpublic、アクセス制御修飾子がサポートされ、protectedそしてprivate、うまくほとんどの開発者に知られています：

class Order {

    private status: OrderStatus;

    constructor(public readonly id: string, isSpecialOrder: boolean) {
        [...]
    }
}

このクラスにはOrder、プライベートstatusフィールドとid読み取り専用パブリックフィールドの2つの属性があります。TypeScriptでは、キーワードを含むコンストラクター引数public、protectedまたはprivate自動的にクラス属性になります。

interface User {
    id?: string;
    name: string;
    t_registered: Date;
}

const user: User = { name: 'Bob', t_registered: new Date() };

TypeScriptは型推論を使用するため、クラスUser自体が提供されていない場合でも、Userオブジェクトをインスタンス化できることに注意してください。この構造のようなアプローチは、純粋なデータエンティティを操作するときによく選択され、メソッドや内部状態を必要としません。



ジェネリックは、Javaとほぼ同じ方法でTypeScriptで表現されます。

class Repository<T extends StoredEntity> {
    findOneById(id: string): T {
        [...]
    }
}

パワフルタイプシステム

TypeScriptの強力な型システムの中心は型推論です。静的型付けもサポートしています。ただし、戻りタイプまたはパラメーターのタイプをコンテキストから推測できる場合、静的タイプの注釈はオプションです。



TypeScriptでは、ユニオンタイプ、部分タイプ、およびタイプの共通部分を使用することもできます。これにより、不必要な複雑さを回避しながら、言語にかなりの柔軟性が与えられます。TypeScriptでは、特定の値を型として使用することもできます。これは、さまざまな状況で非常に役立ちます。

列挙型、型推論、およびユニオン型

注文ステータスが（列挙として）タイプセーフな表現を持つ必要があるが、JSONシリアル化のための文字列表現も必要とする一般的な状況を考えてみます。 Javaでは、これは文字列値のコンストラクターとゲッターとともに列挙型になります。



最初の例では、TypeScript列挙により、文字列表現を直接追加できます。これにより、関連付けられた文字列表現を自動的にシリアル化するタイプセーフな列挙表現が残ります。

enum Status {
    ORDER_RECEIVED = 'order_received',
    PAYMENT_RECEIVED = 'payment_received',
    DELIVERED = 'delivered',
}

interface Order {
    status: Status;
}

const order: Order = { status: Status.ORDER_RECEIVED };

コードの最後の行に注目してください。ここでは、型推論により、インターフェイスに一致するオブジェクトをインスタンス化できます`Order`。内部状態やロジックを順番に並べる必要がないため、クラスやコンストラクターなしで実行できます。



確かに、タイプとユニオンタイプの推論を相互に共有することで、このタスクをさらに簡単に解決できることがわかりました。

interface Order {
    status: 'order_received' | 'payment_received' | 'delivered';
}

const orderA: Order = { status: 'order_received' }; // 
const orderB: Order = { status: 'new' }; //  

TypeScriptコンパイラは、有効な注文ステータスとして提供された文字列のみを受け入れます（これには、受信JSONデータの検証が引き続き必要であることに注意してください）。



基本的に、このような型表現は何でも機能します。タイプは、文字列リテラル、数値、およびその他のカスタムタイプまたはインターフェイスの和集合である可能性があります。さらに興味深い例については、TypeScriptの高度な入力ガイドを参照してください。

ラムダと機能的議論

TypeScriptは機能的なプログラミング言語であるため、ラムダとも呼ばれる匿名関数をコアでサポートしています。

const evenNumbers = [ 1, 2, 3, 4, 5, 6 ].filter(i => i % 2 == 0);

上記の例.filter()は、タイプの関数を取ります(a: T) => boolean。この関数は、匿名のラムダで表されi => i % 2 == 0ます。機能パラメータに明示的に指定されたタイプ、機能インターフェイスが必要なJavaとは異なり、ラムダタイプは匿名で表すこともできます。

class OrderService {
    constructor(callback: (order: Order) => void) {
        [...]
    }
}

非同期プログラミング

TypeScriptは、すべての注意点がありますが、JavaScriptのスーパーセットであるため、非同期プログラミングはこの言語の重要な概念です。はい、ここでラムダとコールバックを使用できます。TypeScriptには、コールバックの地獄を回避するのに役立つ2つの主要なメカニズムがあります。promiseとかわいいパターンasync/awaitです。約束は本質的に、後で特定の値を返すことを約束する即時の戻り値です。

//  ,  
function fetchUserProfiles(url: string): Promise<UserProfile[]> {
    [...]
}

//     
function getActiveProfiles(): Promise<UserProfile[]> {
    return fetchUserProfiles(URL)
        .then(profiles => profiles.filter(profile => profile.active))
        .catch(error => handleError(error));
}

命令.then()は任意の数で連鎖できるため、場合によっては、上記のパターンによってコードがかなり混乱する可能性があります。関数asyncを宣言awaitし、promiseが解決するのを待っている間にそれを使用することにより、これと同じコードをはるかに同期的なスタイルで書くことができます。この場合も、よく知られた演算子を使用する機会が開かれますtry/catch。

//  async/await ( ,  fetchUserProfiles  )
async function getActiveProfiles(): Promise<UserProfile[]> {
    const allProfiles = await fetchUserProfiles(URL);
    return allProfiles.filter(profile => profile.active);
}

