موضوعات داغ :
021-77280578
برنامه نویسی بک اند به بخشی از توسعهٔ وب اشاره دارد که با مؤلفه های سمت سرور یک برنامهٔ وب سروکار دارد. در حالی که توسعه دهندگان فرانت اند بر طراحی رابط کاربری و تجربهٔ کاربری تمرکز می کنند، توسعه دهندگان بک اند مسئول ایجاد سیستم ها و زیرساخت هایی هستند که این رابط ها را پشتیبانی می کنند. این شامل پایگاه داده ها، سرورها، APIها و منطق هایی است که عملکرد برنامه را ممکن می سازند.
بک اند اساساً بخش “پشت صحنه” یک برنامهٔ وب است که داده ها را پردازش می کند، احراز هویت کاربران را مدیریت می کند، درخواست های ارسال شده از فرانت اند را پردازش کرده و با پایگاه داده ها تعامل دارد. یک برنامهٔ بک اند ورودی های دریافتی از کاربران از طریق فرانت اند را پردازش کرده، ذخیره کرده و خروجی مناسب را باز می گرداند.
1. اسکریپت نویسی سمت سرور
اسکریپت نویسی سمت سرور به بخشی از برنامهٔ وب اشاره دارد که در سرور اجرا می شود و منطق پشت درخواست ها را مدیریت می کند. این می تواند شامل پردازش ارسال فرم ها، پرس وجو از پایگاه داده ها یا انجام محاسبات باشد. زبان های محبوب سمت سرور عبارتند از:
2. پایگاه داده ها
پایگاه داده ها بخش اساسی برنامه نویسی بک اند هستند. آن ها داده ها را ذخیره، مدیریت و در صورت نیاز بازیابی می کنند. دو نوع اصلی پایگاه داده وجود دارد:
3. APIها (رابط های برنامه نویسی کاربردی)
API یک رابط برای ارتباط میان بخش های مختلف یک برنامه وب یا میان برنامه های مختلف است. می تواند مجموعه ای از توابع را فراهم کند که به برنامه نویس فرانت اند اجازه می دهد با بک اند تعامل داشته باشد. برای مثال، یک API مبتنی بر REST معمولاً در توسعهٔ بک اند برای ارائهٔ نقاط پایانی (Endpoints) استفاده می شود که توسط فرانت اند مصرف می شوند.
4. احراز هویت و مجوز
احراز هویت به فرآیند تأیید هویت یک کاربر (مثلاً بررسی نام کاربری و کلمهٔ عبور) اشاره دارد، در حالی که مجوز کنترل می کند که کاربران تأیید شده چه اقداماتی میتوانند انجام دهند. یک سیستم بک اند احراز هویت کاربر را با استفاده از پروتکل های مانند JWT (توکن های وب JSON) یا OAuth پیاده سازی می کند.
5. فریم ورک ها و کتابخانه ها
فریم ورک های بک اند یک پایه فراهم می آورند که توسعه دهندگان می توانند بر روی آن برنامه های خود را بسازند. این فریم ورک ها اغلب ابزارها و قراردادهایی را فراهم می کنند که نوشتن کد سمت سرور را آسان تر می کند. نمونه ها عبارتند از:
در این بخش، به برخی از محبوب ترین تکنولوژی ها و نمونه های کدی که در برنامه نویسی بک اند استفاده می شوند، خواهیم پرداخت.
1. پایتون : یک زبان همه کاره برای توسعه بک اند
پایتون به یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسی برای توسعه بک اند تبدیل شده است. این زبان به خاطر سادگی و خوانایی خود شناخته شده است و اغلب برای توسعه دهندگان مبتدی انتخاب اول است. سینتکس پایتون به توسعه دهندگان این امکان را می دهد که کدهای تمیز و قابل نگهداری را سریع تر بنویسند، که این ویژگی آن را برای استارتاپ ها و تیم های توسعه چابک بسیار مناسب می کند.
