Reactive Programming with Node.js — Fernando Doglio Reactive Programming with Node.js Fernando Doglio Reactive Programming with Node.js Fernando Doglio La Paz, Uruguay ISBN-13 (pbk): 978-1-4842-2151-8 ISBN-13 (electronic): 978-1-4842-2152-5 DOI 10.1007/978-1-4842-2152-5 Library of Congress Control Number: 2016961432 Copyright © 2016 by Fernando Doglio This work is subject to copyright. All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation, broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission or information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar methodology now known or hereafter developed. Trademarked names, logos, and images may appear in this book. Rather than use a trademark symbol with every occurrence of a trademarked name, logo, or image we use the names, logos, and images only in an editorial fashion and to the benefit of the trademark owner, with no intention of infringement of the trademark. The use in this publication of trade names, trademarks, service marks, and similar terms, even if they are not identified as such, is not to be taken as an expression of opinion as to whether or not they are subject to proprietary rights. While the advice and information in this book are believed to be true and accurate at the date of publication, neither the authors nor the editors nor the publisher can accept any legal responsibility for any errors or omissions that may be made. The publisher makes no warranty, express or implied, with respect to the material contained herein. Managing Director: Welmoed Spahr Acquisitions Editor: Louise Corrigan Development Editor: Corbin Collins Technical Reviewer: Phil Nash Editorial Board: Steve Anglin, Pramila Balan, Laura Berendson, Aaron Black, Louise Corrigan, Jonathan Gennick, Todd Green, Robert Hutchinson, Celestin Suresh John, Nikhil Karkal, James Markham, Susan McDermott, Matthew Moodie, Natalie Pao, Gwenan Spearing Coordinating Editor: Nancy Chen Copy Editor: Angela Burkey Compositor: SPi Global Indexer: SPi Global Artist: SPi Global Distributed to the book trade worldwide by Springer Science+Business Media New York, 233 Spring Street, 6th Floor, New York, NY 10013. Phone 1-800-SPRINGER, fax (201) 348-4505, e-mail [email protected], or visit www.springer.com. Apress Media, LLC is a California LLC and the sole member (owner) is Springer Science + Business Media Finance Inc (SSBM Finance Inc). SSBM Finance Inc is a Delaware corporation. For information on translations, please e-mail [email protected], or visit www.apress.com. Apress and friends of ED books may be purchased in bulk for academic, corporate, or promotional use. eBook versions and licenses are also available for most titles. For more information, reference our Special Bulk Sales–eBook Licensing web page at www.apress.com/bulk-sales. Any source code or other supplementary materials referenced by the author in this text are available to readers at www.apress.com. For detailed information about how to locate your book’s source code, go to www.apress.com/source-code/. Readers can also access source code at SpringerLink in the Supplementary Material section for each chapter. Printed on acid-free paper To my loving wife and kids, without whom this book would've never happened… Thank you! Contents at a Glance About the Author ���������������������������������������������������������������������������������������������������xiii About the Technical Reviewer ���������������������������������������������������������������������������������xv Acknowledgments �������������������������������������������������������������������������������������������������xvii Introduction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������xix ■ Chapter 1: Reactive 101 ����������������������������������������������������������������������������������������1 ■ Chapter 2: Being Reactive �����������������������������������������������������������������������������������13 ■ Chapter 3: Functional Reactive Programming �����������������������������������������������������25 ■ Chapter 4: Reactive Programming on the Back-end �������������������������������������������47 ■ Chapter 5: Enter Node�js ��������������������������������������������������������������������������������������67 ■ Chapter 6: Overview of the Land �������������������������������������������������������������������������87 ■ Chapter 7: Writing Your Own FRP Library ������������������������������������������������������������99 ■ Chapter 8: A Practical Overview ������������������������������������������������������������������������123 ■ Chapter 9: Scaling Your Reactively Programmed Systems �������������������������������139 Index ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������151 v Contents About the Author ���������������������������������������������������������������������������������������������������xiii About the Technical Reviewer ���������������������������������������������������������������������������������xv Acknowledgments �������������������������������������������������������������������������������������������������xvii Introduction ������������������������������������������������������������������������������������������������������������xix ■ Chapter 1: Reactive 101 ����������������������������������������������������������������������������������������1 Defining Reactive Programming ���������������������������������������������������������������������������������������1 The Origins of Reactive Programming ����������������������������������������������������������������������������������������������������1 Dataflows 101 �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������2 How Dataflows and Reactive Programming Are Related ������������������������������������������������������������������������3 What Is RP Good For? �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������4 Reactive vs� Observer Pattern ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������7 Types of Reactive Programming ���������������������������������������������������������������������������������������8 Functional Reactive Programming ���������������������������������������������������������������������������������������������������������8 Object-Oriented Reactive Programming �����������������������������������������������������������������������������������������������10 Declarative Reactive Programming ������������������������������������������������������������������������������������������������������11 Reactive Programming vs� Traditional Programming �����������������������������������������������������11 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������12 vii ■ Contents ■ Chapter 2: Being Reactive �����������������������������������������������������������������������������������13 But First, a Word About Marbles �������������������������������������������������������������������������������������13 Moving Away from Traditional Techniques ���������������������������������������������������������������������15 Example #1 – Your Run-of-the-Mill Callback Hell ���������������������������������������������������������������������������������15 Example #2 – Nested Asynchronous Calls ��������������������������������������������������������������������������������������������17 Example #3 – Handling Throttleable Input Streams �����������������������������������������������������������������������������19 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������23 ■ Chapter 3: Functional Reactive Programming �����������������������������������������������������25 An Intro to Functional Programming in JavaScript ���������������������������������������������������������25 Pure Functions ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������26 Composition ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������26 Currying Functions �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������28 The Tools of the Functional Programmer ����������������������������������������������������������������������������������������������30 Declarative Programming ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������37 What Every FRP Language Must Have ���������������������������������������������������������������������������38 Observable Streams �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������39 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������45 ■ Chapter 4: Reactive Programming on the Back-end �������������������������������������������47 API with CRUD Endpoints �����������������������������������������������������������������������������������������������47 The Models �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������48 The Standard Implementation ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������49 The Functional Reactive Implementation ���������������������������������������������������������������������������������������������52 In Conclusion ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������59 Log-in Service ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������59 What Is a JSON Web Token? �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������59 Back to the Code ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������61 The Reactive Approach �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������63 In Conclusion ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������66 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������66 viii ■ Contents ■ Chapter 5: Enter Node�js ��������������������������������������������������������������������������������������67 Event Emitters and Event Streams ���������������������������������������������������������������������������������67 Event Emitters ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������67 Streams ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������69 Asynchronous Programming in Node�js �������������������������������������������������������������������������75 Async Advanced������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������77 Asynchronous I/O �����������������������������������������������������������������������������������������������������������80 Asynchronous Streams of Events �����������������������������������������������������������������������������������81 Through ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������82 Map �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������82 Split ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������83 Join �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������83 Merge ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������84 Readable �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������84 In Conclusion ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������85 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������85 ■ Chapter 6: Overview of the Land �������������������������������������������������������������������������87 Reactive Extension for JavaScript: RxJS ������������������������������������������������������������������������87 License �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������87 Compatibility �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������88 Code Samples ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������88 Bacon�js ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������89 License �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������89 Compatibility �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������90 Code Samples ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������90 Highland�js ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������93 License �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������93 Compatibility �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������94 Code Samples ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������94 ix ■ Contents A Word about Backpressure �������������������������������������������������������������������������������������������96 Accepting the Loss of Data ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������97 When Losing Is Not an Option ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������97 In Conclusion ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������98 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������98 ■ Chapter 7: Writing Your Own FRP Library ������������������������������������������������������������99 The Big Cheese ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������99 The Little Cheese ����������������������������������������������������������������������������������������������������������109 Map, Filter, and Reduce ������������������������������������������������������������������������������������������������110 Take and Take Some More ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������111 Splitting Your Chunks��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������114 FlatMap and the Plot Thickens �����������������������������������������������������������������������������������������������������������115 Dealing With Time �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������117 Summary ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������122 ■ Chapter 8: A Practical Overview ������������������������������������������������������������������������123 The Case for Netflix ������������������������������������������������������������������������������������������������������123 Their Motivation ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������123 The Need for Concurrency ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������125 The Results �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������125 The Case for Walmart �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������125 The Proposed Solution ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������127 The Results �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������127 One More Case �������������������������������������������������������������������������������������������������������������127 The Server ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������129 The Client ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������134 Summary ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������137 x ■ Contents ■ Chapter 9: Scaling Your Reactively Programmed Systems �������������������������������139 Scaling Node�js �������������������������������������������������������������������������������������������������������������139 Scaling Inside Your Server ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������139 Using an External Tool to Handle your Clustering Needs ��������������������������������������������������������������������141 What About Multiprocessing Without Clustering? ������������������������������������������������������������������������������142 Creating Reactive Systems ������������������������������������������������������������������������������������������147 Responsive Systems ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������147 Resilient to Errors �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������147 Elastic Scaling ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������148 Message Driven ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������148 Summary ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������149 Index ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������151 xi
Description: