后端开发不仅仅是为前端编写端点
后端开发是 Web 开发的重要组成部分,涉及创建和维护网站或应用程序的逻辑、功能和数据。后端开发人员负责编写与前端、服务器和数据库通信的后端代码。他们还负责确保后端代码的安全性、可扩展性、可靠性和高效性。
然而,后端开发不仅仅是编写 API 端点。API 端点是允许前端与后端交互并交换数据的接口。它们对于任何 Web 应用程序都至关重要,但它们并非后端开发人员需要了解和执行的唯一操作。
选择和使用后端编程语言和框架
后端开发人员需要做出的首要决定之一是选择哪种编程语言和框架来开发项目。有很多选择,例如.NET、Java、Python、PHP、Ruby、Node.js、Django、Laravel、Spring Boot、Rails、Express.js等等。每种语言和框架都有各自的优缺点,例如性能、可扩展性、受欢迎程度、学习曲线、文档、社区支持等等。
后端开发人员需要选择适合其项目需求、偏好和技能的语言和框架。他们还需要学习如何有效且高效地使用它们。这包括掌握所选语言和框架的语法、功能、库、工具和最佳实践。他们还需要紧跟其领域的最新动态和趋势。
一些可以帮助后端开发人员了解更多有关后端编程语言和框架的资源是:
- 2023 年成为后端开发人员的 10 项技能 - GeeksforGeeks
- 你必须具备的后端开发人员技能(2023) - InterviewBit
- 后端开发人员技能:定义和示例 - Indeed
- 您需要了解的后端开发人员技能 - Squareboat
使用数据库和数据结构
后端开发的另一个重要方面是使用数据库和数据结构。数据库是网站或应用程序数据存储和检索的地方。数据结构是指数据在内存中的组织和操作方式。后端开发人员需要了解如何根据项目需求设计、创建、查询、更新和删除数据库和数据结构。
数据库主要分为两类:关系型数据库(例如 Microsoft SQL Server、MySQL、PostgreSQL、Oracle)和非关系型数据库(例如 MongoDB、Cassandra、Redis)。关系型数据库将数据存储在具有预定义模式和关系的表中。非关系型数据库将数据存储在具有灵活模式且没有固定关系的集合中。每种类型的数据库都有各自的优缺点,具体取决于具体用例。
后端开发人员需要选择符合其项目需求的数据库,例如可扩展性、性能、一致性、可用性等。他们还需要学习如何使用数据库管理系统 (DBMS) 或对象关系映射 (ORM) 工具与数据库交互。DBMS 是一种软件,允许后端开发人员使用查询语言(例如 SQL,结构化查询语言)创建、管理和操作数据库。ORM 工具是一种软件,允许后端开发人员使用抽象层将数据库表映射到其编程语言中的对象。
一些可以帮助后端开发人员了解更多有关数据库和数据结构的资源是:
设计和实现 API
如前所述,API(应用程序编程接口)是允许前端与后端交互并交换数据的接口。它们对于任何 Web 应用程序都至关重要,因为它们支持系统不同组件之间的通信。后端开发人员需要了解如何设计和实现安全、可靠、高效且易于使用的 API。
API 有多种类型,例如 RESTful API、GraphQL API、SOAP API 等。RESTful API(表述性状态转移)是最常见的 API 类型,它使用 HTTP 方法(例如 GET、POST、PUT、DELETE)和 JSON(JavaScript 对象表示法)格式来发送和接收数据。GraphQL API(图形查询语言)是一种较新的 API 类型,它使用查询语言和模式来定义和获取数据。SOAP API(简单对象访问协议)是一种较旧的 API 类型,它使用 XML(可扩展标记语言)格式和协议来交换数据。
后端开发人员需要选择适合其项目需求(例如灵活性、性能、复杂性等)的 API 类型。他们还需要学习如何使用 API 框架或库来创建和管理 API。API 框架或库是一种提供工具和功能以简化 API 开发的软件。API 框架和库的一些示例包括 Django REST Framework、Flask-RESTful、Express.js、GraphQL.js 等。
可以帮助后端开发人员了解有关 API 的更多信息的一些资源包括:
- 什么是 API? - MuleSoft
- RESTful API 教程 - TutorialsPoint
- GraphQL 教程 - 如何使用 GraphQL