مزایای پایتون برای توسعه بک اند :
پایتون به ویژه برای کارهایی مانند توسعه وب، تجزیه وتحلیل داده ها، یادگیری ماشین و اتوماسیون مناسب است. کتابخانه هایی مانند Pandas و NumPy پایتون را به زبان اصلی برای برنامه های مبتنی بر داده تبدیل کرده اند، در حالی که فریم ورک هایی مانند Flask و Django ابزارهایی را برای تسریع توسعه بک اند در اختیار توسعه دهندگان قرار می دهند.
نمونه کد پایتون با استفاده از Flask :
from flask import Flask, jsonify, request
app = Flask(__name__)
# پایگاه داده موقت نمونه
users = [
{"id": 1, "name": "Alice", "email": "[email protected]"},
{"id": 2, "name": "Bob", "email": "[email protected]"}
]
# مسیر برای دریافت تمام کاربران
@app.route('/users', methods=['GET'])
def get_users():
return jsonify(users)
# مسیر برای اضافه کردن یک کاربر جدید
@app.route('/users', methods=['POST'])
def add_user():
new_user = request.get_json()
users.append(new_user)
return jsonify(new_user), 201
if __name__ == "__main__":
app.run(debug=True)
این API مبتنی بر Flask نشان می دهد که چطور پایتون توسعه بک اند را ساده می کند. در چند خط کد، ما مسیرهایی برای دریافت و اضافه کردن کاربران به یک پایگاه داده موقت تعریف کرده ایم. رویکرد حداقلی Flask به توسعه دهندگان این امکان را می دهد که برنامه های خود را در صورت لزوم مقیاس دهی کنند.
2. جاوا اسکریپت (Node. js) : توسعه یکپارچه با جاوااسکریپت
جاوا اسکریپت به طور سنتی به عنوان یک زبان فرانت اند شناخته می شود، اما با Node. js، این زبان به یکی از زبان های اصلی در توسعه بک اند تبدیل شده است. Node. js یک محیط اجرایی است که به شما این امکان را می دهد که جاوا اسکریپت را در سمت سرور اجرا کنید. این ویژگی به توسعه دهندگان این امکان را می دهد که از جاوا اسکریپت برای هر دو بخش فرانت اند و بک اند استفاده کنند، که این امر موجب ایجاد یک استک توسعه یکپارچه می شود.
مزایای Node. js برای توسعه بک اند :
Node. js به ویژه برای برنامه هایی مانند برنامه های چت، پردازش داده های بلادرنگ و سرورهای API مناسب است. فریم ورک هایی مانند Express و Koa ابزارهای ضروری برای ساخت سیستم ها و APIهای بک اند را فراهم می کنند.
نمونه کد Node. js با استفاده از Express :
const express = require('express');
const app = express();
const port = 3000;
// پایگاه داده موقت نمونه
let users = [
{ id: 1, name: "Alice", email: "[email protected]" },
{ id: 2, name: "Bob", email: "[email protected]" }
];
// میان‌افزار برای تجزیه درخواست‌های JSON
app.use(express.json());
// مسیر برای دریافت تمام کاربران
app.get('/users', (req, res) => {
res.json(users);
});
// مسیر برای اضافه کردن یک کاربر جدید
app.post('/users', (req, res) => {
const newUser = req.body;
users.push(newUser);
res.status(201).json(newUser);
});
app.listen(port, () => {
console.log(`Server running on http://localhost:${port}`);
});در این کد، ما یک API بک اند ساده با استفاده از Express ایجاد کرده ایم. روش های app. get() و app. post() مسیرهایی برای بازیابی و اضافه کردن کاربران تعریف می کنند. میان افزار برای پردازش درخواست های JSON تعامل با داده ها را آسان می کند.
3. جاوا : یک زبان قدرتمند برای برنامه‌های بک اند در مقیاس سازمانی
java یکی از قدیمی ترین زبان های برنامه نویسی بک اند است و همچنان یک زبان اصلی برای توسعه سیستم های سطح سازمانی به شمار می آید. این زبان به خاطر پایداری، مقیاس پذیری و ویژگی های امنیتی خود شناخته می شود. جاوا به ویژه برای سیستم های پیچیده و مقیاس پذیر مانند برنامه های بانکی، پلتفرم های تجارت الکترونیک و سیستم های توزیع شده مناسب است.
