book

ハンズオンNode.js

Name: ハンズオンNode.js
Author: 今村 謙士
ISBN: 9784873119236

by 今村謙士

November 2020

Beginner to intermediate

536 pages

6h 42m

Japanese

O'Reilly Japan, Inc.

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　大扉
　クレジット
　　
　まえがき
　　本書のコンセプト　　誰のための本か　　誰のための本ではないか　　本書の構成　　動作環境　　表記上のルール　　意見と質問　　謝辞
　1章　イントロダクション
　　1.1　Node.jsの特徴　　　1.1.1　イベントループによる並行処理　　　1.1.2　スモールコアとnpm　　　1.1.3　モジュールシステム　　　1.1.4　ユニバーサルJavaScript、ユニバーサルWebアプリケーション　　1.2　Node.jsとECMAScript標準、Web標準　　　1.2.1　ECMAScript標準　　　1.2.2　Web標準　　1.3　ハンズオンの進め方　　1.4　JavaScriptの基本　　　1.4.1　変数の宣言　　　1.4.2　関数　　　1.4.3　オブジェクト　　　　　ミュータブルとイミュータブル　　　1.4.4　配列　　　1.4.5　クラス　　　　1.4.5.1　プロトタイプチェーン　　　1.4.6　等価性　　　1.4.7　CommonJSモジュール　　　　1.4.7.1　module.exportsとrequire()　　　　1.4.7.2　__filenameと__dirname　　　　1.4.7.3　strictモード　　1.5　まとめ　　1.6　練習問題
　2章　非同期プログラミング
　　2.1　イベントループと非同期プログラミング　　　2.1.1　マルチスレッドによる並行処理とその問題点　　　　2.1.1.1　ブロッキングI/Oとスレッドの切り替えによる並行処理　　　　2.1.1.2　マルチスレッドの問題点　　　2.1.2　イベントループによる並行処理と非同期プログラミング　　　　2.1.2.1　ノンブロッキングI/Oを利用した並行処理　　　　2.1.2.2　マルチスレッドの問題点の解消　　　　2.1.2.3　イベントループで注意すべき点　　2.2　コールバック　　　2.2.1　コールバックを利用した非同期APIを実行する　　　2.2.2　エラーハンドリング　　　2.2.3　混ぜるな危険、同期と非同期　　　　2.2.3.1　コールバックの実行を非同期化するのに使用するAPI　　　2.2.4　コールバックヘル　　2.3　Promise　　　2.3.1　Promiseインスタンスの生成と状態遷移　　　2.3.2　then()、catch()、finally()　　　　2.3.2.1　then()　　　　2.3.2.2　catch()　　　　2.3.2.3　finally()　　　　2.3.2.4　then()、catch()、finally()に渡すコールバックの実行タイミング　　　2.3.3　Promiseのスタティックメソッドを使った非同期処理の並行実行　　　　2.3.3.1　Promise.all()　　　　2.3.3.2　Promise.race()　　　　2.3.3.3　Promise.allSettled()　　　　2.3.3.4　Promise.any()　　　　2.3.3.5　ショートサーキットの条件による各メソッドの分類　　　2.3.4　Promiseのメリット　　　2.3.5　Promiseの利用が適さないケース　　　2.3.6　Node.jsにおけるPromiseのこれまでとこれから　　2.4　ジェネレータ　　　2.4.1　ジェネレータの生成　　　2.4.2　イテレータとイテラブル　　　2.4.3　引数を渡したnext()の実行、およびthrow()　　　2.4.4　ジェネレータを利用した非同期プログラミング　　　2.4.5　非同期プログラミング以外のジェネレータの利用例　　2.5　async/await　　　2.5.1　async/await構文の使い方　　　2.5.2　async/await構文のメリット　　　2.5.3　async/await構文と非同期処理の並行実行　　　2.5.4　トップレベルawait　　　　　--experimental-repl-awaitフラグ　　　2.5.5　for await...of　　2.6　まとめ　　2.7　練習問題
　3章　EventEmitterとストリーム
　　3.1　ObserverパターンとEventEmitter　　　3.1.1　EventEmitterの利用　　　3.1.2　EventEmitterとメモリリーク　　　3.1.3　エラーハンドリング　　　3.1.4　EventEmitterの継承　　　3.1.5　コールバックパターン形式でイベントリスナを登録する　　　3.1.6　EventEmitterからのasyncイテラブルの生成　　　3.1.7　EventEmitterのPromise化　　3.2　ストリーム　　　3.2.1　ストリームの基本　　　3.2.2　読み込みストリーム　　　3.2.3　書き込みストリーム　　　3.2.4　二重ストリームと変換ストリーム　　　　　ストリームの基底クラスをそのまま使う方法　　　3.2.5　pipe()によるストリームの連結　　　　　読み込みストリームの一時停止モードとフローイングモード　　　3.2.6　エラーハンドリングとstream.pipeline()　　　3.2.7　ストリームの異常終了とstream.finished()　　　3.2.8　読み込みストリームとasyncイテラブルの互換性　　3.3　まとめ　　3.4　練習問題
　4章　マルチプロセス、マルチスレッド
　　4.1　プロセスとスレッド　　4.2　clusterモジュールによるマルチプロセス化　　　4.2.1　Webアプリケーションのマルチプロセス化　　　4.2.2　IPC（プロセス間通信）　　　　4.2.2.1　メッセージのシリアライズ方法の指定　　　　　child_processモジュール　　4.3　worker_threadsモジュールによるマルチスレッド化　　　4.3.1　worker_threadsモジュールの使い方　　　4.3.2　スレッドプールの実装　　　4.3.3　スレッド間通信とIPCの違い　　　4.3.4　スレッド間での値の転送　　　4.3.5　スレッド間での値の共有　　4.4　まとめ
　5章　HTTPサーバとHTTPクライアント
　　5.1　ToDo管理アプリケーション　　5.2　httpモジュールの利用　　　　　HTTPメソッドとその意味　　5.3　WebアプリケーションフレームワークとExpress　　　5.3.1　ルーティング　　　5.3.2　ミドルウェア　　　　5.3.2.1　静的ファイルの配信　　　　5.3.2.2　リクエストボディのパース　　　　5.3.2.3　Cookieの取得　　　5.3.3　プロキシを介したHTTPリクエストの処理　　5.4　ExpressによるToDo管理アプリケーションの開発　　　　　Node.jsプロジェクト開発のためのnpmコマンドとファイル　　　5.4.1　GETリクエストのハンドリング　　　5.4.2　POSTリクエストのハンドリング　　5.5　ユニバーサルWebアプリケーション　　　5.5.1　Next.jsによるユニバーサルWebアプリケーションの実装　　5.6　まとめ　　5.7　練習問題
　6章　リアルタイムWebアプリケーション
　　6.1　ポーリング　　6.2　ロングポーリング　　6.3　SSE（Server Sent Events）　　　6.3.1　SSEの実装　　6.4　WebSocket　　　6.4.1　WebSocket実装のためのライブラリ　　　　6.4.1.1　Socket.IOの使い方　　　　6.4.1.2　wsの使い方　　　6.4.2　Socket.IOを利用したToDo管理アプリケーションの実装　　6.5　まとめ　　6.6　練習問題

