Backend Development: Od Základů k Microservices

Backend development je páteří každé moderní webové aplikace. Zatímco frontend se stará o vizuální stránku a uživatelskou zkušenost, backend zajišťuje logiku, ukládání dat, bezpečnost a veškeré operace na straně serveru. Pojďme prozkoumat moderní backend technologie a best practices.

1. Volba Programovacího Jazyka

Node.js & TypeScript

Node.js revolucionizoval backend development tím, že umožnil používat JavaScript i na serveru. TypeScript pak přidává typovou bezpečnost, která výrazně snižuje počet runtime chyb.

Python

Python s frameworky jako Django nebo FastAPI je výborná volba pro rapid development. Jeho čistá syntaxe a široká podpora pro data science a machine learning z něj dělá univerzální nástroj.

Go (Golang)

Go nabízí výkon blízký C++ s jednoduchostí Pythonu. Je ideální pro microservices, díky nativní podpoře concurrency a rychlé kompilaci.

2. Frameworky a Knihovny

Express.js

Express je minimalistický a flexibilní Node.js framework. Jeho middleware systém umožňuje snadné přidávání funkcionalit:

import express from 'express'
import cors from 'cors'
import helmet from 'helmet'

const app = express()

// Middleware
app.use(express.json())
app.use(cors())
app.use(helmet())

// Routes
app.get('/api/users', async (req, res) => {
  try {
    const users = await User.findAll()
    res.json(users)
  } catch (error) {
    res.status(500).json({ error: 'Server error' })
  }
})

app.listen(3000)

NestJS

NestJS přináší strukturu a TypeScript-first přístup. Je inspirován Angularem a nabízí dependency injection, moduly a dekorátory. Ideální pro větší enterprise projekty.

FastAPI (Python)

FastAPI je moderní Python framework s automatickou dokumentací API, validací dat pomocí Pydantic a vysokým výkonem díky asynchronní podpoře.

3. Databáze

SQL Databáze

PostgreSQL je král relačních databází. Nabízí pokročilé funkce jako JSONB, full-text search a geospatial data.

-- Pokročilé PostgreSQL dotazy
SELECT 
  u.name,
  COUNT(o.id) as order_count,
  SUM(o.total) as total_spent
FROM users u
LEFT JOIN orders o ON u.id = o.user_id
WHERE u.created_at > NOW() - INTERVAL '30 days'
GROUP BY u.id
HAVING COUNT(o.id) > 5
ORDER BY total_spent DESC;

NoSQL Databáze

MongoDB je flexibilní document database, ideální pro:

• Rychlý vývoj s měnícím se schématem
• Horizontální škálování
• Ukládání komplexních nested objektů
• Real-time aplikace

Redis

In-memory databáze perfektní pro caching, session storage a message queues. Redis výrazně zrychlí vaši aplikaci.

4. RESTful API Design

Dobře navržené API je základ úspěšné aplikace:

HTTP Status Codes

• 200 OK - Úspěšný požadavek
• 201 Created - Úspěšně vytvořeno
• 400 Bad Request - Špatný formát požadavku
• 401 Unauthorized - Nevěřifiko
• 403 Forbidden - Nemáte oprávnění
• 404 Not Found - Nenalezeno
• 500 Internal Server Error - Chyba serveru

5. GraphQL

GraphQL je alternativa k REST, která umožňuje klientům přesně specifikovat, jaká data potřebují:

query GetUserWithPosts {
  user(id: "123") {
    name
    email
    posts {
      title
      createdAt
      comments {
        text
        author {
          name
        }
      }
    }
  }
}

Výhody GraphQL

• Žádné over-fetching nebo under-fetching dat
• Strongly typed schema
• Pouze jeden endpoint
• Introspection a dokumentace zdarma

6. Autentizace a Autorizace

JWT (JSON Web Tokens)

JWT je standard pro bezpečný přenos informací mezi stranami. Skládá se ze tří částí: header, payload a signature.

import jwt from 'jsonwebtoken'

// Generování tokenu
const token = jwt.sign(
  { userId: user.id, role: user.role },
  process.env.JWT_SECRET,
  { expiresIn: '7d' }
)

// Verifikace tokenu
const decoded = jwt.verify(token, process.env.JWT_SECRET)

OAuth 2.0

OAuth umožňuje uživatelům autorizovat vaši aplikaci přístup k jejich datům na jiných službách (Google, GitHub, Facebook) bez sdílení hesla.

7. Bezpečnost

8. Caching Strategie

Caching může výrazně zlepšit výkon:

• In-Memory Caching - Redis, Memcached
• CDN Caching - Cloudflare, AWS CloudFront
• Application-Level Caching - Memoizace, query caching
• HTTP Caching - ETag, Cache-Control headers

9. Microservices vs Monolith

Monolitická Architektura

Pro menší projekty je monolith často lepší volba. Jednodušší deployment, jednodušší debugging a nižší provozní náklady.

Microservices

Pro velké týmy a komplexní aplikace nabízejí:

• Nezávislé nasazování jednotlivých služeb
• Technologická svoboda pro každou službu
• Lepší škálovatelnost
• Izolace chyb

10. Message Queues

Pro asynchronní zpracování úloh používejte message queues jako RabbitMQ, Apache Kafka nebo AWS SQS. Ideální pro:

• Email notifikace
• Generování reportů
• Zpracování obrázků/videí
• Background joby

11. Monitoring a Logging

Nástroje: Datadog, New Relic, ELK Stack, Prometheus + Grafana

12. Testing

• Unit Tests - Testování jednotlivých funkcí (Jest, Vitest)
• Integration Tests - Testování spolupráce komponent
• End-to-End Tests - Testování celého flow (Playwright)
• Load Testing - Testování pod zátěží (k6, Artillery)

Závěr

Backend development je rozsáhlé pole vyžadující znalosti z mnoha oblastí – od databází přes bezpečnost až po distribuované systémy. Klíčem k úspěchu je:

• Začít s pevnými základy
• Vybrat správné nástroje pro daný problém
• Myslet na bezpečnost od začátku
• Testovat důkladně
• Monitorovat v produkci