Node.jsとは何？特徴やできること、使うポイントを解説

Node.jsは、サーバーサイドで動作するJavaScriptの実行環境のことです。本記事では、「Node.jsって何？」という方に向けて、Node.jsでできることやメリット・デメリットについて解説します。

WebサイトやWebアプリは、ブラウザ側で動作するフロントエンドとサーバー側で動作するバックエンドに分けられます。フロントエンド側の言語であるJavaScriptをバックエンドで使用する方法が「Node.js」です。

フロントエンド開発向け言語であるJavaScriptをバックエンド開発にも活用できると、開発効率が上がるうえ少ない技術者数で開発が可能になるメリットがあります。

本記事ではNode.jsを知りたい方に向けて、Node.jsでできることやメリットとデメリットを解説します。

Node.jsとは何？

「Node.js」とは、本来Webブラウザ側で動作する「JavaScript」をサーバー側でも動作させる実行環境です。「Node.js」を使用することで、「PHP」や「Java」のような使い方で「JavaScript」を動かせます。

そのため「JavaScript」に慣れている人なら、普段使用している「JavaScript」だけでサーバー環境構築やサーバー内のデータを扱うことが可能です。

もちろん「Node.js」独自のルールも存在するため、新たに学習しなければならない部分もあります。しかし、新たにサーバーサイドを構築するプログラミング言語を習得するよりも、大幅に学習コストの削減が可能です。

「Node.js」はプログラミング言語ではなく、「JavaScirpt」の実行環境なので混同しないようにしてください。

Node.jsでできることを知ろう

「Node.js」を使うことで、フロントエンドとバックエンドで使用する言語を統一できます。さらにWebサービス・スマートフォン向けアプリ・IoT家電のシステムなど、さまざまなプログラムの開発に活かすことが可能です。

ここでは、「Node.js」でできることを解説します。

Webサービスを開発できる

「Node.js」を使うことで、Webサービスを開発できます。

「Node.js」は、SNSや動画配信サービスなど多くのユーザーがリアルタイムにコミュニケーションをとるサービスを構築するのにおすすめの実行環境です。「Node.js」は少ないメモリで多くのアクセスを受け付けられます。

「Node.js」には開発に使えるフレームワークも豊富に用意されているため、ゼロからプログラムを書くことなく効率の良い開発が可能です。

スマ－トフォン向けアプリを開発できる！

「Node.js」を使うことによって、スマートフォン向けアプリも開発できます。

スマートフォン向けアプリを開発するよく知られた言語といえば、「Android」の場合は「Java」、「iOS」は「Swift」があります。また、ハイブリッドアプリ開発といって、「HTML」「CSS」「JavaScript」といったWeb系の言語を使って、スマートフォン向けアプリの開発も可能です。

ハイブリッドアプリ開発を行うことで、一つの言語で複数の「OS」が動作するクロスプラットフォームのアプリ開発が可能になるため、開発コストの削減もできます。

「Cordova」や「React Native」など、スマートフォン向けアプリ開発用のフレームワークもさまざまなものがあり、手軽で効率よく開発を行うことが可能です。

IoT関連の開発ができる

「Node.js」を使うことで、「IoT」関連の開発を行えます。

「IoT」とは「Internet of Things」の略で、スマート家電やスマートホームなどあらゆるものがインターネットにつながる状態のことです。「Node.js」には、「Raspberry Pi」などの小型ハードウェアを制御するためのフレームワークも用意されているため、スマートホーム開発やウェアラブルデバイスなどの開発もできます。

Webの技術を使って「IoT」を実現することは、「WoT（Web of Things）」と呼ばれることもあり今注目されている技術です。

Node.jsを使うメリットを確認しよう

「Node.js」によって「JavaScript」をサーバー側で動作させると、どのようなメリットが得られるのでしょうか。

ここからは、「Node.js」を使うメリットを解説します。

非同期処理によって動作が高速！

「Node.js」の大きな特徴として、「I/O」が非同期であることが挙げられます。

「I/O」とは、アプリ外部との情報の入出力という意味です。「Node.js」は「I/O」の完了を待つことなく後続の処理を実行することで、実行する処理を分散させます。

そのため従来の同期処理では不可能である、「先のタスクの完了を待たずに次のタスクを実行する」ということが可能なため、その分動作を高速化できます。

連続したインプットの動作を受け入れられることから、「Node.js」は大量のアクセスに強いのです。

フロントエンドからサーバーサイドまで同じ言語が使える！

「JavaScript」は、元々Webブラウザ上（フロントエンド）で実行されることを前提とした言語です。しかし「Node.js」を使うことによって、バックエンド（サーバーサイド）でも「JavaScript」のプログラムを組めます。

フロントエンドやサーバーサイドで扱う言語を統一できるため、開発やメンテナンスを効率よく行うことが可能です。

またフロントエンドエンジニアがサーバーサイドを学習する際も、使われる言語が「JavaScript」のため、最低限の学習コストで学習ができるメリットもあります。

「C10K問題」を解決できる！

C10K問題とはサーバーへの同時接続台数が1万台を超えてしまうことで、サーバーのスレッド数が増えてしまい、サーバーのメモリといったリソースが不足してしまう問題です。別名でクライアント1万人問題とも呼ばれています。

また単純にサービスを提供しているサーバーに、想定以上の負荷がかかってしまうことを指す場合もあります。

C10K問題は「Node.js」を使うことで解決可能です。「Node.js」はシングルプロセス・シングルスレッド・非同期I/Oに基づいて設計されているため、C10K問題と非常に相性が良いのです。

