Когда вы гуляете по городу, что вы видите? Взгляд часто останавливается на стильных витринах, созданных с целью привлечь внимание. Вы выбираете самую красивую из них и заходите внутрь.
То же самое происходит и в интернете. Блуждая по интернету в поисках необходимого, вы натыкаетесь на самый подходящий на первый взгляд сайт и заходите на него.
Но если витрины прозрачны и показывают, что находится внутри, приглашают рассмотреть товары поближе, то для сайтов все немного иначе. Что скрывается под видимыми элементами сайта, как они взаимодействуют с пользователем, друг с другом и с системой, стоящей за всем этим? Давайте же выясним это.
Что такое фронтенд-разработка? Фронтенд vs бэкенд
Фронтенд веб-сайта — это все, что пользователь видит и с чем может взаимодействовать при помощи браузера. Создание этой визуальной части называется фронтенд-разработкой. Дизайнеров, создающих пользовательские интерфейсы, тоже можно в какой-то смысле назвать фронтенд-разработчиками, потому что они совместно работают над этой же частью проекта.
Для разработки фронтенда в качестве базовых инструментов используются: HTML (для создания базовой структуры страниц и контента), CSS (для стилизации внешнего вида) и JavaScript (для добавления интерактивности). Такой же набор инструментов используется в процессе создания прогрессивных веб-приложений — мобильных приложений, которые выглядят, как нативные, но при этом создаются с участием фронтенд-технологий. Подробнее об этом можно почитать в статье по ссылке.
Бэкенд — это серверная часть веб-приложения, скрытая от глаз пользователя. Это понятие включает в себя серверы, на которых расположены веб-страницы и определенную логику, которая управляет функциями и процессами сайта. Здесь можно почитать более подробное описание внутренней работы веб-приложений.
Бэкенд разрабатывается с использованием другого стека технологий, включая Java, PHP, Ruby, C# и иногда JavaScript, о которых мы поговорим в соответствующем разделе статьи.
Итак, базовый набор инструментов для разработки фронтенда четко определен: HTML, CSS и JavaScript. Однако этот набор может быть значительно расширен, включив в себя диспетчеры пакетов, CSS-препроцессоры, фреймворки и многое другое.
HTML: ключевая фронтенд-технология
HTML (от англ. Hypertext Markup Language) — это язык гипертекстовой разметки, предназначенный для создания веб-сайтов, которые впоследствии могут просматриваться при помощи доступа к интернету. HTML обычно используется для структурирования веб-документа. Он определяет такие элементы, как заголовки или абзацы, и позволяет вставлять изображения, видео и другие медиафайлы.
Как работает HTML. HTML-код представляет собой множество тегов и пишется в текстовом файле. Этот текстовый файл затем сохраняется в виде HTML-файла, который можно открыть и посмотреть в браузере. Браузер сканирует его, интерпретирует код в визуальную форму и в лучшем случае отображает страницу именно так, как задумал дизайнер.
Гипертекст — способ, с помощью которого мы путешествуем по интернету, переходя по гиперссылкам, которые ведут на другие страницы. «Гипер» отсылает к нелинейности, которая позволяет перемещаться в любое место, поскольку этот процесса не подразумевает предопределенного порядка.
Разметка определяет качества, которыми наделяется текст внутри HTML-тегов. Теги определяют, как браузеры форматируют и отображают содержимое страницы.
Будучи языком, он содержит кодовые слова и синтаксис, как и любой другой язык.
Например:
Парный тег <html> / </html> определяет границы веб-страницы, а текст между тегами <body> / </body> определяет видимое содержимое страницы.
<!DOCTYPE html> в самом начале объявляет тип документа для HTML5. Если его не обозначить, разные браузеры будут отображать его по-своему.
Вот так плавно мы перешли к HTML5.
HTML5
С момента первого своего релиза в 1991 году HTML претерпел множество обновлений. HTML5 был выпущен в 2014 году. В него были добавлены такие функции, как поддержка оффлайн хранилищ мультимедийных данных, более точные элементы контента (например, хедер, футер, навигация) и поддержка встраивания аудио и видео.
CSS: стилизация
CSS («каскадные таблицы стилей», от англ. Cascading Style Sheets) — это язык, используемый для стилизации страниц. Он определяет то, как HTML-элементы будут выглядеть на веб-странице с точки зрения дизайна, макета на разных устройствах с разными размерами экрана. CSS управляет макетом множества различных веб-страниц одновременно.