//   try/catch
async function getActiveProfilesSafe(): Promise<UserProfile[]> {
    try {
        const allProfiles = await fetchUserProfiles(URL);
        return allProfiles.filter(profile => profile.active);
    } catch (error) {
        handleError(error);
        return [];
    }
}

上記のコードは同期しているように見えますが、表示されるだけであることに注意してください（別のpromiseがここに返されるため）。

エクステンションオペレーターとレストオペレーター：あなたの生活を楽にします

Javaを使用する場合、オブジェクトのデータ操作、構築、マージ、および分解により、ステレオタイプ化されたコードが大量に生成されることがよくあります。クラスを定義し、コンストラクター、ゲッター、セッターを生成し、オブジェクトをインスタンス化する必要があります。テストケースでは、クローズドクラスのモックインスタンスについての考察に積極的に頼る必要があることがよくあります。



TypeScriptでは、これらすべてを、タイプセーフな構文シュガーであるspread演算子とrest演算子を使用して簡単に処理できます。



まず、配列拡張演算子...を使用して配列を解凍します。

const a = [ 'a', 'b', 'c' ];
const b = [ 'd', 'e' ];

const result = [ ...a, ...b, 'f' ];
console.log(result);

// >> [ 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', f' ]

もちろん便利ですが、実際のTypeScriptは、オブジェクトでも同じことができることに気付いたときに始まります。

interface UserProfile {
    userId: string;
    name: string;
    email: string;
    lastUpdated?: Date;
}

interface UserProfileUpdate {
    name?: string;
    email?: string;
}

const userProfile: UserProfile = { userId: 'abc', name: 'Bob', email: 'bob@example.com' };
const update: UserProfileUpdate = { email: 'bob@example.com' };

const updated: UserProfile = { ...userProfile, ...update, lastUpdated: new Date() };

console.log(updated);

// >> { userId: 'abc', name: 'Bob', email: 'bob@example.com', lastUpdated: 2019-12-19T16:09:45.174Z}

ここで何が起こっているかを考えてください。基本的に、オブジェクトupdatedは中括弧コンストラクタを使用して作成されます。このコンストラクター内で、各パラメーターは実際には左から開始して新しいオブジェクトを作成します。



したがって、拡張オブジェクトが使用されuserProfileます;彼が最初にすることは自分自身をコピーすることです。 2番目のステップでは、拡張オブジェクトがupdateそれにマージされ、最初のオブジェクトに再割り当てされます。これもまた、新しいオブジェクトを作成します。最後のステップで、フィールドがマージされて再割り当てされlastUpdated、新しいオブジェクトが作成され、その結果、最終的なオブジェクトが作成されます。



スプレッド演算子を使用して不変オブジェクトのコピーを作成することは、データを処理するための非常に安全で高速な方法です。注：spread演算子は、オブジェクトの浅いコピーを作成します。深さが複数の要素は、リンクとしてコピーされます。



拡張演算子には、オブジェクトレストと呼ばれる同等のデストラクタもあります。

const userProfile: UserProfile = { userId: 'abc', name: 'Bob', email: 'bob@example.com' };
const { userId, ...details } = userProfile;
console.log(userId);
console.log(details);

// >> 'abc'
// >> { name: 'Bob', email: 'bob@example.com' }

今こそ、座って、上記のような操作を実行するためにJavaで記述しなければならないすべてのコードを想像するときです。

結論。長所と短所について少し

パフォーマンス

TypeScriptは本質的に非同期であり、実行時環境が高速であるため、Node / TypeScriptサービスがJavaサービスと競合する可能性があるシナリオは数多くあります。このスタックは、I / O操作に特に適しており、新しいプロファイル画像のサイズ変更など、ときどき短いブロッキング操作でうまく機能します。ただし、サービスの主な目的がCPUで深刻な計算を行うことである場合、NodeとTypeScriptはおそらくこれにはあまり適していません。

番号タイプ

TypeScriptで使用されるタイプもnumber、整数値と浮動小数点値を区別しないため、多くの要望が残されています。実践によれば、多くのアプリケーションでは、これはまったく問題がありません。ただし、銀行口座やチェックアウトサービス用のアプリを作成している場合は、TypeScriptを使用しないことをお勧めします。

エコシステム

Node.jsの人気を考えると、今日、数十万のパッケージがあるのは当然のことです。しかし、NodeはJavaよりも若いため、多くのパッケージは多くのバージョンを生き延びておらず、一部のライブラリのコードの品質は明らかに劣っています。



とりわけ、操作に非常に便利ないくつかの高品質のライブラリについて言及する価値があります。たとえば、Webサーバー、依存関係の挿入、コントローラーの注釈などです。ただし、サービスが多数の十分にサポートされているサードパーティプログラムに大きく依存する場合は、Python、Java、またはClojureを使用することをお勧めします。

機能開発の加速

上で見たように、TypeScriptの最も重要な利点の1つは、この言語で複雑なロジック、概念、および操作を簡単に表現できることです。JSONがこの言語の不可欠な部分であり、今日、データ転送のデータシリアル化形式として広く使用されており、ドキュメント指向のデータベースで動作するという事実は、そのような状況ではTypeScriptに頼るのが自然なようです。ノードサーバーのセットアップは非常に高速で、通常は不要な依存関係はありません。これにより、システムリソースが節約されます。これが、Node.jsとTypeScriptの強力なタイプシステムの組み合わせが、新しい機能をすぐに作成するのに非常に効果的である理由です。



最後に、TypeScriptは構文シュガーで十分に味付けされているため、TypeScriptを使用した開発は素晴らしく高速です。