シングルスレッドだけでは多くの接続を同時に処理することが難しいため、非同期I/Oが重要になります。非同期I/Oとは入出力処理（ファイル読み書きやネットワーク通信など）を待たずに他のタスクを実行できるようにする仕組みです。

非同期I/Oにより、サーバーがファイルを読み込んでいる間やデータベースから情報を取得している間も、他のユーザーからのリクエストを受け付けることができます。

非同期I/Oのおかげで、Node.jsはシングルプロセス・シングルスレッドでも、多くの接続を効率的に処理することが可能です。そのため、C10K問題と相性が良いといわれています。「Node.js」の特徴を踏まえてサーバーを設計すれば、何か技術的な記述をすることなく「Node.js」を使うだけでC10K問題を解決できます。

Node.jsを使うことのデメリットを確認しよう

「Node.js」を使うデメリットもあります。ここからは、「Node.js」を使うことのデメリットについて解説します。

イベントの動作が遅いと大量のリクエストが処理待ちになる

「Node.js」の特徴の一つは、シングルスレッドであることです。シングルスレッドはプログラムを実行する際に一つの処理しか行いません。そのため、メモリのリソースを不足させずにメモリ効率を上げられるメリットがあります。

しかしシングルスレッドは特定の処理が重い場合、大量のリクエストが処理待ち状態になってしまいます。そのためシステムエラーが発生した場合、サーバーがダウンしてしまう可能性があるでしょう。

メモリを効率良く高速で処理できるシングルスレッドですが、処理が重い場合はサーバーがダウンする可能性があるため注意が必要です。

対応しているサーバーが少ないこと

「Node.js」のデメリットとして、対応しているサーバーが少ないことも挙げられます。

現在利用しているサーバーが「Node.js」に対応していない場合は、「VPS」や「AWS」など、その他の「PaaS」を利用する必要があります。

しかし「Node.js」の環境構築から始める必要があるため、実際に動かすためには少し手間がかかってしまうでしょう。

Node.jsをインストールしてみよう

「Node.js」は、公式サイトからインストーラーをダウンロードできます。

ここからは、「Node.js」をインストールする方法から実行までの手順について解説します。

インストーラーを実行しよう

「Node.js」のインストーラーをダウンロードします。

以下の公式サイトにアクセスしてください。

ダウンロード | Node.js

Windowsユーザーの方は「Windows Installer」を、Macユーザーの方は「macOS Installer」をクリックしてインストーラーをダウンロードしてください。

ダウンロードが終わったら、インストーラーを実行し「Node.js」のインストールを行いましょう。

Node.jsのバージョンを確認しよう

「Node.js」が正しくインストールされているかを確認するために、「Node.js」のバージョン確認を行ってください。

Windowsユーザーの方は「コマンドプロンプト」、Macユーザーの方は「ターミナル」を起動します。
起動したら、以下のコマンドを入力してください。

node -v

上記のコマンドを入力し「v18.7.0」のようなバージョンの表示がされたなら、「Node.js」は正しくインストールされています。

Node.jsを実行しよう

ここからは、実際に「Node.js」を実行します。

test.jsというファイルを作成し、test.js内に以下のコードを入力してください。

console.log('Hello World!');

ターミナルもしくはコマンドプロンプトでtest.jsが存在するディレクトリに移動し、以下のコマンドを実行します。

同じ階層とは上記の例の場合、「C:\Users:\yamsh」にtest.jsファイルを保存することを指します。

node test.js

ターミナルもしくはコマンドプロンプト上に「Hello World!」（下図赤線部）と表示されたら、無事「Node.js」の実行は成功です。

Node.jsを学習するには？

「Node.js」を学習するには、いくつかの方法があります。ここでは、「Node.js」を学習するおすすめの手段を解説します。

書籍で学習する

書籍での学習は、「Node.js」を学習する一つの方法です。

実際にプログラムを組みながら学べる書籍も多いので、実践で理解を深めながら学習できます。

書籍学習の注意点は、数年前に出版された本だと古いバージョンについて書かれている可能性があることです。

古いバージョンの書籍だった場合、書籍に書いてあるコードをそのままコピペしてもエラーが発生してしまうこともあります。

出版された日と取り扱っているバージョンを確認してから学習してください。

スクールに通う

プログラミングスクールに通うことも、「Node.js」を学習するための方法の一つです。

費用はかかりますが、専門の講師に教えてもらえます。わからないことがあってもすぐに確認できる点は大きなメリットです。

オンライン学習サービスを利用する

オンライン学習サービスの利用も、「Node.js」を学習する一つの方法です。

実際にWeb上のエディタにコーディングする学習サービスやオンライン講座のサービスなど、さまざまな種類があります。

サービスによって専門の講師に質問できる環境もあり、プログラミングスクールよりは費用が抑えられる場合がほとんどです。「自主学習をしながら壁にぶつかった時に質問できる環境が欲しい」、「低コストで学習がしたい」といった方におすすめです。

Node.jsを学んでさまざまなプログラムを開発しよう

Webの技術は日々発展しています。「JavaScript」も、Webページに動きをつけるWebデザインや、Webアプリ開発、IoT関連の開発（WoT）まで活躍の幅はどんどん広がっています。

「Node.js」は「JavaScript」の幅を広げる実行環境です。ぜひ「Node.js」を学習して、さまざまなプログラムを開発してみてください。