　7章　データストレージ
　　7.1　データストレージに対する操作の抽象化　　7.2　ファイルシステム　　　7.2.1　ファイル操作の基本　　　7.2.2　ToDo管理アプリケーションのデータストレージの実装　　7.3　リレーショナルデータベース　　　7.3.1　sqlite3パッケージを使ったSQLiteの操作　　　　7.3.1.1　sqlite3パッケージのインストール　　　　7.3.1.2　テーブルの作成　　　　　Function.prototype.bind()とthis　　　　7.3.1.3　データの作成　　　　7.3.1.4　データの取得　　　　7.3.1.5　データの更新　　　　7.3.1.6　データの削除　　　　7.3.1.7　トランザクションの制御　　　7.3.2　ToDo管理アプリケーションでのSQLiteの利用　　　　　ORMとデータベースマイグレーション　　7.4　NoSQL　　　7.4.1　NoSQLの分類　　　　7.4.1.1　KVS（Key-Value Store）　　　　7.4.1.2　ドキュメントストア　　　　7.4.1.3　ワイドカラムストア　　　　7.4.1.4　グラフデータベース　　　7.4.2　levelパッケージによるLevelDBの操作　　　　7.4.2.1　levelパッケージのインストール　　　　7.4.2.2　データの保存　　　　7.4.2.3　データの取得　　　　7.4.2.4　データの削除　　　　7.4.2.5　db.batch()によるバッチ更新　　　　7.4.2.6　セカンダリインデックスを利用した値による検索　　　7.4.3　ToDo管理アプリケーションでのLevelDBの利用　　7.5　まとめ　　7.6　練習問題
　8章　ユニットテストとデバッグ
　　8.1　ユニットテストツールの分類　　8.2　Mocha＋Chai＋Sinon.JS＋Istanbul　　　8.2.1　Mochaによるテストコードの構造　　　8.2.2　非同期処理のテスト　　　8.2.3　Chaiによるアサーション　　　　　TDDとBDD　　　8.2.4　設定の記述　　　8.2.5　データストレージに対するユニットテスト　　　8.2.6　テストダブルとSinon.JS　　　8.2.7　Web APIに対するユニットテスト　　　8.2.8　カバレッジの計測　　　8.2.9　ウォッチモードでのテストの実行　　8.3　Jest　　　8.3.1　Jestによるテストコードの構造　　　8.3.2　非同期処理のテスト　　　8.3.3　アサーション　　　8.3.4　設定の記述　　　8.3.5　データストレージに対するユニットテスト　　　8.3.6　テストダブル　　　8.3.7　Web APIに対するユニットテスト　　　8.3.8　カバレッジの計測　　　8.3.9　ウォッチモードでのテストの実行　　　　　ブラウザ環境で動作するJavaScriptのコードのユニットテスト　　8.4　デバッグ　　　8.4.1　インスペクタの有効化　　　8.4.2　インスペクタクライアントによるデバッグの実施　　8.5　まとめ　　8.6　練習問題
　9章　デプロイ
　　9.1　デプロイ用アプリケーションの作成　　9.2　PM2　　　9.2.1　PM2のインストール　　　9.2.2　PM2のシンプルな使い方　　　9.2.3　エコシステムファイルを利用したアプリケーションの詳細な設定とデプロイ　　9.3　Docker　　　9.3.1　Dokcerのインストール　　　9.3.2　Dockerfileとイメージ、コンテナ、レジストリ　　　9.3.3　Dockerfileの記述　　　9.3.4　.dockerignoreファイル　　　9.3.5　イメージのビルドとコンテナの実行、停止、削除　　　9.3.6　ローカルPCでの開発におけるDockerの利用　　9.4　クラウドサービスの利用　　　9.4.1　GAE利用のための準備　　　9.4.2　GAEアプリケーションのデプロイ　　　9.4.3　静的ファイルの配信　　　9.4.4　管理コンソール　　　9.4.5　GCPプロジェクトの削除　　9.5　まとめ
　10章　パッケージ管理