Как это работает. CSS взаимодействует с HTML-элементами, компонентами веб-страницы.
Для взаимодействия с HTML в CSS используются селекторы. Селектор — это часть CSS-кода, определяющая, на какую часть HTML будут воздействовать стили CSS.
Объявление содержит свойства и значения, используемые селектором.
Свойства определяют размер шрифта, цвет и отступы. Каждое свойство имеет значение или набор значений.
Возьмем в качестве примера:
где P (абзац) — это селектор, { font-size:24px; color:blue; } — это объявление, font-size: и color: — свойства, а 24px; и blue; — значения.
CSS записывается в виде простого текста в текстовом редакторе. Есть три способа добавить CSS-код в HTML:
Вместо того, чтобы добавлять CSS-код к каждому HTML-элементу, который необходимо видоизменить, можно использовать внешнюю таблицу стилей (External style sheets) — текстовый файл, содержащий весь CSS-код. Внешняя таблица стилей подключается в .html файле в контейнере
<head>.При использовании внутренней таблицы стилей CSS-код размещается прямо в теле тега
<head>конкретной .html-страницы.Под встроенным стилем подразумевается прописывание CSS в html-коде непосредственно того элемента, который нужно стилизовать.
CSS-фреймворки. CSS-фреймворк — это набор дефолтных CSS- и HTML-файлов, который расширяет возможности по части дизайна. Помимо их пользы при создании адаптивного дизайна, CSS-фреймворки помогают создавать различные макеты, что избавляет разработчиков от необходимости писать код с нуля в каждом случае. Обычно они заметно помогают при разработке веб-приложений под разные платформы и размеры экрана. Благодаря общим компонентам пользовательского интерфейса, Grid Layout и многим другим функциям, CSS-фреймворки значительно ускоряют рабочий процесс разработки. Существуют разные виды фреймворков:
Полнофункциональные (Bootstrap, Foundation, Semantic UI и др.),
Ориентированные на материальный дизайн: (Materialize and Material Design Lite) и
Легкие (Pure).
Мы не будем описывать их все, вместо этого приведем сравнительную таблицу:
Чтобы подробно изучить эти CSS-фреймворки, ознакомьтесь со статьей «Самые популярные адаптивные CSS-фреймворки».
Препроцессоры — Sass и LESS. Написание CSS является рутиной, и мелкие задачи, такие как: поиск значений цвета, закрытие тегов или любые другие повторяющиеся операции, отнимают много времени. Вот где пригождается препроцессор. CSS-препроцессор представляет собой скриптовый язык и расширяет возможности CSS.
Самые распространенные препроцессоры — это Sass и LESS. У них есть некоторые общие основы:
Синтаксические элементы и
Обратная совместимость с обычными файлами CSS.
Однако между ними есть и различия.
Sass расшифровывается как Syntactically Awesome Style Sheets («синтаксически превосходные таблицы стилей»). Sass работает на Ruby и обрабатывается на стороне сервера. Поскольку корни его происхождения восходят к языку Ruby, установка осуществляется через так называемые gem-ы (несколько библиотек Ruby/Rails).
LESS расшифровывается как Leaner Style Sheets («компактная таблица стилей»). На данный момент его можно назвать скорее JavaScript-библиотекой, которая обрабатывается на стороне клиента в браузере. Разработчики гораздо чаще выбирают LESS при использовании JavaScript с таблицами стилей. Эта технология позволяет использовать фрагменты CSS-кода в файлах LESS повторно.
DOM: структура веб-страницы
Объектная модель документа (DOM, Document Object Model) — это программный интерфейс для документов HTML и XML. Он интерпретирует страницу, чтобы программы могли видоизменять структуру, стиль и содержимое документа. DOM отображает документ в виде узлов и объектов, позволяя языкам программирования подключаться к странице.
Как это работает. Будем считать, что веб-страница — это документ, который может быть представлен либо в окне браузера, либо в качестве исходного HTML-кода. DOM является представлением этого документа, поэтому его можно изменить. DOM — это объектно-ориентированное представление веб-страницы, которое можно изменить с помощью сценарного языка, например, JavaScript.
DOM должен соответствовать стандартам спецификаций W3C и WHATWG, которые исполняются в большинстве современных браузеров. Современный DOM строится с использованием нескольких API, работающих вместе. DOM определяет объекты, которые полностью описывают документ и объекты в нем.
