Best Practices zum Erstellen skalierbarer Webanwendungen mit dem MERN-Stack

Einführung:

Als Webentwickler ist es eines unserer Hauptziele, Anwendungen zu erstellen, die nicht nur funktional, sondern auch skalierbar sind. Durch die Skalierbarkeit wird sichergestellt, dass Ihre Anwendung mit Ihrer Benutzerbasis wachsen, erhöhten Datenverkehr bewältigen und über einen längeren Zeitraum leistungsfähig bleiben kann. In diesem Artikel führe ich Sie durch die Best Practices zum Erstellen skalierbarer Webanwendungen mit dem MERN-Stack: MongoDB, Express, React und Node.js. Egal, ob Sie gerade erst mit MERN beginnen oder Ihre bestehenden Projekte verbessern möchten, diese Tipps helfen Ihnen beim Aufbau effizienter und skalierbarer Lösungen.

1. Effizientes Datenbankdesign mit MongoDB

MongoDB ist eine NoSQL-Datenbank, die sofort Flexibilität und Skalierbarkeit bietet. Es gibt jedoch bestimmte Vorgehensweisen, die Ihre Datenbankinteraktionen effizienter machen und dazu beitragen können, dass Ihre App nahtlos skaliert wird:

• Design für Leistung:
  Berücksichtigen Sie beim Entwerfen Ihres Schemas, wie Sie Ihre Daten abfragen. Verwenden Sie Indizes, um häufig aufgerufene Felder zu beschleunigen. Wenn Sie beispielsweise häufig per E-Mail nach Benutzern suchen, erstellen Sie einen Index für das E-Mail-Feld.

• Sharding:
  Wenn Ihre Daten wachsen, sollten Sie die Verwendung von Sharding in MongoDB in Betracht ziehen, um Daten auf mehrere Server zu verteilen. Dies hilft beim Lastausgleich und der Optimierung von Abfragen bei großen Datenmengen.

• Datenduplizierung vs. Referenzen:
  MongoDB ermöglicht sowohl das Einbetten als auch das Referenzieren von Daten. Während das Einbetten von Daten das Lesen beschleunigen kann, ist die Referenzierung auf lange Sicht oft skalierbarer. Entscheiden Sie basierend auf Ihrem Anwendungsfall. Beispielsweise können Sie bei Blogbeiträgen und Kommentaren auf Kommentare verweisen, anstatt sie in den Beitrag einzubetten, um Leistungseinbußen bei großen Datenmengen zu vermeiden.

2. Halten Sie Ihre Express-API sauber und skalierbar

Express.js ist ein minimales und flexibles Node.js-Webanwendungsframework, das Sie bei der Verarbeitung von HTTP-Anfragen unterstützt. Um die Skalierbarkeit sicherzustellen:

• Routen mithilfe von Controllern organisieren:
  Halten Sie Ihre Routen und Geschäftslogik getrennt, indem Sie Controller verwenden. Beispielsweise sollten Ihre Routen nur HTTP-Methoden definieren, während Ihre Controller die eigentliche Logik übernehmen. Dies erleichtert die Skalierung und Wartung, wenn Ihre Anwendung wächst.

• Verwenden Sie Middleware für übergreifende Anliegen:
  Middleware eignet sich hervorragend für die Bewältigung wiederkehrender Aufgaben wie Protokollierung, Authentifizierung, Validierung und Fehlerbehandlung. Durch die Definition wiederverwendbarer Middleware vermeiden Sie Codeduplizierung und stellen sicher, dass Ihre Anwendung sauber und skalierbar bleibt.

• Ratenbegrenzung und Caching:
  Implementieren Sie eine Ratenbegrenzung, um Missbrauch durch übermäßige Anfragen zu verhindern. Verwenden Sie außerdem Caching-Strategien (wie Redis), um häufig aufgerufene Daten zu speichern, wodurch die Belastung Ihrer Datenbank verringert und die Antwortzeiten verbessert werden.

3. Erstellen Sie effiziente und skalierbare React-Frontends

React ist eine leistungsstarke Bibliothek zum Erstellen dynamischer Benutzeroberflächen, aber ein skalierbares Frontend geht über das bloße Erstellen von Komponenten hinaus. So skalieren Sie Ihre React-Anwendungen effektiv:

• Code-Splitting:
  Verwenden Sie die Codeaufteilung, um Ihr JavaScript-Bundle in kleinere Teile aufzuteilen, die nur bei Bedarf geladen werden. Dadurch wird die anfängliche Ladezeit verkürzt und die Leistung Ihrer App bleibt optimal. React unterstützt die Codeaufteilung mit React.lazy() und Suspense.

• Staatsverwaltung:
  Wenn Sie den Status in einer größeren Anwendung verwalten, sollten Sie Tools wie Redux oder React Context verwenden. Stellen Sie jedoch sicher, dass Sie den globalen Status nicht überbeanspruchen. Behalten Sie den globalen Status nur für Dinge bei, die wirklich von allen Komponenten gemeinsam genutzt werden müssen. Verlassen Sie sich für den lokalen Komponentenstatus auf die integrierten Funktionen useState und useReducer von React.