　　10.1　パッケージ管理ツール　　10.2　npm　　　10.2.1　npmを構成するレジストリ、CLI、Webサイト　　　10.2.2　package.json　　　　10.2.2.1　name　　　　10.2.2.2　version　　　　10.2.2.3　description、keywords　　　　10.2.2.4　main　　　　10.2.2.5　author、contributors　　　　10.2.2.6　license、private　　　　10.2.2.7　dependencies　　　　10.2.2.8　devDependencies　　　　10.2.2.9　peerDependencies　　　　10.2.2.10　optionalDependencies　　　　10.2.2.11　bundledDependencies　　　　10.2.2.12　scripts　　　　10.2.2.13　bin　　　　10.2.2.14　repository　　　　10.2.2.15　engines　　　　　npm CLIの設定　　　　10.2.2.16　acceptDependencies　　　　10.2.2.17　exports　　　　10.2.2.18　type　　　　10.2.2.19　package.jsonへのカスタムフィールドの追加　　　10.2.3　npmパッケージに含まれるファイル、含まれないファイル　　　10.2.4　npmパッケージのグローバルインストールとnpx　　　10.2.5　npmのワークスペース　　　10.2.6　npmレジストリへのパッケージの公開　　　　10.2.6.1　npmにアカウント登録する　　　　10.2.6.2　npmパッケージを作る　　　　10.2.6.3　実装する　　　　10.2.6.4　READMEを書く　　　　10.2.6.5　ライセンスを決める　　　　10.2.6.6　レジストリへの公開対象とするファイルを設定する　　　　10.2.6.7　npm publishコマンドでパッケージを公開する　　10.3　Yarn　　　10.3.1　Yarnの特徴　　　10.3.2　Yarnのバージョン　　　10.3.3　Yarnのインストール　　　10.3.4　Yarnの使い方　　　10.3.5　Yarnのワークスペース　　　10.3.6　Yarn 2　　　　10.3.6.1　プラグアンドプレイ（PnP）モード　　　　10.3.6.2　ワークスペース関連の機能の拡充　　　　10.3.6.3　依存パッケージに関連する変更　　　　10.3.6.4　package.jsonのscriptsに関連する変更　　　　10.3.6.5　dlxコマンド　　　　10.3.6.6　モジュラーアーキテクチャとプラグイン機能　　10.4　まとめ
　11章　Node.jsとJavaScript標準
　　11.1　ESモジュール　　　11.1.1　ESモジュールの構文　　　　11.1.1.1　exportとimport　　　　11.1.1.2　ESモジュールのキャッシュ　　　　11.1.1.3　CommonJSモジュールにおけるモジュールスコープ変数に相当するもの　　　11.1.2　CommonJSモジュールとESモジュールの識別　　　11.1.3　CommonJSモジュールとESモジュールの性質の違い　　　11.1.4　CommonJSモジュールとESモジュールの相互依存　　　11.1.5　二重パッケージとpackage.jsonのexportsフィールド　　　　11.1.5.1　二重パッケージの危険性（Dual Package Hazard）　　11.2　WebAssembly　　　11.2.1　WebAssemblyテキスト形式　　　11.2.2　WebAssemblyオブジェクト　　　11.2.3　Wasmモジュール　　　11.2.4　WebAssemblyシステムインタフェース（WASI）　　11.3　まとめ　　11.4　練習問題
　付録A　Node.jsのインストール
　　A.1　Windows　　A.2　macOS　　A.3　Linux　　　A.3.1　Ubuntu、Debian　　　A.3.2　RHEL、CentOS　　　　　Node.jsのリリースサイクル　　A.4　バージョンマネージャの利用　　　A.4.1　nvm　　　A.4.2　nvm-windows
　付録B　JavaScriptとコンパイル
　　B.1　コンパイルの仕組み　　B.2　Babel　　　B.2.1　プロジェクトの初期化と依存パッケージのインストール　　　B.2.2　設定ファイルの記述　　　B.2.3　コンパイルの実行　　　　　BabelのAPIを利用したコンパイル　　B.3　TypeScript　　　B.3.1　プロジェクトの初期化と依存パッケージのインストール　　　B.3.2　設定ファイルの記述　　　B.3.3　コンパイルの実行　　B.4　まとめ
　付録C　練習問題の解答
　　C.1　1章イントロダクション　　C.2　2章非同期プログラミング　　C.3　3章 EventEmitterとストリーム　　C.4　5章 HTTPサーバとHTTPクライアント　　C.5　6章リアルタイムWebアプリケーション　　C.6　7章データストレージ　　C.7　8章ユニットテストとデバッグ　　C.8　11章 Node.jsとJavaScript標準
　奥付