- SOAP 教程 - TutorialsPoint
管理服务器和托管环境
后端开发的另一个方面是管理服务器和托管环境。服务器是运行后端代码并处理前端请求的机器。托管环境是服务器所在位置和访问的地方。后端开发人员需要了解如何根据项目需求配置、部署和维护服务器和托管环境。
服务器和托管环境有多种类型,例如本地服务器、云服务器、专用服务器、共享服务器等。本地服务器是在后端开发人员自己的机器或网络上运行的服务器。云服务器是在由云服务提供商(例如 Microsoft Azure、AWS(亚马逊网络服务)、Google Cloud Platform 等)提供的远程平台上运行的服务器。专用服务器是后端开发人员从托管服务提供商处租用的服务器,专门用于其项目。共享服务器是由不同后端开发人员的多个项目共享的服务器。
后端开发人员需要选择符合其项目需求(例如成本、可扩展性、安全性、可靠性等)的服务器和托管环境。他们还需要学习如何使用服务器管理工具或平台即服务 (PaaS) 来设置和管理服务器和托管环境。服务器管理工具或 PaaS 是一种软件,它提供各种特性和功能,以简化服务器和托管环境的管理。服务器管理工具和 PaaS 的一些示例包括 cPanel、Heroku、Firebase 等。
一些可以帮助后端开发人员了解有关服务器和托管环境的资源包括:
测试和调试后端代码
后端开发人员需要掌握的另一项技能是测试和调试后端代码。测试是检查后端代码是否按预期运行并符合项目规范的过程。调试是查找并修复后端代码中的错误或漏洞的过程。后端开发人员需要知道如何有效且高效地测试和调试后端代码。
后端开发有不同类型的测试方法和工具,例如单元测试、集成测试、功能测试、性能测试、安全测试等。单元测试是对后端代码中各个组件或功能的测试。集成测试是测试后端代码中不同组件或功能如何协同工作。功能测试是测试后端代码是否满足项目要求和用户期望。性能测试是测试后端代码在不同负载和条件下的速度和响应能力。安全测试是测试后端代码的安全性和保护程度,以防止恶意攻击或未经授权的访问。
后端开发人员需要选择适合其项目需求的测试方法和工具,例如质量保证、效率提升、错误预防等。他们还需要学习如何使用测试框架或库来创建和运行测试。测试框架或库是一种提供特性和功能以简化测试开发的软件。
一些测试框架和库的示例有 PyTest、Mocha、Jest 等。
一些可以帮助后端开发人员了解有关测试和调试的更多信息的资源包括:
与前端开发人员和其他利益相关者合作
后端开发人员需要掌握的技能之一是与前端开发人员和其他利益相关者协作。前端开发人员负责创建和维护网站或应用程序的用户界面和用户体验。其他利益相关者是指对项目感兴趣或参与其中的人,例如客户、用户、经理、设计师等。后端开发人员需要知道如何有效地与他们沟通和合作。
协作对于任何 Web 开发项目都至关重要,因为它可以确保项目满足所有相关方的期望和需求。协作还有助于避免项目中的误解、冲突和错误。后端开发人员需要使用各种协作工具和技术来促进与前端开发人员和其他利益相关者的协作,例如:
- 版本控制系统:这些工具允许多个开发人员在同一代码库上工作,而不会覆盖或丢失彼此的更改。它们还提供分支、合并、提交、推送、拉取等功能来管理不同版本的代码。版本控制系统的一些示例包括 Git、SVN、Mercurial 等。
- 代码编辑器和 IDE:这些工具允许开发人员编写、编辑、运行和调试代码。它们还提供语法高亮、代码补全、代码格式化、代码重构等功能,以提高代码的质量和可读性。代码编辑器和 IDE 的一些示例包括 Visual Studio Code、Sublime Text、PyCharm、Eclipse 等。
- 代码审查工具:这些工具允许开发人员互相审查代码,并提供反馈和改进建议。它们还提供评论、评分、批准、拒绝等功能,以简化代码审查流程。一些代码审查工具包括 GitHub、Bitbucket、GitLab 等。
- 沟通工具:这些工具允许开发人员通过文本、语音或视频与其他利益相关者进行沟通。它们还提供聊天室、频道、群组、私信等功能来组织和管理沟通。沟通工具的例子包括 Slack、Discord、Zoom、Skype、Microsoft Teams 等。
- 项目管理工具:这些工具允许开发人员规划、跟踪和管理项目任务和进度。它们还提供诸如看板、列表、卡片、时间线、日历、图表等功能,以可视化和监控项目状态。一些项目管理工具的示例包括 Trello、Asana、Jira、Azure DevOps、GitHub 等。