مزایای جاوا برای توسعه بک اند :
جاوا معمولاً در برنامه های سازمانی استفاده می شود که نیاز به قابلیت اطمینان و امنیت دارند. فریم ورک هایی مانند Spring Boot توسعه را ساده می کنند و ابزارهایی پیش ساخته برای انجام کارهایی مانند اتصال به پایگاه داده، امنیت و مسیریابی وب فراهم می آورند.
نمونه کد جاوا با استفاده از Spring Boot :
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
@SpringBootApplication
public class BackendApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(BackendApplication.class, args);
}
}
@RestController
class UserController {
private List<User> users = new ArrayList<>();
@GetMapping("/users")
public List<User> getUsers() {
return users;
}
@PostMapping("/users")
public User addUser(@RequestBody User user) {
users.add(user);
return user;
}
}
class User {
private String name;
private String email;
// Getter و Setter ها
public String getName() { return name; }
public void setName(String name) { this.name = name; }
public String getEmail() { return email; }
public void setEmail(String email) { this.email = email; }
}در این مثال، ما از Spring Boot برای راه اندازی یک سرویس بک اند ساده با دو نقطه پایانی برای دریافت و اضافه کردن کاربران استفاده می کنیم. Spring Boot توسعه جاوا را ساده می کند و اجزای از پیش پیکربندی شده برای مسیریابی، امنیت و اتصال به پایگاه داده فراهم می کند.
4. PHP : زبان قدیمی برای توسعه وب دینامیک
PHP یک زبان اسکریپتی است که از آن عمدتاً برای توسعه وب دینامیک استفاده می شود. علیرغم ظهور زبان های جدیدتر، PHP هنوز در بسیاری از برنامه های وب و سیستم های مدیریت محتوا (CMS) محبوب است. WordPress، بزرگ ترین سیستم مدیریت محتوا جهان، به طور کامل با PHP نوشته شده است.
مزایای PHP برای توسعه بک اند :
PHP معمولاً در توسعه وب سایت ها و سیستم های مبتنی بر پایگاه داده استفاده می شود. فریم ورک های محبوب مانند Laravel و Symfony می توانند به طور قابل توجهی توسعه بک اند را تسریع کنند.
نمونه کد PHP برای دریافت و اضافه کردن کاربران :
<?php
$users = [
["id" => 1, "name" => "Alice", "email" => "[email protected]"],
["id" => 2, "name" => "Bob", "email" => "[email protected]"]
];
if ($_SERVER['REQUEST_METHOD'] === 'GET') {
echo json_encode($users);
}
if ($_SERVER['REQUEST_METHOD'] === 'POST') {
$data = json_decode(file_get_contents("php://input"), true);
$users[] = $data;
echo json_encode($data);
}
?>در این کد ساده PHP، ما دو روش HTTP برای بازیابی و اضافه کردن کاربران با استفاده از یک آرایه تعریف کرده ایم. این نمونه نشان دهنده قدرت PHP در ایجاد APIهای ساده است.
5. Ruby : راحتی و بهره‌وری با Ruby on Rails
Ruby on Rails یکی از فریم ورک های محبوب برای توسعه بک اند است که به توسعه دهندگان این امکان را می دهد تا با سرعت بیشتری برنامه های وب بسازند. این فریم ورک با استفاده از اصول Convention over Configuration و Don’t Repeat Yourself (DRY)، سرعت توسعه را افزایش می دهد و به کد های تمیز و نگهداری آسان تر کمک می کند.
مزایای Ruby on Rails برای توسعه بک اند :
Ruby on Rails معمولاً در پروژه‌های وب سریع مانند استارتاپ ها و سیستم های MVP استفاده می‌شود.
