Apa itu Node.js: Memahami cara kerja dan cara menggunakannya

Node.js adalah sistem runtime lintas platform open-source yang berfungsi untuk menjalankan JavaScript di sisi server.

Arsitekturnya mampu mengakomodasi transfer data secara efisien sehingga software ini banyak digunakan untuk membuat aplikasi yang berjalan secara real-time dan bisa diatur sesuai kebutuhan.

Di artikel ini, kami akan menjelaskan apa itu Node.js, termasuk cara kerja dan implementasinya. Kami juga akan membahas cara setupnya di server Anda sehingga Anda bisa langsung menggunakannya. Mari simak tutorialnya di bawah ini! 

Apa itu Node.js?

Pada dasarnya, JavaScript hanya berjalan di sisi front-end karena runtime program ini hanya tersedia di web browser seperti Google Chrome. Oleh karena itu, bahasa pemrograman ini cocok untuk membuat aplikasi sisi klien, seperti halnya website dinamis.

Ryan Dahl kemudian menciptakan Node.js pada tahun 2009 sebagai sistem runtime back-end yang ringan dan responsif untuk JavaScript. Berkatnya, para developer jadi bisa menggunakan JavaScript sebagai kode sisi server.

Dengan memanfaatkan JavaScript di sisi server, developer bisa menulis bagian front-end dan back-end aplikasi dalam bahasa yang sama. Hal ini mempermudah pengembangan dan pemeliharaan aplikasi, karena mereka bisa menggunakan kembali kode yang sama.

Selain itu, mengembangkan back-end dengan JavaScript memberikan keuntungan tersendiri karena aplikasi Anda bisa memanfaatkan model pemrograman asinkron Node.js. Intinya, arsitektur ini memungkinkan layanan web Anda menangani banyak permintaan pengguna secara lebih efisien.

Kami akan membahas konsep ini lebih lanjut di bagian berikutnya.

Cara kerja Node.js

Untuk memahami prinsip kerja Node.js, Anda harus mengetahui istilah-istilah penting berikut ini.

Non-blocking I/O model

Dalam menangani permintaan pengguna, server tradisional seperti Apache dan Tomcat menggunakan thread yang hanya bisa melayani satu klien dalam satu waktu. Ketika jumlah maksimum thread tercapai, permintaan baru harus menunggu thread yang ada untuk menyelesaikan tugasnya.

Selama masih memproses permintaan pengguna, thread tersebut akan memblokir input dari klien baru dan tidak akan meneruskan output ke layanan eksternal seperti API atau database. Kondisi ini bisa cukup mengganggu saat traffic melonjak dengan banyaknya koneksi serentak.

Sebaliknya, paradigma non-blocking memungkinkan satu thread di Node.js menerima dan meneruskan permintaan baru tanpa menunggu permintaan sebelumnya selesai. Sistem semacam ini dikenal sebagai arsitektur asinkron.

Arsitektur asinkron

Arsitektur sinkron berjalan dengan memproses permintaan klien secara berurutan. Artinya, web server akan menyelesaikan operasi yang sedang berjalan dulu sebelum memulai operasi yang baru.

Sementara itu, arsitektur asinkron memungkinkan aplikasi memulai operasi baru sambil menunggu hasil dari operasi lainnya. Setelah respons diterima, web server akan mengirimkan data kembali ke klien.

Arsitektur asinkron sangat cocok untuk aplikasi yang perlu mengambil data dari layanan eksternal, seperti API atau database. Daripada diam saja, web server bisa memproses permintaan baru sambil menunggu menerima respons.

Meskipun ideal untuk tugas-tugas input-output (I/O), arsitektur ini membuat Node.js lebih membebani CPU karena hanya menggunakan satu thread untuk menangani banyak permintaan.

Event-driven (berbasis peristiwa)

Di Node.js, event adalah sinyal yang menandakan bahwa suatu tindakan telah terjadi. Misalnya, event bisa memicu operasi baru atau menandakan penyelesaian sebuah tugas.