一些可以帮助后端开发人员了解更多有关协作工具和技术的资源包括:
- 版本控制 - GeeksforGeeks
- 代码编辑器 - GeeksforGeeks
- 代码审查 - GeeksforGeeks
- 沟通技巧 - GeeksforGeeks
- 项目管理 - GeeksforGeeks
消息传递系统
后端开发人员需要掌握的另一项技能是使用消息传递系统。消息传递系统是一种支持系统不同组件(例如服务、应用程序、设备等)之间异步通信的工具。它们允许发送和接收包含数据或命令的消息,而无需直接连接或同步响应。
消息系统对于后端开发非常有用,因为它们可以实现:
- 解耦:消息系统减少了系统不同组件之间的依赖性和耦合性,使其更加模块化和灵活。
- 可扩展性:消息传递系统允许增加或减少系统组件的数量,而不会影响通信或性能。
- 可靠性:消息传递系统提供消息持久性、传递保证、重试、确认等功能,以确保消息正确可靠地传递和处理。
- 性能:消息传递系统通过允许并行和并发处理消息来提高系统的性能和响应能力。
消息传递系统有多种类型,例如消息代理、消息队列、消息总线等。消息代理是充当消息生产者和消费者之间中介的软件。它们提供路由、过滤、转换、聚合等功能来管理消息流。消息队列是一种数据结构,它以 FIFO(先进先出)的顺序存储消息,直到被消费为止。它们提供缓冲、负载平衡、容错等功能来处理消息负载。消息总线是使用公共通信通道连接系统不同组件的软件。它们提供广播、订阅、发布等功能,以实现事件驱动的通信。
后端开发人员需要选择符合其项目需求的消息系统,例如延迟、吞吐量、一致性、可用性等。他们还需要学习如何使用消息框架或库来创建和管理消息系统。消息框架或库是一种软件,它提供各种特性和功能,以简化消息系统的开发。一些消息框架和库的示例包括 Apache Qpid、Apache ActiveMQ Artemis、Apache Kafka 等。
可以帮助后端开发人员了解有关消息传递系统的更多信息的一些资源包括:
安全
后端开发人员需要具备的另一项技能是确保后端代码和数据的安全性。安全性是保护后端代码和数据免遭未经授权的访问、修改或泄露的过程。安全性对于后端开发至关重要,因为它可以确保后端代码和数据的机密性、完整性和可用性。
安全涉及多个方面,例如:
- 身份验证:身份验证是验证尝试访问后端代码或数据的用户或组件的身份的过程。它通常涉及提供凭据,例如用户名和密码、令牌、证书等。
- 授权:授权是根据用户或组件的身份和角色授予或拒绝对后端代码或数据的访问权限的过程。它通常涉及定义策略和规则,以指定谁可以在哪些资源上执行哪些操作。
- 加密:加密是使用算法和密钥将后端代码或数据转换为不可读形式的过程。它通常涉及对静态数据(存储中)或传输中数据(通信中)进行加密,以防止未经授权的访问或修改。
- 哈希处理:哈希处理是使用算法从后端代码或数据生成固定长度字符串的过程。它通常涉及对密码或其他敏感数据进行哈希处理,以防止它们以纯文本形式存储或在不泄露的情况下进行比较。
- 日志记录:日志记录是记录后端代码或数据中发生的事件和活动的过程。它通常涉及创建包含日期、时间、来源、目的地、操作、结果等信息的日志文件或记录。
- 审计:审计是审查和分析日志记录的过程。它通常涉及检查后端代码或数据中的异常、错误、违规或漏洞。
后端开发人员需要使用各种安全工具和技术在其后端代码和数据中实现这些方面。以下是一些安全工具和技术的示例:
- JSON Web Tokens (JWT):JWT 是一个开放标准,用于创建和验证包含用户或组件声明或信息的令牌。它们可用于 RESTful API 中的身份验证和授权。
- SSL/TLS:SSL(安全套接字层)和 TLS(传输层安全性)是为传输中的数据提供加密和身份验证的协议。它们可用于保护后端与使用 HTTPS(安全超文本传输协议)的前端或其他组件之间的通信。
- bcrypt:bcrypt 是一种哈希算法,其设计目标是降低速度并抵御暴力破解攻击。它可用于在将密码或其他敏感数据存储到数据库或进行验证之前对其进行哈希处理。
- Log4j:Log4j 是一个日志框架,提供创建和管理日志文件或记录的特性和功能。它可用于记录后端代码或数据中发生的事件和活动。
- ELK Stack:ELK Stack 是三个开源工具的组合:Elasticsearch、Logstash 和 Kibana。Elasticsearch 是一个用于存储和索引日志数据的搜索和分析引擎。Logstash 是一个用于收集、解析和转换日志数据的数据处理管道。Kibana 是一个用于显示和分析日志数据的可视化和仪表板工具。ELK Stack 可用于审计日志记录过程创建的日志和记录。
可以帮助后端开发人员了解更多有关安全性的一些资源包括:
- 网络安全 - GeeksforGeeks
- JSON Web Token 教程 - TutorialsPoint
- SSL/TLS 教程 - TutorialsPoint
- bcrypt 教程 - TutorialsPoint
- Log4j 教程 - TutorialsPoint
- ELK Stack 教程 - TutorialsPoint
缓存
后端开发人员需要掌握的另一项技能是使用缓存技术。缓存是将常用或最近访问的数据存储在快速临时的存储位置(例如内存或磁盘)的过程。它对于后端开发非常有用,因为它可以提高后端代码和数据的性能和效率。
缓存涉及多个方面,例如:
- 缓存类型:缓存有多种类型,例如应用程序缓存、数据库缓存、Web 缓存等。应用程序缓存是存储在后端应用程序本身内的缓存,例如变量、数组、对象等。数据库缓存是存储在数据库系统本身内的缓存,例如查询结果、索引等。Web 缓存是存储在后端应用程序或数据库系统之外的缓存,例如代理、CDN(内容分发网络)、浏览器等。
- 缓存策略:缓存数据有不同的策略,例如缓存旁路、直读、直写、后写等。缓存旁路是指后端应用程序在查询数据库之前先检查缓存的策略。如果数据不在缓存中,则从数据库中获取数据并将其存储在缓存中以供将来使用。直读是指后端应用程序在查询数据库之前先查询缓存的策略。如果数据不在缓存中,则从数据库中获取数据并自动更新缓存。直写是指后端应用程序同时将数据写入缓存和数据库的策略。后写是指后端应用程序先将数据写入缓存,然后再异步将其写入数据库的策略。
- 缓存策略:缓存数据的管理策略有很多种,例如 LRU(最近最少使用)、LFU(最不频繁使用)、FIFO(先进先出)等。LRU 是指当缓存满时,最先淘汰最长时间未访问的缓存数据的策略。LFU 是指当缓存满时,最先淘汰访问次数最少的缓存数据的策略。FIFO 是指当缓存满时,最先淘汰存储时间最长的缓存数据的策略。
后端开发人员需要使用各种缓存工具和技术来在其后端代码和数据中实现这些方面。以下是一些缓存工具和技术的示例:
- Redis:Redis 是一个开源的内存数据结构存储,可用作数据库、缓存或消息代理。它支持各种数据类型,例如字符串、列表、集合、哈希等。它还提供复制、事务、发布/订阅等功能。
- Memcached:Memcached 是一个开源的分布式内存缓存系统,可以通过在内存中缓存数据和对象来加速动态 Web 应用程序。它支持简单的键值对,并提供分片、过期等功能。
- Varnish:Varnish 是一个开源的 Web 应用程序加速器,可用于缓存后端和前端或其他组件之间的 HTTP 请求和响应。它支持各种协议,例如 HTTP、HTTPS、WebSocket 等。它还提供负载平衡、压缩、缓存策略等功能。
一些可以帮助后端开发人员了解有关缓存的更多信息的资源包括:
- 缓存 - GeeksforGeeks
- Redis 教程 - TutorialsPoint
- Memcached 教程 - TutorialsPoint
- Varnish 教程 - TutorialsPoint
结论
后端开发不仅仅是编写 API 端点。它是一个复杂且具有挑战性的领域,除了创建数据交换接口之外,还需要掌握各种技能和任务。后端开发人员需要精通后端编程语言和框架、数据库和数据结构、API 设计和实现、服务器和托管环境、测试和调试、安全、消息传递系统以及缓存。
通过学习这些技能和任务,
后端开发人员可以创建和维护高质量的后端代码,为任何 Web 应用程序的功能和数据提供支持。
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文章来源:https://dev.to/this-is-learning/backend-development-is-more-than-writing-endpoints-for-frontend-gl1