Práce s databází v aplikacích JavaScript: Proč potřebujete ORM?
Při vývoji komplexních aplikací se téměř vždy nevyhnete práci s databázemi. Aplikace pak vyžaduje implementaci funkcionality CRUD, tedy schopnost data vytvářet, číst, aktualizovat a mazat.
K tomu je nezbytná databáze. Pokud vyvíjíte aplikaci s použitím objektově orientovaného programovacího jazyka, jakým je JavaScript, a pracujete s relační databází, například MySQL, může být komunikace s databází náročná.
Jako vývojář JavaScriptu se musíte zabývat komplexními detaily relační databáze, učit se syntaxi databáze a psát složité SQL dotazy. To je nezbytné pro potřeby vaší aplikace.
Je důležité si uvědomit, že relační databáze ukládají data do tabulek s řádky a sloupci, zatímco JavaScript pracuje s objekty a jejich vzájemnými vztahy. Tato rozdílnost může vést k časově náročným a komplikovaným procesům. Proto je často vhodné využít Object Relational Mapper (ORM).
Objektově relační mapovač (ORM)
ORM je nástroj, který vývojářům usnadňuje práci s relačními databázemi za pomocí objektově orientovaných principů.
ORM funguje jako zprostředkovatel mezi aplikačním kódem a vybranou relační databází. Umožňuje vývojářům pracovat s databázemi stejným způsobem, jakým pracují s objekty v kódu aplikace.
ORM mapuje tabulky relační databáze na třídy, kde instance těchto tříd reprezentují záznamy nebo řádky v tabulce. Atributy třídy odpovídají sloupcům v dané tabulce.
Díky ORM mohou vývojáři používat svůj programovací jazyk pro vytváření, čtení, aktualizaci a mazání dat, aniž by museli psát složité SQL příkazy. Správa dat uložených v databázi je tak mnohem jednodušší.
Použitím ORM omezíte množství SQL kódu, který je potřeba číst, a vyhnete se tak učení nového dotazovacího jazyka.
Pro ilustraci, jak ORM funguje, si představte tento SQL dotaz, který vyhledává uživatele z IT oddělení:
SELECT * FROM users WHERE department="IT";
Stejný dotaz lze provést pomocí JavaScript ORM následujícím způsobem. Všimněte si, že je použit standardní JavaScriptový kód:
const users = await User.findAll({
where: {
department: 'IT',
},
});
Výhody použití ORM
Mezi výhody používání ORM pro vývojáře JavaScriptu patří:
Abstrakce databázových složitostí
ORM skryje složitost databáze a umožňuje vývojářům komunikovat s databází pomocí backendového jazyka a nikoliv složitého SQL.
Některé ORM nabízejí nástroje pro vytváření dotazů, které usnadňují psaní složitých dotazů pomocí principů OOP. To vede k čistšímu a lépe udržovatelnému kódu, který se snadněji ladí a aktualizuje.
Zvýšená produktivita
ORM abstrahují od nutnosti psát složité SQL dotazy a spravovat databázové interakce, čímž umožňují vývojářům soustředit se na samotnou aplikační logiku, která je klíčová pro funkci aplikace.
Vývojáři komunikují s databází s pomocí jim známého OOP paradigmatu, bez nutnosti psát množství opakujícího se kódu.
ORM lze také využít k automatizaci nasazení databáze a generování kódu pro přístup k datům. Všechny tyto aspekty výrazně zvyšují produktivitu vývojářů.
Databázová nezávislost
Jednou z klíčových výhod ORM je to, že vám umožňují psát kód aplikace nezávisle na použité databázi. Díky tomu není kód vaší aplikace svázán s konkrétní databází a můžete snadno přejít na jinou databázi bez nutnosti měnit značnou část kódu.
To je klíčové zejména v situacích, kdy je nutné aplikaci dále rozvíjet nebo podporovat použití více databází.
Snadná správa schémat a vztahů
ORM zjednodušují proces práce se schématy a správu vztahů mezi entitami v databázi.
Některé ORM nabízejí funkce, jako je automatické generování schémat z existujících databází a většina poskytuje metody pro snadné definování a správu vztahů mezi tabulkami.
Zvýšené zabezpečení
ORM zajišťují zvýšenou bezpečnost databáze, protože interně používají parametrizované dotazy a filtrují data. Parametrizované dotazy používají zástupné symboly pro vstupní hodnoty namísto přímého použití uživatelského vstupu.
Díky tomu není uživatelský vstup nikdy přímo vkládán do SQL dotazu. To umožňuje ORM chránit aplikaci před útoky SQL injection, a zvyšuje tak její celkovou bezpečnost.