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2章非同期プログラミング

「1章イントロダクション」でNode.jsは並行処理を実現するために、従来一般的だったマルチスレッドではなくイベントループを用いていることを説明しました。マルチスレッドとイベントループの違いはコードにも明確に現れます。

イベントループで並行処理を実現するには、非同期プログラミングが不可欠です。非同期プログラミングでは制御フローが複雑になりやすく、それが原因でJavaScriptのコードはしばしば難解で冗長になってしまいます。幸いなことに、ES2015以降で導入された構文により、制御フローの複雑さは以前と比べて解消しやすいものとなっています。それらを駆使して簡潔に非同期プログラミングのコードを書けることは、Node.jsでのアプリケーション開発における重要なスキルです。

本章ではまず、マルチスレッドとイベントループの違いをより深く知り、なぜ後者による並行処理で非同期プログラミングが必要になるのかを学びます。次に、状況に応じて非同期プログラミングのコードをできるだけ簡潔に記述できるよう、非同期プログラミングのさまざまな実装パターンを習得します。

2.1　イベントループと非同期プログラミング

マルチスレッドとイベントループの違いについては、「1.1.1 イベントループによる並行処理」で触れました。ここではコードレベルの違いも含めた両者のさらに詳細な比較から、イベントループにおける非同期プログラミングの重要性を説明します。

2.1.1　マルチスレッドによる並行処理とその問題点

マルチスレッドによる並行処理のコードがどのようなものかを確認するため、1章で用いたコンビニの例を疑似コードで表現するところから始めます。そのあとで、マルチスレッドの問題点を見ていきます。 ...

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