JavaScript: оживляя веб
JavaScript (JS) — один из самых популярных сценарных языков. Он в основном известен своей применимостью как для фронтенд-, так и для бэкенд-разработки. Во фронтенде он используется для придания веб-страницам динамики.
Как работает JavaScript. JS повышает общую интерактивность сайта. Он позволяет моделировать анимированные компоненты пользовательского интерфейса, такие как: слайдеры, всплывающие окна, расширенные меню навигации по сайту и многое другое. С помощью JavaScript веб-сайт можно наделить разными функциональностями, что не достижимо только с помощью HTML и CSS. Веб-страницы, разработанные с помощью JavaScript, реагируют на действия пользователей и обновляются динамически. Благодаря JavaScript этот процесс не требует перезагрузки страниц, чтобы отобразить изменения.
Фреймворки и библиотеки JavaScript и зачем они нам нужны
Новичкам в этой области знаний может показаться, что фреймворки и библиотеки делают одно и то же, благодаря чему различные визуальные элементы взаимодействуют друг с другом. Будем честны: это не так уж далеко от истины. Однако есть несколько отличительных особенностей. Итак, давайте определим, что представляет собой JS-фреймворк, что такое JS-библиотека и для какой цели они оба служат.
Фреймворки представляют собой шаблоны для создания веб-сайта или веб-приложения. Они обеспечивают структуру (например, основу или заготовки — scaffolding), на которой можно разместить весь проект. В то время как фреймворк устанавливает шаблоны страниц, они создают структуру с определенными выделенными областями для встраивания кода фреймворка.
Итак, фреймворки JavaScript — это полные наборы инструментов для формирования и настройки веб-сайта или веб-приложения.
Библиотеки — это наборы предварительно написанных фрагментов кода, которые повторно используются для реализации основных функций JavaScript. При необходимости фрагмент кода можно легко интегрировать в существующий код проекта.
Таким образом, библиотека — это специализированный инструмент для конкретных узких потребностей, а не универсальная машина для подготовки всего проекта.
Основные фреймворки и библиотеки
Начнем с фреймворков:
Angular — это JavaScript-фреймворк от Google, совместимый с большинством распространенных редакторов кода. Angular предназначен для создания динамических одностраничных веб-приложений (SPA — Single Page Applications) и прогрессивных веб-приложений. Еще с момента выпуска первоначальной версии этот фреймворк больше всего ценился за способность преобразовывать документы на основе HTML в динамический контент. Angular является одним из самых популярных фронтенд-фреймворков. Почитать про него подробнее можно в нашей статье о плюсах и минусах разработки на Angular.
Vue.js — еще один фреймворк с открытым исходным кодом для одностраничных приложений, который требует знания HTML и CSS. Он использует модель разработки на основе компонентов и позволяет присоединять компоненты к проекту. Vue.js — это пример библиотеки, больше похожей на фреймворк, поэтому мы отнесли его к фреймворкам. Он предлагает целую кучу шаблонов и паттернов, применяемых при разработке. Vue в первую очередь известен небольшим размером документов и синтаксисом на основе HTML. Чтобы ознакомиться подробнее с преимуществами и недостатками Vue.js, переходите по ссылке.
Ember.js — это фреймворк для разработки одностраничных, мобильных и десктопных приложений. Он использует шаблон проектирования Model-View-ViewModel (MVVM). Инструменты Ember позволяют проектировать среду разработки, а его интерфейс командной строки предоставляет инструменты для автоматизации сценариев.
А теперь коротко о нескольких библиотеках:
React — библиотека с открытым исходным кодом для создания динамических пользовательских интерфейсов, разработанная Facebook. Применяется для создания веб-приложений с множественными динамическими компонентами. React основан на JavaScript и JSX и позволяет создавать HTML-элементы для многократного использования. React также включает в себя React Native, специальную кроссплатформенную среду для разработки мобильных приложений. Чтобы узнать больше о плюсах и минусах React и React Native, читайте статью на эту тему.
jQuery, в свою очередь, предназначена для управления HTML-документами. Она обладает простым API для управления событиями и разработки анимации в браузерах. Кроме того, jQuery применяется для управления объектной моделью документа (DOM), а также служит инструментом разработки плагинов. Она также поставляется с более легкой кросс-браузерной библиотекой, jQuery UI для мобильного фреймворка jQuery Mobile и для построения графического интерфейса.
