Kuinka rakentaa käyttäjäystävällinen ja reaktiivinen sovellus Angularilla: Hyvät käytännöt ja haasteet

Hyvin suunniteltu ja helppokäyttöinen käyttäjäkokemus (UX) on kaiken sovelluskehityksen perusta. Erityisesti silloin, kun pyritään luomaan sovelluksia, jotka tarjoavat saumattoman ja intuitiivisen vuorovaikutuksen, on tärkeää ottaa huomioon sekä käyttöliittymän yksinkertaisuus että sen tekninen tausta. Tämä luku käsittelee Angularin tarjoamia työkaluja ja parhaita käytäntöjä, joita voidaan hyödyntää käyttäjäystävällisten ja reaktiivisten sovellusten rakentamisessa.

Kun lähdetään kehittämään sovellusta, joka tarjoaa reaaliaikaisia säätietoja, on tärkeää ensin miettiä, miten käyttäjän syöte käsitellään. Tämä luku tarkastelee käyttäjän syötteen käsittelyä Angularin lomaketyökalujen avulla, erityisesti reaktiivisia lomakkeita ja niiden vuorovaikutusta RxJS:n ja Signalsin kanssa. Lomakkeet ovat keskeinen osa sovelluksen vuorovaikutusta, ja niiden oikea hallinta vaikuttaa suoraan käyttäjäkokemukseen.

Suunnittelun ja toteutuksen vuoropuhelu

On tärkeää, että UX-suunnittelu ohjaa toteutusta. Tämä tarkoittaa, että hyvän käyttäjäkokemuksen saavuttamiseksi ei riitä pelkästään visuaalinen suunnittelu, vaan myös tekninen toteutus tulee suunnitella niin, että se tukee käyttäjän tarpeita ja toiveita. Esimerkiksi Google-haku on visuaalisesti yksinkertainen, mutta sen taustalla on monimutkainen infrastruktuuri, joka mahdollistaa sen tehokkaan toiminnan. Tällainen yksinkertaisuus on usein paljon vaikeampaa saavuttaa kuin miltä se näyttää.

Reaktiiviset lomakkeet ja vuorovaikutteisuus

Angular tarjoaa kaksi pääasiallista lomaketyyppiä: reaktiiviset lomakkeet ja malli-pohjaiset lomakkeet. Reaktiiviset lomakkeet perustuvat siihen, että lomakkeen tila ja kenttien arvojen muutokset hallitaan koodissa, mikä mahdollistaa dynaamisen ja reaaliaikaisen vuorovaikutuksen käyttäjän kanssa. Tämä eroaa malli-pohjaisista lomakkeista, joissa lomake ja sen kentät määritellään HTML:ssä ja Angular huolehtii automaattisesti niiden validoinnista.

Reaktiiviset lomakkeet ovat erityisen hyödyllisiä, kun tarvitaan tarkkaa hallintaa kenttien arvoista ja niiden validoinnista. Näin voidaan toteuttaa esimerkiksi "hae kirjoittaessasi" -toiminto, joka reagoi käyttäjän syötteisiin reaaliajassa. Tällöin sovellus voi esimerkiksi ehdottaa hakutuloksia, validoida syötteen oikeellisuuden tai hakea tietoa ulkoisilta palveluilta.

RxJS ja Signals: Reaktiivisuus sovelluksen sydämessä

Signals, uudempi Angularin tarjoama työkalu, tarjoaa vaihtoehtoisen tavan reaktiivisten tietovirtojen käsittelyyn. Vaikka Signalsin perusperiaatteet ovat samankaltaisia kuin RxJS:n, se voi tarjota yksinkertaisemman ja suoraviivaisemman tavan hallita tilan muutoksia ja vuorovaikutuksia.

Käyttäjän syötteen käsittely ja GeoLocation

Sovelluksen kehittämisessä on olennaista lähestyä GeoLocationia lisäominaisuutena, joka parantaa sovelluksen käytettävyyttä, mutta ei ole sen toiminnan perusta. Sovelluksen tulee ensin tarjota hyvän käyttäjäkokemuksen perusominaisuudet, kuten kaupungin hakeminen ja säätietojen näyttäminen, ennen kuin lisätään kehittyneempiä toimintoja.

API-kutsujen ja tiedon yhdistäminen

On tärkeää huomioida, että API:iden käyttö ei ole aina yksinkertaista. Esimerkiksi OpenWeatherMapin ilmaisversio tarjoaa vain rajoitettuja pääsyjä, ja suuria datamääriä ei ole aina mahdollista ladata ilmaiseksi. Tässä tapauksessa on kehittäjän vastuulla suunnitella, miten sovellus voi käyttää rajallisia resursseja mahdollisimman tehokkaasti, kuten toteuttamalla palvelimelle oman rajapinnan, joka pyytää vain tarvittavat tiedot.