Nevýhody použití ORM
I když ORM přinášejí vývojářům mnoho výhod, mají i určité nevýhody. Vzhledem k tomu, že ORM zavádí vrstvu abstrakce nad databází, může dojít ke snížení výkonu a zvýšené spotřebě paměti.
Vývojáři se také musí naučit, jak ORM používat. Nemohou ORM používat bez alespoň základní znalosti SQL, protože je nutné chápat, jak dané příkazy fungují.
Nicméně, ORM jsou stále velmi užitečným nástrojem pro vývojáře a představují nejlepší a nejjednodušší způsob interakce s relačními databázemi z aplikací vytvořených na principech OOP. Následuje přehled některých z nejlepších ORM pro použití v JavaScriptových aplikacích.
Sequelize
Dle oficiální dokumentace je Sequelize moderní ORM pro TypeScript a Node.js, podporující databáze Oracle DB, PostgreSQL, MySQL, MariaDB, SQLite, Microsoft SQL Server, IBM DB2 a Snowflake. Jedná se o open-source projekt, který je velmi populární mezi vývojáři pracujícími s frameworkem Node.js a relačními databázemi.
Sequelize vyniká svou robustní sadou funkcí, které usnadňují práci s relačními databázemi v Node.js. Je založena na slibech (promises), které jsou základní součástí Node.js frameworku.
Dále Sequelize podporuje eager loading (načítání zdrojů ihned při spuštění kódu) a lazy loading (načítání zdrojů až když je to potřeba). Dále poskytuje robustní podporu transakcí, replikaci čtení a ověřování modelů a také umožňuje migrace a synchronizaci databází.
Při použití Sequelize mohou uživatelé definovat asociace a vztahy mezi modely. Dále poskytuje bohatou sadu možností pro vytváření komplexních databázových dotazů.
Prisma
Prisma je open-source ORM, které umožňuje snadnou správu a interakci s databází z prostředí JavaScript nebo TypeScript.
Prisma podporuje databáze PostgreSQL, MySQL, Microsoft SQL Server, CockroachDB, SQLite a MongoDB. Dále umožňuje snadnou integraci s libovolným frameworkem JavaScript nebo TypeScript, zjednodušuje práci s databázemi a zvyšuje bezpečnost typů.
Pro usnadnění vytváření dotazů nabízí Prisma funkci Prisma Client, která přichází s automatickým dokončováním a umožňuje vývojářům vytvářet typově bezpečné dotazy přizpůsobené schématu aplikace.
Vývojáři mohou vytvořit své vlastní schéma od nuly nebo nechat Prisma automaticky vygenerovat schéma z existující databáze.
Další funkcí je Prisma Migrate, nástroj pro migraci schémat, který automaticky generuje SQL migrace a dává uživatelům plnou kontrolu a flexibilitu při přesunu aplikací mezi vývojovým a produkčním prostředím.
Uživatelé Prisma mají také přístup k Prisma Studiu, uživatelskému rozhraní, které umožňuje prohlížet, zkoumat a manipulovat s daty uloženými v databázi. Všechny tyto funkce činí Prismu skvělou volbou ORM pro vývojáře JavaScript a TypeScript.
TypeORM
TypeORM je open-source ORM, které bylo vyvinuto s cílem podporovat nejnovější funkce JavaScriptu a poskytovat další funkce, které vývojářům umožňují vytvářet libovolný typ databázové aplikace.
TypeORM podporuje databáze MySQL, MariaDB, PostgreSQL, CockroachDB, SQLite, Microsoft SQL Server, Oracle, SAP Hana a sql.js.
TypeORM podporuje JavaScript i TypeScript a navíc také MongoDB, která není relační databází. TypeORM funguje v Node.js, prohlížeči, na platformách Ionic, Cordova, React Native, NativeScript, Expo a Election.
TypeORM umožňuje vývojářům pracovat s více typy databází a používat více instancí databáze. Podporuje také ukládání do mezipaměti, dotazování, protokolování, transakce, asociace, dychtivé i líné načítání a automatickou generaci migrací.
TypeORM navíc podporuje DataMapper, ActiveRecord, streamování výsledků, dotazy napříč databázemi a nabízí výkonný nástroj pro tvorbu dotazů.
MikroORM
MikroORM je open-source TypeScript ORM, které podporuje MySQL, MariaDB, PostgreSQL, SQLite a MongoDB. Je založeno na Datamapperu, Identity Map Pattern a Unit of Work. Jednotka práce sleduje seznam entit ovlivněných transakcí a koordinuje zápis změn.
