Reaktiivinen ohjelmointi selainpohjaisissa web-sovelluksissa

Abstract

Yhä suurempi osa graafisista käyttöliittymäsovelluksista on nykyään selainpohjaisia JavaScriptillä toteutettuja web-sovelluksia. Teknologian kehittyessä ja suorituskyvyn kasvaessa ne ovat monimutkaistuneet, ja nykyään esimerkiksi toimistotyökaluja, pilvipalveluna toimivaa musiikkisoitinta tai ohjelmistokehitysympäristöä voidaan suorittaa selaimessa.

Web-sovellusten monimutkaistuminen on kuitenkin aiheuttanut haasteita niiden selainpuolen ohjelmointiin. Tapahtumapohjaisen käyttöliittymän täytyy reagoida paitsi käyttäjän syötteisiin, myös palvelimelta saapuvaan dataan. Tämän kokonaisuuden hallitseminen perinteisemmillä tapahtumankäsittelymenetelmillä on osoittautunut hankalaksi.

Erääksi ratkaisuksi on ehdotettu reaktiivista ohjelmointia, joka on asynkronisiin tietovirtoihin ja niiden käsittelyyn perustuva ohjelmointiparadigma. Abstraktoimalla sovelluksen toiminnan tapahtumavirroiksi web-sovelluksia pyritään saamaan yksinkertaisemmiksi kehittää, muuttaa, debugata ja ymmärtää.

Tässä opinnäytetyössä esitellään reaktiivisen ohjelmoinnin periaatteet web-ohjelmoinnin yhteydessä sekä korkeammalla tasolla että konkreettisin esimerkein keskittyen RxJs-kirjastoon. Työssä pyritään selventämään, miksi se on lyönyt läpi juuri sillä alalla.

Käymällä läpi selain ohjelmointiympäristönä lukijalle perustellaan, miksi vanhemmat käyttöliittymäohjelmoinnin mallit on todettu siinä joissain tapauksissa vajavaisiksi. Lisäksi esitellään käytännön reaktiivista ohjelmointia siinä määrin, että ohjelmointitaitoinen lukija pystyy ottamaan sen periaatteet omissa projekteissaan käyttöön.

Today’s graphical user interface programs increasingly consist of browser-based web applications written in JavaScript. As technology has evolved and browser performance has increased, these applications have been able to grow more complex and now for example office tools, a cloud based music player or an integrated development environment can be run in the browser.

This increased complexity of web applications has, however, caused challenges in their client side programming. An event driven user interface must react not only to input from the user, but often incoming data from the server as well. Managing this as a whole with traditional tools of event handling methods has proven to be difficult.

One proposed suggestion has been reactive programming, which is a programming paradigm based on asynchronous data streams and their manipulation. By abstracting the functionality of the application into streams of events the aim is to make them easier to develop, change, debug and understand.

This thesis goes through the principles of reactive programming as it relates to client side web applications, both on a higher level and with examples using the RxJs reactive programming library among others, seeking to clarify why reactive programming has broken through in this field specifically.

By describing the browser as a programming environment it is justified to the reader why older user interface programming models have been considered in it in some cases deficient. Practical reactive programming is presented to the extent that readers familiar with programming are able to begin using its principles in their own projects.