Tärkeitä huomioita

Kun rakennat sovellusta, muista, että käyttäjäkokemus on keskiössä. Sovelluksen pitää olla nopea, responsiivinen ja intuitiivinen, mutta sen takana oleva tekniikka ei saisi jäädä huomiotta. Hyvä suunnittelu ja tekninen toteutus kulkevat käsi kädessä, ja on tärkeää ymmärtää, että sovelluksen kehittäminen on jatkuva prosessi, jossa iteratiivinen kehitys ja käyttäjäpalautteen huomioiminen ovat avainasemassa.

Lopuksi, vaikka tekniset taidot ovat tärkeitä, käyttäjän näkökulman ymmärtäminen ja siihen mukautuminen on se, mikä erottaa hyvän sovelluksen huonosta.

Miten toteuttaa ja hallita JWT-pohjaista autentikointia Angular-sovelluksessa?

Autentikoinnin ja valtuutuksen hallinta on keskeinen osa modernien web-sovellusten turvallisuutta. Tässä esitellään käytännönläheinen tapa käsitellä JWT-tokenien asettamista, hakemista ja tyhjentämistä Angular-pohjaisessa AuthService-palvelussa. Tokenien hallinta tapahtuu paikallisessa välimuistissa, jolloin sovellus voi liittää ne automaattisesti jokaiseen API-kutsuun. Tämä mahdollistaa palvelimen puolella tapahtuvan käyttäjän autentikoinnin ja valtuutuksen vahvistamisen.

Autentikoinnin yhteydessä token asetetaan login-toiminnon aikana, jolloin aiemmin mahdollisesti tallennettu token tyhjennetään. Logout-toiminnossa token tyhjennetään tarvittaessa, ja autentikointitila päivitetään vastaavasti. Kaikki API-kutsut sisältävät JWT-tokenin otsikossaan, minkä ansiosta palvelin voi varmistaa käyttäjän oikeudet. Palvelimen tulee aina tarkistaa tokenin kelpoisuus ja lisäksi tarkistaa käyttäjän valtuutukset esimerkiksi tietokantakyselyllä, jotta varmistetaan pääsy vain niille resursseille, joihin käyttäjällä on oikeus.

Käytännön toteutuksessa voidaan hyödyntää in-memory -tyyppistä autentikointipalvelua, joka on tarkoitettu lähinnä kehityskäyttöön ja simulointiin. Tässä esimerkissä autentikointipalvelu luo ja allekirjoittaa feikki JWT-tokenin käyttäen erillistä kirjastoa, mikä mahdollistaa autentikoinnin testaamisen ilman oikeaa palvelinpuolen implementaatiota. Tämä toteutus ei sovellu tuotantokäyttöön, koska turvallisuusratkaisut ja tokenin luominen tulee hoitaa palvelimella.

InMemoryAuthService-luokassa autentikointiprosessi suoritetaan suoraan palvelussa ilman verkon yli tapahtuvaa pyyntöä. Tämä palvelu simuloi käyttäjän roolin määrityksen sähköpostiosoitteen perusteella ja palauttaa tokenin, joka sisältää tämän roolin sekä autentikointitilan. Todellisessa sovelluksessa autentikointipyyntö lähetetään palvelimelle, joka vastaa tokenilla. Tämä mahdollistaa esimerkiksi kolmannen osapuolen autentikointipalveluiden, kuten Firebase:n, käytön.

JWT-tokenin dekoodaus ja muuntaminen sovelluslogiikkaan sopivaan muotoon tehdään login-funktiossa, jolloin sovellus saa käyttöönsä tiedot käyttäjän tilasta ja roolista. Lisäksi voidaan määritellä oletuskäyttäjä, joka palautetaan esimerkiksi käyttäjätietojen hakemisessa.

Vaikka tokenien käsittely tapahtuu usein asiakkaan puolella UX:n parantamiseksi, todellinen turvallisuus syntyy aina palvelinpuolen tiukasta validoinnista. Tokenin perusteella tunnistetaan käyttäjä, mutta käyttöoikeuksien varmistaminen tehdään palvelinlogiikassa, joka estää tokenin väärinkäytön, esimerkiksi käyttämällä vanhentuneita tai väärennettyjä tunnuksia.