Event memiliki peran yang penting dalam menjalankan model asinkron di Node.js. Sinyal ini beroperasi secara berulang (loop), memberi tahu Node.js tentang cara menangani aliran permintaan.

Ketika menerima permintaan klien baru, perulangan event dimulai. Selanjutnya, Node.js meneruskan permintaan tersebut ke layanan eksternal yang sesuai, seperti API. Setelah server menerima data, event baru akan memicu callback function.

Callback function ini menjalankan fungsi lain ketika kondisi tertentu atau operasi asinkron selesai. Berkatnya, web server bisa memproses permintaan dan mengirimkan respons kepada klien.

Sistem JavaScript V8

Node.js didasarkan pada sistem JavaScript V8 yang bertugas untuk mengolah dan menjalankan kode JavaScript. Sederhananya, Node.js memungkinkan server back-end Anda menjalankan kode JavaScript di luar web browser.

Google awalnya mengembangkan mesin ini untuk Google Chrome. Kemudian, Node.js menerapkan teknologi ini agar JavaScript bisa berjalan mandiri dengan Node.js.

Kelebihan Node.js

Setelah memahami mekanisme Node.js, mari kita pelajari keunggulannya dalam mempermudah proses pembuatan aplikasi web.

• Kecepatan. Arsitektur asinkron Node.js mampu menangani banyak operasi I/O secara lebih efisien sehingga aplikasi yang dibuat dengannya menjadi lebih responsif. Hal ini juga membuat Node.js ideal untuk pengambilan data secara real-time.
• Mekanisme penanganan error. Objek error bawaan Node.js memudahkan pengguna menangani berbagai masalah secara lebih fleksibel. Developer juga bisa melihat informasi error secara lebih mendetail untuk meningkatkan efisiensi penyelesaian masalah dan pemrosesan. 
• Efisiensi pengembangan. Node.js memungkinkan developer menggunakan JavaScript di mana saja untuk pengembangan full-stack. Hasilnya, pengembangan jadi lebih mudah karena kode bisa berjalan lancar di sisi back-end maupun front-end. 
• Ekosistem yang luas. Pengguna bisa menginstal berbagai modul melalui NPM (Node Package Manager) untuk menambahkan fungsionalitas baru ke aplikasi Node.js dengan mudah tanpa harus menulisnya dari nol.
• Fleksibilitas dan mudah diatur sesuai kebutuhan. Developer bisa menggunakan Node.js bersama framework dan sistem operasi lain. Mereka juga bisa mengaturnya sesuai kebutuhan menggunakan berbagai metode, seperti menginstal load balancer atau mengatur microservice.
• Bersifat open-source. Kode sumber Node.js bisa diakses oleh siapa saja. Para pembuatnya pun memprioritaskan transparansi, inovasi, dan penyesuaian. Runtime ini juga memiliki dukungan dari komunitasnya yang solid. 

Fungsi dan kegunaan Node.js

Berikut adalah beberapa contoh penggunaan Node.js yang memanfaatkan keunggulan operasi I/O responsif dan arsitektur asinkronnya:

• Obrolan langsung dan streaming. Platform obrolan dan streaming memerlukan banyak operasi I/O karena pengguna saling mengirim dan menerima data secara real-time. Dengan pemrosesannya yang efisien, Node.js membantu meminimalkan penundaan karena mampu menangani permintaan klien secara bersamaan.
• Aliran data (data stream). Node.js mampu mengambil dan mengirim informasi dari sumber eksternal dengan cepat sehingga sangat ideal aliran data real-time. Contohnya bisa ditemukan pada aplikasi pasar saham atau pemantauan sistem. 
• Proxy server. Proxy server berperan sebagai jembatan antara klien dan server host, biasanya untuk menyeimbangkan beban atau memfilter traffic. Node.js memastikan permintaan klien dan respons server berjalan lancar. 
• RESTful API. Node.js sering digunakan untuk membuat RESTful API, yang memungkinkan aplikasi menggunakan layanan eksternal melalui jaringan. 
• Aplikasi satu halaman (SPA). Single-page application memperbarui data di sisi klien secara real-time tanpa perlu refresh manual. Berkat Node.js, transfer data dari server host bisa berjalan dengan cepat.

Perbandingan Node.js dengan teknologi lainnya

Selain Node.js, developer menggunakan banyak teknologi lain untuk mengembangkan back-end aplikasi. Berikut adalah beberapa yang paling populer dan perbandingannya dengan Node.js:

.NET

.NET adalah framework aplikasi web yang populer untuk aplikasi perusahaan berskala besar. Walaupun merupakan produk Microsoft, teknologi ini tetap kompatibel dengan Linux dan MacOS. Meski begitu, banyak developer melaporkan bahwa framework ini lebih responsif saat dijalankan di Windows.

.NET mendukung bahasa object-oriented programming (OOP) seperti C++, C#, dan VB. Kemampuan ini membuat .NET cocok untuk developer yang ingin memanfaatkan fleksibilitas dan fitur dari bahasa-bahasa tersebut.

Framework .NET menggunakan metode multi-thread dengan model pemrosesan asinkron. Arsitektur ini cocok kalau layanan Anda banyak melibatkan tugas kompleks dengan beban CPU intensif.

Namun, aplikasi .NET lebih sulit dikembangkan. Apabila layanan web Anda banyak melakukan pemanggilan eksternal, akan lebih efisien kalau Anda menggunakan Node.js untuk sisi back-end.

Ruby on Rails

Ruby on Rails adalah framework pengembangan web yang ditulis dengan bahasa OOP Ruby. Framework ini menggunakan metode MVC (model-view-controller), yang memberikan struktur tertentu untuk aplikasi Anda.

Struktur ini memudahkan developer membuat prototipe aplikasi yang fungsional dan menambahkan fitur lanjutan setelahnya. Oleh karena itu, Ruby on Rails cocok untuk proyek yang dikerjakan berulang, di mana developer membagi proyek menjadi tugas-tugas kecil.

Walaupun sederhana, metode MVC membuat Ruby on Rails kurang fleksibel dibandingkan dengan Node.js. Sementara itu, Anda bisa mengembangkan aplikasi sebagai microservice menggunakan Node.js, membuatnya sangat fleksibel dan mudah diatur sesuai kebutuhan.

Karena bersifat multi-thread, Ruby on Rails lebih cocok untuk sistem dengan banyak core. Namun, karena tidak asinkron, framework ini berpotensi memperlambat performa aplikasi Anda kalau sering melakukan panggilan I/O.

Django

Django adalah framework pengembangan web untuk Python, bahasa pemrograman yang sangat serbaguna dan fleksibel. Framework ini sering digunakan untuk membuat aplikasi atau layanan yang memproses data dalam jumlah besar.

Tidak seperti Node.js yang ideal untuk membuat microservice, developer biasanya menggunakan Django untuk mengembangkan aplikasi monolitik. Dalam model ini, Anda menulis layanan program dalam satu basis kode berukuran besar.

Walaupun tetap bisa diatur sesuai kebutuhan, aplikasi monolitik Django kurang fleksibel dibandingkan dengan microservice. Namun, model MVT (model-view-template) Django membantu developer membuat layanan secara lebih efisien dengan komponen yang lebih kecil dan bisa digunakan ulang.

Django menggunakan arsitektur multi-threading yang tersinkron, membuatnya cocok untuk aplikasi monolitik yang memerlukan penggunaan data intensif dan sistem dengan banyak core.

Laravel

Laravel menyediakan berbagai template yang umum digunakan dalam aplikasi web, termasuk autentikasi, otorisasi, dan notifikasi.

Template dan syntax sederhana Laravel mempermudah penulisan kode aplikasi web, terutama untuk pemula. Laravel juga menggunakan arsitektur MVC yang membantu developer mengelola dan memodifikasi basis kode dengan cepat.

Namun, beberapa pengguna melaporkan bahwa performa Laravel kurang optimal dibandingkan dengan teknologi back-end lain. Anda mungkin perlu menyesuaikan konfigurasinya lagi atau menginstal software tambahan seperti Octane untuk meningkatkan kecepatannya.

Kalau aplikasi Anda banyak melibatkan aliran data real-time dan operasi I/O, Laravel mungkin kurang cocok karena framework ini menggunakan mekanisme multi-thread blocking.

NPM (Node Package Manager)

Node Package Manager atau NPM adalah tool yang digunakan untuk menginstal software seperti modul atau dependensi untuk aplikasi JavaScript. Tool ini meningkatkan efisiensi pengembangan Node.js dengan memudahkan pengguna mengakses komponen tambahan dari satu tempat.

Penting! NPM juga bisa merujuk pada utilitas yang digunakan developer untuk mendownload package atau repositori tempat pengguna berbagi modul.

Repositori NPM saat ini menyimpan jutaan package dan modul, termasuk library JavaScript yang sangat populer, yang disebut Lodash. Anda juga bisa mendownload framework lain dari repositori ini, seperti Express.js dan Mocha.js.

Untuk mendownload dan mengelola package dari NPM, Anda bisa menggunakan command-line interface sistem. Secara default, utilitas ini akan otomatis terkonfigurasi setelah Anda menginstal Node.js, yang akan kita pelajari di bagian selanjutnya.

Cara menggunakan Node.js

Sekarang, setelah Anda memahami kegunaan Node.js dalam pengembangan web, mari kita pelajari cara menyiapkan framework ini. Untuk tutorial ini, kita akan menggunakan virtual private server (VPS) Hostinger yang menjalankan Ubuntu 22.04.

Menginstal Node.js

Pengguna VPS Hostinger bisa menginstal Node.js di Ubuntu dengan mudah tanpa perintah menggunakan template sistem operasi.

Setelah membeli paket Node.js VPS hosting, cukup ikuti alur onboarding praktis kami sampai selesai. Prosesnya akan memakan waktu beberapa menit, kemudian sistem kami akan secara otomatis menyiapkan sistem runtime ini di server Anda.

Untuk provider hosting lain, Anda harus menginstal Node.js secara manual menggunakan perintah. Berikut langkah-langkahnya:

1. Buat koneksi ke server Anda menggunakan klien SSH PuTTY atau tool command-line seperti Terminal. Sebaiknya jalankan peran sebagai superuser, bukan root.
2. Update package sistem Anda dengan menjalankan perintah ini satu per satu:

sudo apt update && sudo apt upgrade

3. Sekarang, masukkan perintah berikut untuk menginstal Node.js:

sudo apt install nodejs -y 

4. Package manager Anda akan secara otomatis menginstal NPM. Namun, jalankan perintah berikut untuk memastikan tool ini sudah dikonfigurasi dengan benar:

sudo apt install npm -y 

5. Lakukan konfirmasi lagi dengan meminta versi node menggunakan perintah berikut:

node -v

Apabila membuat aplikasi Node.js secara lokal, Anda harus menginstal runtime ini di perangkat lokal Anda. Cara yang paling mudah adalah dengan mendownload prebuilt installer sesuai sistem operasi Anda dari halaman rilis resminya.

Membuat dan menjalankan aplikasi dengan Node.js

Langkah-langkah membuat aplikasi Node.js mirip dengan proses pengembangan web lainnya. Berikut caranya:

1. Instal Node.js, NPM, editor kode VSCode, dan ekstensi Live Server.
2. Buat folder untuk proyek Anda. Buka VSCode →  File →  Open Folder dan pilih direktori baru Anda.
3. Buka terminal VSCode dan jalankan perintah berikut untuk membuat file konfigurasi bagi proyek Anda:

npm init

4. Masukkan informasi yang diperlukan. Setelah selesai, Anda akan melihat package.json di jendela explorer VSCode.  
5. Dari layar utama, pilih New File dan buat file proyek baru. Sebagai contoh, beri nama app.js.
6. Tulis kode aplikasi Anda. Untuk uji coba, Anda bisa membuat program Hello World sederhana. Tekan Ctrl + S untuk menyimpannya. 