To umožňuje automatické zpracování transakcí, dávkování všech dotazů a přímou implementaci obchodní logiky v entitách.
MikroORM má také metadata QueryBuilder, podporu automatického propojování a systém událostí, který lze použít k zásahu do životního cyklu entity.
Seedování databáze je s MikroORM snadnější, protože disponuje nástrojem, který umožňuje generovat falešná data libovolného objemu pro prvotní naplnění databáze.
MikroORM také podporuje snadnou migraci databází.
Bookshelf.js
Bookshelf je open-source JavaScript ORM pro Node.js. Cílem tohoto ORM je poskytnout jednoduchou knihovnu pro běžné dotazy na databáze v JavaScriptu a vytváření vztahů mezi objekty. Bookshelf je navržen pro práci s databázemi PostgreSQL, MySQL a SQLite3.
Bookshelf podporuje sliby i tradiční zpětná volání při práci z Node.js aplikace. Podporuje transakce, polymorfní asociace, dychtivé načítání vnořených vztahů a řadu typů relací.
Ačkoli Bookshelf nepatří mezi ORM s nejširší paletou funkcí, vyniká svou jednoduchostí, flexibilitou a snadnou čitelností, která usnadňuje porozumění a rozšiřování jeho kódu. Pokud potřebujete jednoduchou a štíhlou ORM pro vaše JavaScriptové projekty, Bookshelf je skvělou volbou.
Node ORM2
Node ORM2 je jednoduchá a odlehčená ORM pro Node.js, která podporuje databáze MySQL, SQLite a Progress OpenEdge. Umožňuje snadnou práci s modely v Node.js. Při práci s modely umožňuje vytváření, synchronizaci, mazání, získávání, vyhledávání, odstraňování, počítání a hromadné vytváření datových modelů.
Dále umožňuje vytváření asociací mezi modely a definování vlastních validací kromě těch vestavěných. Node ORM2 implementuje chování singleton instance, což zajišťuje, že při vícenásobném načtení stejného řádku získáte vždy ten samý objekt reprezentující daný řádek.
Waterline
Waterline je ORM pro Node.js založený na adaptérech. Je to také výchozí ORM frameworku pro vývoj webu Sails. Waterline lze však používat i bez Sails frameworku.
Waterline je založený na adaptérech, a poskytuje tak podporu pro práci s různými databázovými systémy. Mezi oficiálně podporované databáze patří MySQL, PostgreSQL, MongoDB, Redis a lokální úložiště.
Existují však také komunitní adaptéry pro CouchDB, SQLite, Oracle, Microsoft SQL Server, DB2, Riak, neo4j, OrientDB, Amazon RDS, DynamoDB, Azure Table, RethinkDB a Solr.
Waterline umožňuje používat více než jednu databázi v projektu a poskytuje jednotné API pro práci s různými databázemi a protokoly. To znamená, že kód napsaný pomocí Waterline ORM může pracovat s jakoukoli podporovanou databází bez nutnosti změn v kódu.
Waterline klade důraz na modularitu, testovatelnost a konzistenci mezi adaptéry, což usnadňuje jeho použití a integraci s různými databázemi.
Objection.js
Objection.js je ORM, které se snaží co nejméně zasahovat do vaší práce a umožnit vám plně využít výkon SQL a databázového enginu.
Nabízí všechny výhody SQL builderu a usnadňuje práci se vztahy. SQL builder je nástroj, který zjednodušuje proces vytváření složitých SQL dotazů.
Objection.js nabízí snadný způsob, jak definovat modely a vztahy mezi nimi s plnou podporou CRUD operací, které využívají SQL na maximum. Navíc nabízí snadno použitelné transakce.
Uživatelé mohou také používat eager loading, vkládat grafy objektů, ukládat složité dokumenty jako jednotlivé řádky a používat ověřování schématu JSON. Objection.js má oficiální podporu pro TypeScript i JavaScript.
Závěr
Jako vývojáři, při práci s relačními databázemi z aplikací v JavaScriptu nebo TypeScriptu, dosáhnete lepší interakce s databází pomocí ORM.
To nejen zjednodušuje komunikaci s databází, ale také zvyšuje produktivitu, snižuje množství nutného SQL kódu a zvyšuje bezpečnost vaší aplikace.
Při výběru ORM zvažte ty, které jsou popsány v článku, a vyberte to, které nejlépe vyhovuje potřebám vaší aplikace.
Dále můžete prozkoumat nejlepší online kompilátory JavaScriptu.