On tärkeää ymmärtää, että autentikointiratkaisut eivät ole pelkästään teknisiä komponentteja, vaan ne muodostavat perustan sovelluksen luotettavuudelle ja käyttäjäkokemukselle. Tokenien turvallinen käsittely, palvelinpuolen validointi ja käyttäjäoikeuksien tarkka hallinta ovat avainasemassa väärinkäytösten estämiseksi ja luottamuksen ylläpitämiseksi. Lisäksi käyttäjäystävälliset virheilmoitukset ja automaattiset uudelleenohjaukset parantavat sovelluksen käytettävyyttä ja vähentävät turhautumista.

Miten luoda elävää dokumentaatiota ja suunnitella API-rajapintoja GraphQL:n ja RESTin avulla?

Yksi tärkeimmistä hyödyistä, joita saamme, kun integroimme API-määrittelyn suoraan koodiin, on se, että kehittäjä tietää tarkalleen, miten palvelimen tulisi vastata /me GET -pyyntöön. Mikäli käyttäjä löytyy, palautamme User-objektin; jos ei, heitämme 401-virheen, joka noudattaa UnauthorizedError-objektin rakennetta. Käyttämällä automatisoituja työkaluja voimme edelleen luoda saman vuorovaikutteisen Swagger UI:n, kuten aiemmin käsiteltiin, jolloin testaajat ja kehittäjät voivat tutkia tai testata API:ta suoraan verkkoliittymästä.

API:n toteutuksen kehittyessä tämä asetelma tekee kehittäjille helpoksi pitää määrittely ajan tasalla. Kun se on helppoa, kaikki osapuolet motivoituvat pitämään Swagger UI:n toiminnassa, koska kaikki tiimin jäsenet hyötyvät siitä. Luomalla tällaisen positiivisen kierteen saavutamme elävän dokumentaation ihanteen. Yleensä alkuperäiset suunnitelmat vanhenevat ajan myötä, mutta sen sijaan voimme luoda automatisoidun ja vuorovaikutteisen ratkaisun, joka tuo jatkuvaa arvoa.

Tässä yhteydessä käytämme kahta apukirjastoa, jotka auttavat meitä integroimaan sisäänrakennetun määrittelyn koodipohjaan:

• swagger-jsdoc: Tämä mahdollistaa OpenAPI-määrittelyjen toteuttamisen suoraan relevantin koodin päälle käyttämällä @openapi-tunnistetta JSDoc-kommenttiblokissa, mikä tuottaa swagger.json-tiedoston tulosteen.

• swagger-ui-express: Tämä kuluttaa swagger.json-tiedoston ja näyttää vuorovaikutteisen Swagger UI -verkkoliittymän.

Swaggerin määrittely ja sen konfigurointi Express.js:n kanssa ovat yksinkertaisia. Tässä on tarvittavat riippuvuudet ja TypeScript-tiedot:

ruby
Copy code
$ npm i swagger-jsdoc swagger-ui-express
$ npm i -D @types/swagger-jsdoc @types/swagger-ui-express

Tarkastellaan docs-config.ts-tiedostoa, joka määrittää perus OpenAPI -määritelmän:

ts
Copy code
import * as swaggerJsdoc from 'swagger-jsdoc';

import { Options } from 'swagger-jsdoc';

import * as packageJson from '../package.json';

const options: Options = {
  swaggerDefinition: {
    openapi: '3.1.0',
    components: {},
    info: {
      title: packageJson.name,
      version: packageJson.version,
      description: packageJson.description,
    },
    servers: [
      { url: 'http://localhost:3000', description: 'Local environment' },

      { url: 'https://mystagingserver.com', description: 'Staging environment' },

      { url: 'https://myprodserver.com', description: 'Production environment' },
    ],
  },
  apis: ['**/models/*.js'],
};
export default app;

Vaikka määrittelyn integroiminen koodin yhteyteen helpottaa prosessia, kehittäjien täytyy silti varmistaa, että määrittely ja koodi vastaavat toisiaan. Tämä prosessi voidaan automatisoida, mukaan lukien TypeScript-pohjaisten API-handlerien luominen koodivirheiden estämiseksi. Yhteisön ylläpitämä luettelo korkealaatuisista ja moderneista työkaluista OpenAPI:lle löytyy osoitteesta openapi.tools.

Kun ymmärrämme, kuinka suunnitella REST-API ja luoda elävää dokumentaatiota sen ympärille, siirrymme tarkastelemaan GraphQL:ää, joka sisällyttää nämä ideat omaan perussuunnitteluunsa.