نمونه کد Ruby on Rails برای دریافت و اضافه کردن کاربران :
class UsersController < ApplicationController
def index
@users = User.all
render json: @users
end
def create
@user = User.new(user_params)
if @user.save
render json: @user, status: :created
else
render json: @user.errors, status: :unprocessable_entity
end
end
private
def user_params
params.require(:user).permit(:name, :email)
end
endدر این مثال، از Ruby on Rails برای ساخت API برای دریافت و اضافه کردن کاربران استفاده شده است. اصول Rails مانند Convention over Configuration و ActiveRecord به سرعت این کد را ساده و قابل نگهداری کرده اند.
6. Go (Golang) : توسعه سریع و همزمان
Go، که با نام Golang نیز شناخته می شود، یک زبان کامپایل شده و ایستا است که توسط گوگل طراحی شده است. Go برای ساخت سیستم های مقیاس پذیر، با عملکرد بالا و سرویس های میکروسرویسی بسیار مناسب است. مدل همزمانی در Go یکی از ویژگی های برجسته آن است که باعث می شود این زبان گزینه ای عالی برای برنامه های پردازش همزمان و با بار کاری سنگین باشد.
مزایای Go برای توسعه بک اند :
Go به ویژه برای میکروسرویس ها، APIهای RESTful و برنامه های مبتنی بر ابر مناسب است که عملکرد و مقیاس پذیری در آن ها اهمیت زیادی دارد.
نمونه کد Go با استفاده از net/http :
package main
import (
"encoding/json"
"fmt"
"net/http"
)
var users = []map[string]string{
{"id": "1", "name": "Alice", "email": "[email protected]"},
{"id": "2", "name": "Bob", "email": "[email protected]"},
}
func getUsers(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
w.Header().Set("Content-Type", "application/json")
json.NewEncoder(w).Encode(users)
}
func addUser(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
var newUser map[string]string
_ = json.NewDecoder(r.Body).Decode(&newUser)
users = append(users, newUser)
w.WriteHeader(http.StatusCreated)
json.NewEncoder(w).Encode(newUser)
}
func main() {
http.HandleFunc("/users", getUsers)
http.HandleFunc("/users/add", addUser)
fmt.Println("Server running on http://localhost:8080")
http.ListenAndServe(":8080", nil)
}در این کد Go، یک سرور HTTP با مسیرهایی برای دریافت و اضافه کردن کاربران ایجاد کرده ایم. مدل همزمانی Go به این امکان می دهد که برنامه ها با کارایی بالا در مقیاس بزرگ عمل کنند.
این زبان های برنامه نویسی بک اند—پایتون، جاوااسکریپت (Node. js)، جاوا، PHP، روبی و Go—ابزارهای فراوانی را برای توسعه دهندگان فراهم می کنند. هر زبان نقاط قوت خاص خود را دارد که انتخاب آن به نیازهای خاص پروژه بستگی دارد.
1. استفاده از JWT برای احراز هویت در برنامه نویسی بک اند
JWT (JSON Web Token) یکی از روش های محبوب برای احراز هویت کاربران است. در این روش، پس از ورود کاربر، یک توکن رمزگذاری شده صادر می شود که شامل اطلاعات کاربر است.
نمونه کد : احراز هویت با JWT در Node.js
const jwt = require('jsonwebtoken');
const express = require('express');
const app = express();
const secretKey = 'mysecretkey';
app.post('/login', (req, res) => {
const username = req.body.username;
const password = req.body.password;
const user = { id: 1, username: 'Ali' };
const token = jwt.sign(user, secretKey, { expiresIn: '1h' });
res.json({ token });
});
app.get('/private', (req, res) => {
const token = req.headers['authorization'].split(' ')[1];
jwt.verify(token, secretKey, (err, user) => {
if (err) {
return res.status(403).json({ message: 'دسترسی غیرمجاز' });
}
res.json({ message: 'دسترسی موفقیت‌آمیز', user });
});
});
app.listen(3000, () => {
console.log('سرور در حال اجرا است');
});1. کشینگ (Caching)
کشینگ یک تکنیک بهینه سازی عملکرد است که به ذخیره سازی نتایج محاسباتی برای استفادهٔ بعدی کمک می کند. استفاده از کش می تواند تأخیر در پردازش درخواست ها را کاهش دهد و فشار بر روی سرور و پایگاه داده ها را کم کند. Redis یکی از محبوب ترین سیستم های کش است که به طور گسترده در بک اند استفاده می شود.