7. Dari terminal VSCode, jalankan node diikuti dengan nama file JS Anda untuk memulai aplikasi:

node app.js

Selesai! Apabila mengikuti tutorial ini, Anda bisa mengakses aplikasi dengan memasukkan alamat localhost Anda di web browser beserta nomor port yang ditentukan.

Langkah-langkahnya tidak terlalu berbeda di sistem operasi apa pun.

Untuk menerapkannya langsung pada website, upload file proyek Anda menggunakan perintah, git, atau SFTP (secure file transfer protocol).

Menggunakan modul dan dependensi

Anda bisa menggunakan NPM untuk mengelola modul dan dependensi dengan mudah guna meningkatkan fungsionalitas aplikasi Node.js Anda.

File package.json dalam folder proyek Anda berisi informasi tentang dependensi aplikasi Anda. Daripada mengelola package satu per satu, Anda bisa memanggil package.json sekaligus.

Misalnya, perintah berikut ini akan mengupdate semua dependensi yang tercantum dalam file:

npm install

Anda bisa memeriksa package yang sudah tidak update dan menginstal pembaruan menggunakan satu perintah. Hal ini membantu meningkatkan efisiensi proses dan menjaga konsistensi di seluruh area proyek.

Selain itu, Node.js bisa secara otomatis mencantumkan daftar modul atau dependensi baru dalam file packages.json selama penginstalan menggunakan opsi -save. Berikut contohnya:

npm install software-name --save

Node.js memiliki modul internal siap pakai yang dikonfigurasikan ketika Anda menginstal sistem runtime ini. Anda juga bisa menginstal modul eksternal dari repositori npm.

Untuk memuat modul dalam kode aplikasi, gunakan fungsi require. Sebagai contoh, cuplikan berikut ini akan memanggil express.js dan menetapkannya sebagai variabel express:

const express = require('express')

Modul bawaannya akan bervariasi tergantung pada versi Node.js Anda. Untuk memeriksa modul yang terinstal di sistem Anda saat ini, gunakan perintah berikut:

npm list -g

Framework dan library Node.js

Dalam situasi sesungguhnya, developer tidak hanya mengandalkan Node.js dalam pembuatan aplikasi. Mereka menggunakan framework untuk menyusun struktur proyek, serta library untuk menambahkan fungsi dengan mudah. Berikut adalah beberapa opsi yang paling populer:

Express.js

Express.js atau Express adalah framework Node.js yang paling sering digunakan. Framework ini disukai karena modelnya minimalis dan tidak banyak aturan sehingga developer bisa menyusun kode aplikasinya tanpa batasan.

Fitur penting framework ini adalah penanganan permintaan bawaan yang serbaguna. Developer bisa memanggil fungsi tertentu dengan cepat berdasarkan metode permintaan HTTP dan pola URL. Tanpa Express, hal semacam itu hanya bisa dilakukan dengan menulis kode yang panjang.

Selain itu, Express.js memudahkan developer menggunakan middleware, yaitu software yang memodifikasi permintaan dan respons pada saat transmisi. Contohnya termasuk untuk mengautentikasi, mencatat, atau membatasi data yang ditransfer.

React.js

React.js adalah library JavaScript front-end yang digunakan untuk mengembangkan UI (user-interface) website atau aplikasi web. Walaupun tergolong baru, React.js sangat populer karena memprioritaskan kemudahan penggunaan dan akses bagi pemula.

Seperti library lainnya, React menyediakan rangkaian komponen yang bisa digunakan ulang sehingga developer bisa membuat UI yang kompleks dengan mudah. Salah satu kelebihannya adalah penggunaan syntax JSX, yang memungkinkan penulisan markup seperti HTML dalam JavaScript.

React membantu mempercepat loading website atau aplikasi web menggunakan DOM (document object model) virtual. Dengannya, web browser hanya perlu merender bagian UI yang diubah, bukan seluruh halaman sehingga prosesnya menjadi lebih efisien.