Täsmälleen oikean API-pinnan suunnittelu ei ole enää välttämätöntä optimaalisten tulosten saavuttamiseksi. Kokonaisvaltaisessa täysipinoisessa kehityksessä, kuten API-suunnittelussa, suurten tietoyksiköiden ympärille suunnittelu on keskeistä, ja tässä GraphQL loistaa. Sen tyyppijärjestelmä takaa, että API muotoillaan näiden suurten tietoyksiköiden ympärille, ja se tarjoaa selkeän sopimuksen frontendin ja backendin tiimien välillä. Tämä tyyppijärjestelmä, joka määritellään GraphQL-skemaassa, toimii sopimuksena, joka määrittelee haettavat tietotyypit ja saatavilla olevat toiminnot.

Frontend-kehittäjille GraphQL API:hin sukeltaminen voi olla virkistävä kokemus. GraphQL:n introspektiivinen luonne tarkoittaa, että skeemaa voidaan kysyä itseltään saadaksesi lisätietoja. Tämä itseasiassa dokumentoiva ominaisuus varmistaa, että kehittäjillä on aina ajantasainen viite, jolloin erillistä manuaalisesti ylläpidettävää dokumentaatiota ei tarvita. Tämä on erityisen hyödyllistä ketterissä tiimeissä yritysympäristöissä, joissa dokumentaation odottaminen ei ole aina mahdollista.

GraphQL Playground tai GraphiQL interaktiiviset ympäristöt tarjoavat kehittäjille mahdollisuuden testata ja tutkia GraphQL-kyselyjä reaaliajassa. Aivan kuten Swagger UI OpenAPI:lle, nämä työkalut tarjoavat välitöntä palautetta, jolloin kehittäjät voivat ymmärtää API:n rakenteen, tyypit ja toiminnot. Tämä käytännön lähestymistapa vähentää oppimiskäyrää ja edistää syvempää ymmärrystä API:n kyvyistä.

Kun suunnittelemme GraphQL API:ta suurten tietoyksiköiden ympärille, meidän tulee varmistaa, että se vastaa router-first-arkkitehtuurin ja muiden parhaiden käytäntöjen periaatteita.

Endtext

Miten jatkuva integraatio ja GitHub Flow varmistavat laadukkaan ohjelmistokehityksen?

Jatkuva integraatio (CI) on keskeinen käytäntö nykyaikaisessa ohjelmistokehityksessä, jonka tavoitteena on estää viallisten koodimuutosten pääsy tuotantoon. Tämä saavutetaan automatisoimalla testien suoritus aina, kun koodiin tehdään muutoksia. Testit voidaan ajaa paikallisesti kehitysympäristössä, kuten Cypressilla Angular-sovelluksissa, mutta tärkeintä on CI-ympäristöjen hyödyntäminen, jotka käynnistävät testit automaattisesti esimerkiksi CircleCI:n kautta. CircleCI tarjoaa valmiita ympäristöjä ja joustavia ratkaisuja niin aloittelijoille kuin kokeneille kehittäjille, mahdollistaen testiautomaation suorittamisen konttiteknologian avulla. Näin testiprosessi skaalautuu projektin ja tiimin tarpeiden mukaan.

GitHub Flow on kevyt, haarapohjainen työtapa, joka tukee jatkuvaa julkaisemista ja laadunvarmistusta. Se määrittelee selkeät vaiheet: uuden haaran luominen bugikorjauksille tai ominaisuuksille, toistuvat commitit, pull requestin luominen, koodin tarkastus ja keskustelu, testaus ja lopuksi muutosten yhdistäminen päähaaraan. Tämä prosessi luo kontrollipisteitä, jotka estävät rikkoutuneen koodin pääsyn päähaaraan ja siten tuotantoon. Päähaaran suojaus GitHubissa estää suorat pushit, vaatii vähintään yhden hyväksyvän arvion, sekä onnistuneet tilatarkistukset ennen yhdistämistä.

Jatkuvan integraation käyttöönotto vaatii konfiguraatiotiedoston, esimerkiksi CircleCI:n tapauksessa .circleci/config.yml -tiedoston, jossa määritellään riippuvuuksien asennus, koodin linttaus, rakentaminen, testaus ja raporttien tallennus. Kun tämä on tehty, jokainen koodimuutos käynnistää automaattisesti koko pipeline-prosessin, jonka tulokset näkyvät pull requestissa. Mikäli testit epäonnistuvat, muutoksia ei voi yhdistää, mikä pakottaa korjaamaan virheet heti.

Tämä lähestymistapa ei pelkästään paranna ohjelmiston laatua, vaan myös lisää tiimin tuottavuutta ja luottamusta koodiin. Se mahdollistaa nopeammat julkaisusyklit ja varmistaa, että tuotantoon päätyy vain testattu ja hyväksytty koodi. Lisäksi tämä toimintamalli tukee tiimityötä, sillä koodin tarkastukset ja keskustelut parantavat tiedon jakamista ja yhteisymmärrystä.

Endtext