D3.js — это управляемая данными библиотека для визуализации данных. С помощью привязывания временных данных к DOM и внедрения в документ изменений, управляемых данными, библиотека позволяет управлять данными и создавать динамическую визуализацию данных. Она может поддерживать и обрабатывать большие наборы данных и динамические ответы для взаимодействия и анимации. Функциональный стиль D3 допускает повторное использование кода и работает с CSV и HTML.
Как мы видим, библиотеки JavaScript обладают широкой функциональностью, обеспечивая фронтенд-разработчиков универсальными решениями. Но мы не говорим о замене фреймворков библиотеками или наоборот — всегда найдется место как для одного, так и для другого.
Если вы начинаете свой путь во фронтенде, было бы разумно начать с библиотек, так как они имеют более мягкую кривую обучения. После изучения основ некоторых из них можно переходить к фреймворкам, поскольку они требуют более глубокого понимания JS.
JavaScript для бэкенда
Говоря о JavaScript как о комплексной среде разработки, мы не можем не упомянуть его значимость для бэкенд-разработки. Поскольку JavaScript очень популярен, мир разработки программного обеспечения адаптировал JS к специфике бэкенда.
Для разработки на стороне веб-сервера с помощью JavaScript одним из самых значимых инструментов, вероятно, стал Node.js. Однако, это не фреймворк и не библиотека. Node.js — это среда выполнения, работающая на основе ядра JavaScript V8. Чтобы больше узнать о Node.js, прочитайте статью о плюсах и минусах разработки веб-приложений на Node.js. Или посмотрите видео:
Взаимодействие между фронтендом и бэкендом
Фронтенд не существует изолированно от бэкенда или сервера, который фактически предоставляет данные. Давайте посмотрим на это с точки зрения клиент-серверного взаимодействия.
Асинхронные операции
В 2010-х годах одной из основных концепций, описывающих работу интернета, был AJAX. Термин расшифровывается как «асинхронный JavaScript и XML» (от англ Asynchronous JavaScript and XML). По сути, это комплекс средств для создания веб-сайтов и веб-приложений. Давайте рассмотрим ключевые компоненты, из которых состоит AJAX.
Асинхронность — фундаментальный аспект всего инструментария. Ключевая роль подхода заключается в асинхронном обновлении веб-контента. Это означает, что браузер не перезагружает всю веб-страницу целиком, когда изменений требует небольшая часть контента на странице. Например, не нужно перезагружать страницу со всеми продуктами, чтобы применить фильтр к результатам поиска. Вам просто нужно, чтобы результаты обновились.
JavaScript — JavaScript использует процессы автоматизации сайтов, поэтому разработчикам не приходится отдельно редактировать каждый процесс, отображаемый на странице. Он используется, в частности, для создания, добавления и управления динамическим контентом веб-сайта. После обработки всех процессов HTML и CSS JavaScript запускает обновления в реальном времени, пока посетитель просматривает страницу с интерактивным контентом.
XML (или «расширяемый язык разметки», от англ Extensible Markup Language) позволяет передавать данные, размещенные на странице, в браузеры, которые ее просматривают. Это важно для определенных систем, которые зачастую не умеют взаимодействовать с данными, отформатированными другой системой. В этом случае XML позволяет избежать несовместимости при сохранении данных в текстовом формате между XML-тегами. Таким образом, XML предлагает средства хранения, перемещения и обмена данными, которые не зависят от какой-то одной программной или аппаратной системы. Поскольку XML устаревает, уступая новым форматам данных, можно запускать AJAX с JSON, который является более коротким и удобным для чтения людьми.
На сегодняшний день AJAX не так часто обсуждается во фронтенд-сообществе из-за того, что асинхронный рендеринг веб-страницы входит в стандартную комплектацию всех основных фронтенд-фреймворков, которые мы обсуждали выше.
Как работают асинхронные обновления. Предположим, пользователь нажимает на кнопку. Клиент в фоновом режиме отправляет запрос серверу в формате XML/JSON, пока пользователь продолжает просматривать страницу. Серверная сторона получает данные от JavaScript, при необходимости обращается к базе данных и обрабатывает данные. Данные в формате XML/JSON отправляются обратно на исходную страницу на стороне клиента, которая выполнила запись. Коллбэк, выполняемый JavaScript, собирает данные и обновляет компонент веб-страницы, который требует изменений.