• Re-Renderings optimieren:
  Verwenden Sie die Memoisierungstechniken von React wie React.memo() und useMemo(), um unnötiges erneutes Rendern zu verhindern. Stellen Sie außerdem sicher, dass Ihre Komponenten nur bei Bedarf neu gerendert werden, indem Sie die Lebenszyklusmethode „shouldComponentUpdate“ in Klassenkomponenten oder die Funktion „React.memo()“ in Funktionskomponenten verwenden.

4. Machen Sie Ihre Anwendung modular und wartbar

Wenn Ihre Anwendung wächst, wird es immer wichtiger, sie modular und leicht zu warten zu halten:

• Wiederverwendbarkeit von Komponenten:
  Gestalten Sie Ihre Komponenten wiederverwendbar und entkoppelt. Kleinere, fokussiertere Komponenten sind einfacher zu warten und zu skalieren. Teilen Sie beispielsweise statt einer großen monolithischen Komponente diese in kleinere, in sich geschlossene Einheiten mit klaren Verantwortlichkeiten auf.

• Dienstschicht:
  Verwenden Sie eine Serviceschicht, um die Geschäftslogik getrennt von den Routen oder UI-Komponenten zu verwalten. Dienste können HTTP-Anfragen stellen, mit der Datenbank interagieren oder externe APIs aufrufen. Dieses Muster hilft dabei, die Codebasis modular zu halten und einfacher zu skalieren.

• Automatisiertes Testen:
  Schreiben Sie Unit- und Integrationstests für Ihre Anwendung mit Tools wie Jest und Mocha. Tests stellen sicher, dass sich die App wie erwartet verhält, und können dazu beitragen, Regressionen frühzeitig zu erkennen, insbesondere wenn Ihre App skaliert wird.

5. Skalieren Sie Ihr Node.js-Backend

Node.js ist für seine nicht blockierende, ereignisgesteuerte Architektur bekannt, die es für die Bearbeitung einer großen Anzahl gleichzeitiger Anfragen äußerst effizient macht. Um jedoch den vollen Nutzen daraus zu ziehen, befolgen Sie die folgenden Best Practices:

• Cluster-Modus:
  Nutzen Sie das integrierte Cluster-Modul von Node.js, um die Vorteile von Multi-Core-Systemen zu nutzen. Durch die Ausführung mehrerer Instanzen Ihrer Node.js-App können Sie Anfragen auf mehrere Kerne verteilen und die Leistung Ihrer App unter Last verbessern.

• Horizontale Skalierung:
  Stellen Sie Ihre Node.js-App auf mehreren Servern bereit, um mehr Datenverkehr zu bewältigen. Verwenden Sie Load Balancer (z. B. Nginx, HAProxy), um eingehende Anfragen auf verschiedene Instanzen Ihrer App zu verteilen.

• Asynchrone Programmierung:
  Stellen Sie sicher, dass Sie in Ihrem Node.js-Code async/await oder Promises verwenden, um ein Blockieren der Ereignisschleife zu verhindern. Nicht blockierende E/A sind für die effiziente Bearbeitung einer großen Anzahl von Anfragen unerlässlich.

6. Überwachen Sie die Leistung und optimieren Sie sie

Leistungsüberwachung ist der Schlüssel zur Gewährleistung einer reibungslosen Skalierung Ihrer App in der Produktion:

• Protokollierung:
  Verwenden Sie strukturierte Protokollierung (z. B. Winston, Morgan), um detaillierte Protokolle Ihrer Anwendung zu erfassen. Dies hilft Ihnen, Probleme schnell zu beheben und die Leistung im Laufe der Zeit zu überwachen.

• Überwachungstools:
  Integrieren Sie Tools zur Leistungsüberwachung wie New Relic, Datadog oder Prometheus, um Antwortzeiten, Serverzustand und Fehlerraten zu verfolgen. Diese Tools helfen Ihnen, Engpässe zu erkennen, bevor sie sich auf Benutzer auswirken.

Abschluss:

Das Erstellen skalierbarer Webanwendungen mit dem MERN-Stack erfordert sorgfältige Planung und Best Practices. Indem Sie sich auf effizientes Datenbankdesign, sauberen und modularen Code, Zustandsverwaltung und Leistungsoptimierung konzentrieren, können Sie Anwendungen erstellen, die nahtlos mit dem Wachstum Ihrer Benutzerbasis skalieren. Unabhängig davon, ob Sie ein kleines Projekt oder eine große Anwendung erstellen, stellen diese Best Practices sicher, dass Ihre MERN-App auf lange Sicht wartbar und leistungsfähig bleibt.

Aufruf zum Handeln:

Haben Sie eigene Tipps zum Erstellen skalierbarer MERN-Anwendungen? Teilen Sie sie in den Kommentaren und lassen Sie uns über die Herausforderungen sprechen, mit denen Sie bei der Skalierung von Web-Apps konfrontiert waren!

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonBest Practices zum Erstellen skalierbarer Webanwendungen mit dem MERN-Stack. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!