نمونه کد : استفاده از Redis برای کشینگ
const redis = require('redis');
const client = redis.createClient();
client.set('key', 'value', (err, reply) => {
if (err) console.log(err);
console.log(reply); // OK
});
client.get('key', (err, reply) => {
if (err) console.log(err);
console.log(reply); // value
});2. مقیاس پذیری (Scalability)
مقیاس پذیری به قابلیت یک سیستم برای پاسخ گویی به افزایش حجم درخواست ها اشاره دارد. در بک اند، مقیاس پذیری می تواند به صورت عمودی (افزایش قدرت سرور) یا افقی (افزایش تعداد سرورها) انجام شود. برای مثال، شما می توانید از تکنیک های مانند بارگذاری متوازن (Load Balancing) یا میکروسرویس ها استفاده کنید تا مقیاس پذیری سیستم را افزایش دهید.
نمونه کد : بارگذاری متوازن با Nginx
در سرور Nginx، می‌توانید به صورتی پیکربندی کنید تا ترافیک به چند سرور مختلف هدایت شود:
http {
upstream backend {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
server {
location / {
proxy_pass http://backend;
}
}
}3. استفاده از صف‌های پیام (Message Queues)
صف‌های پیام، مانند RabbitMQ یا Kafka، به سیستم ها این امکان را می‌دهند تا پیام ها را به‌طور غیر هم زمان پردازش کنند. این صف‌ها برای انجام پردازش های زمان بر یا تعامل میان اجزای مختلف سیستم مفید هستند.
نمونه کد : ارسال پیام به RabbitMQ با Node.js
const amqp = require('amqplib/callback_api');
amqp.connect('amqp://localhost', function(error0, connection) {
if (error0) throw error0;
connection.createChannel(function(error1, channel) {
if (error1) throw error1;
const queue = 'task_queue';
const msg = 'سلام، این یک پیام است!';
channel.assertQueue(queue, {
durable: true
});
channel.sendToQueue(queue, Buffer.from(msg), {
persistent: true
});
console.log(" [x] ارسال پیام: '%s'", msg);
});
});میکروسرویس ها معماری جدیدی هستند که در آن برنامه به چندین سرویس مستقل تقسیم می شود که می توانند به طور جداگانه توسعه، استقرار و مقیاس بندی شوند. این معماری به سیستم ها این امکان را می دهد که انعطاف پذیرتر و مقیاس پذیرتر باشند.
برنامه نویسی بک اند بخش مهمی از توسعهٔ وب است که بسیاری از جنبه های پنهان پشت صحنه یک وب سایت یا برنامه وب را مدیریت می کند. از تعامل با پایگاه داده ها گرفته تا مدیریت امنیت و مقیاس پذیری، توسعه دهندگان بک اند مسئول ایجاد سیستم هایی هستند که عملکرد و کارایی را ممکن می سازند. با استفاده از زبان های برنامه نویسی، فریم ورک ها و تکنولوژی های مناسب، می توان تجربهٔ کاربری بهتری ایجاد کرد و سیستم هایی ساخت که قابلیت توسعه و نگهداری آسان تری دارند.
فراز کد با شعار یادگیری آسان برنامه نویس به صورت رایگان در سال 1403 شروع به کار کرده و در زمینه ی برنامه نویسی تحت وب و همچنین خدمات طراحی سایت و افزایش رتبه سایت فعالیت می‌کند.
تمامی حقوق برای فرازکد | farazcode محفوظ می‌باشد.
ساخته شده با ❤️ در فرازکد