REST и GraphQL
REST расшифровывается как «передача репрезентативного состояния» (от англ Representational State Transfer). По сути, это упрощенный архитектурный стиль, применяемый для обмена сообщениями между клиентом (фронтенд) и сервером (бэкенд). Службы RESTful и API — это веб-службы, соответствующие архитектуре REST.
Например, разработчик должен разработать веб-приложение, которое показывает всех друзей в социальных сетях в определенном порядке. Фронтенд может создавать запросы к RESTful API Facebook для просмотра списка друзей и передачи этих данных обратно. Любая служба, использующая RESTful API, похожа на этот общий процесс, разница только в том, что данные извлекаются и возвращаются. REST — это простой набор руководств и практик, устанавливающих правила взаимодействия с веб-службой.
Основная идея REST заключается в том, что серверу безразлично, что происходит с клиентом. REST-сообщения содержат всю необходимую информацию для сервера, чтобы вернуть необходимые данные и забыть об этой операции. Узнать больше о различных форматах обмена сообщениями и более старом стандарте SOAP можно в этой статье.
GraphQL представляет современную версию обмена сообщениями. Это язык запросов к базам данных из клиентских приложений. GraphQL определяет на стороне сервера, как отображать данные клиенту, и обслуживает различные типы клиентов и их потребности в данных. Чтобы узнать больше на эту тему, читайте статью о возможностях ядра GraphQL.
Больше практик, которые используются во фронтенд-разработке
Итак, мы обозначили базовые составляющие фронтенд-разработки. Однако есть еще много терминов и понятий, в которых фронтенд-разработчик должен разбираться.
Отзывчивый дизайн
Поскольку все больше людей пользуются интернетом с мобильных устройств, а не с настольных компьютеров, обязательной характеристикой веб-приложений стала отзывчивость дизайна. Отзывчивый дизайн означает, что макет приложения (включая функциональность и контент) подстраивается под размер экрана и вид устройства.
Например, когда сайт посещается с настольного компьютера с большим монитором, дизайн включает несколько колонок, тяжелую графику и пользовательский интерфейс, разработанный с учетом использования мыши и клавиатуры. На мобильных устройствах контент того же сайта отображается в одну колонку, сайт адаптирован для сенсорного взаимодействия, но содержит те же базовые данные. Чтобы узнать об отзывчивости больше, читайте эту статью.
Доступность и инклюзивность
Говоря о доступности, мы имеем в виду, что сайт должен быть доступен как можно большему количеству людей с различными видами нарушений, таких как: нарушения зрения, когнитивных функций, слуха или подвижности. Этот термин также охватывает вопросы права, стандартов соответствия, различные мобильные устройства и различные типы сетевых подключений. Подробнее на эту тему можно прочитать в статье «Как создавать интерфейсы, которые принесут пользу всем: тестирование доступности и принципы инклюзивного дизайна».
Подведем итоги
Мы признаем, что знакомство даже с основами фронтенд-технологий может удивить. Давайте подытожим, что мы узнали.
HTML (Hypertext Markup Language) — это язык разметки для создания веб-сайтов. Обычно он применяется для структурирования веб-документа.
CSS (Cascading Style Sheets) — это язык таблиц стилей, который используется для стилизации HTML-элементов на веб-странице. Область действия CSS включает в себя дизайн, макет и варианты отображения для различных устройств и размеров экрана.
DOM (Document Object Model) — это программный интерфейс для HTML- и XML-документов. Он содержит информацию о странице, чтобы программы могли изменять структуру, стиль и содержимое документа.
JavaScript — сценарный язык. Во фронтенде он используется для придания веб-страницам динамики. Кроме того, он предоставляет фулстек-технологии с библиотеками и фреймворками для написания скриптов как на стороне клиента, так и на стороне сервера.
AJAX. AJAX (Asynchronous JavaScript and XML) — это комплекс методов для создания веб-сайтов и веб-приложений с динамически загружаемым контентом без создания новой записи данных.
Конечно, есть еще много других технологий, навыков и общих знаний, которые предстоит освоить новичку. Тем не менее, мы надеемся, что эта статья проложила тропинку в лес фронтенд-разработки, чтобы путник не сбился с пути.
Приглашаем всех желающих на бесплатные открытые занятия:
«Селекторы» — на вебинаре вы научитесь, как можно обращаться к html-элементам, а также рассмотрите разные виды селекторов. Регистрация.
«Функции и условия» — на этом занятии посмотрим, как делать повторяющиеся действия удобными и переиспользуемыми, разберем ситуации, в которых это может быть полезно. Регистрация.