Socket.io

Library JavaScript Socket.io menyediakan fitur untuk menangani transmisi data real-time, menjadikannya pilihan populer untuk mengembangkan layanan yang membutuhkan I/O-intensif seperti game, platform live streaming, dan aplikasi obrolan.

Socket.io memungkinkan aplikasi Node.js merespons klien tanpa menunggu permintaan darinya. Misalnya, dalam aplikasi pesan, fitur ini memungkinkan anggota grup menerima pesan dari pengguna secara otomatis.

Socket.io menyediakan cara yang lebih terjamin dan responsif untuk komunikasi klien dua arah dibandingkan dengan WebSockets tradisional. Tanpanya, diperlukan kode khusus untuk mengelola koneksi dua arah dan melewati (bypass) permintaan klien secara manual.

Next.js

Next.js adalah framework pengembangan web full-stack berbasis React yang bisa menangani bagian front-end dan back-end. Framework ini menyediakan komponen penyusun dan tool untuk membuat UI aplikasi dan sistem sisi server.

Misalnya, Next.js versi terbaru memiliki compiler bawaan yang meningkatkan waktu refresh kode secara signifikan. Saat developer melakukan perubahan pada aplikasi mereka, perubahan tersebut akan lebih cepat ditampilkan di browser.

Next.js juga menggunakan mekanisme pre-rendering yang mengompilasi aplikasi JavaScript di sisi back-end, bukan di browser klien. Hal membantu mempercepat loading halaman dan memaksimalkan strategi SEO (search engine optimization) website.

Contoh website yang menggunakan Node.js

Sekarang, kami akan memberikan contoh website terkenal yang menggunakan Node.js untuk membantu Anda melihat sejauh mana kemampuan sistem runtime ini.

Netflix

Kemampuan Node.js untuk menangani operasi yang membutuhkan I/O intensif secara real-time menjadikannya teknologi yang tepat untuk membuat aplikasi web live streaming seperti Netflix.

Uber

Uber menggunakan Node.js untuk menangani komunikasi real-time antara berbagai klien dan API.

Sebagai contoh, aplikasi Uber memproses data dari layanan peta, sistem GPS pengemudi, dan permintaan pesanan pengguna.

eBay

Node.js memungkinkan platform e-Commerce seperti eBay untuk menangani panggilan API secara efisien dari layanan eksternal seperti logistik atau penyedia pembayaran.

Selain itu, developer bisa mengimplementasikan fitur-fitur seperti manajemen inventaris dan obrolan langsung secara terpisah, serta memanfaatkan operasi I/O yang efisien dari Node.js.

PayPal

Aplikasi payment gateway seperti PayPal bekerja dengan API dan middleware lain untuk memfasilitasi transaksi yang aman dan terenkripsi.

Node.js memungkinkan pemrosesan data secara real-time dari berbagai sumber, termasuk layanan mikro, untuk hal-hal seperti deteksi penipuan.

Kesimpulan

Node.js adalah sistem runtime yang berfungsi untuk menjalankan kode JavaScript di sisi server untuk pengembangan back-end. Software ini dikembangkan dari sistem V8 Google, yang awalnya ditujukan bagi web browser Chrome.

Node.js menggunakan arsitektur non-blocking asinkron berbasis event. Runtime ini menggunakan satu thread untuk menangani beberapa permintaan sekaligus tanpa antrean sehingga cocok untuk aplikasi yang membutuhkan I/O intensif.

Dalam paket Node.js hosting dari Hostinger, software runtime Node.js sudah terinstal secara default, termasuk NPM (Node Package Manager). Untuk provider lain, Anda mungkin perlu menginstalnya secara manual menggunakan perintah atau binary package.

NPM dibutuhkan untuk menginstal framework dan library lain guna melengkapi Node.js, seperti React.js dan Express.js. Gabungan teknologi ini ideal untuk membangun aplikasi tingkat perusahaan, seperti PayPal dan eBay.

Tanya jawab (FAQ) apa itu Node.js