Marco de trabajo web

Muchos frameworks siguen el patrón arquitectónico MVC para separar el modelo de datos en reglas de negocio (el "controlador") y la interfaz de usuario (la "vista"). Esto se considera una buena práctica, ya que modulariza el código , fomenta su reutilización y permite la aplicación de múltiples interfaces. En las aplicaciones web, esto permite presentar diferentes vistas, por ejemplo, mostrando páginas web distintas para navegadores móviles y de escritorio, o proporcionando interfaces de servicios web legibles por máquina .

En la organización de tres niveles , las aplicaciones se estructuran en torno a tres niveles físicos: cliente, aplicación y base de datos. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} La base de datos suele ser un SGBD relacional . La aplicación contiene la lógica de negocio, se ejecuta en un servidor y se comunica con el cliente mediante HTTP . ^{[ 10 ]} El cliente en las aplicaciones web es un navegador web que ejecuta HTML generado por la capa de aplicación. ^{[ 11 ] [ 12 ]} El término no debe confundirse con MVC, donde, a diferencia de la arquitectura de tres niveles, se considera una buena práctica mantener la lógica de negocio alejada del controlador, la "capa intermedia". ^{[ 13 ] [ 14 ]}

Los frameworks web deben funcionar de acuerdo con las reglas arquitectónicas de los navegadores y protocolos como HTTP , que es sin estado . Las páginas web son servidas por un servidor y luego pueden ser modificadas por el navegador mediante JavaScript . Ambos enfoques tienen sus ventajas y desventajas.

Los cambios de página del lado del servidor generalmente requieren que la página se actualice, pero permiten usar cualquier lenguaje y aprovechar una mayor potencia de procesamiento. Los cambios del lado del cliente permiten actualizar la página en pequeños fragmentos, lo que se asemeja a una aplicación de escritorio, pero se limitan a JavaScript y se ejecutan en el navegador del usuario, que puede tener una potencia de procesamiento limitada. Generalmente se utiliza una combinación de ambos. ^{[ 16 ]} Las aplicaciones que hacen un uso intensivo de JavaScript y solo actualizan partes de la página se denominan aplicaciones de una sola página y suelen utilizar un marco de trabajo web JavaScript del lado del cliente para organizar el código.

Los frameworks de aplicaciones web basados ​​en JavaScript, como React y Vue, ofrecen amplias capacidades, pero también conllevan ciertas desventajas. Estos frameworks suelen extender o mejorar las funcionalidades disponibles a través de tecnologías web nativas, como el enrutamiento, el desarrollo basado en componentes y la gestión del estado. Si bien los estándares web nativos, incluidos los Web Components, las API modernas de JavaScript como Fetch y los módulos ES, y las capacidades del navegador como Shadow DOM, han avanzado significativamente, los frameworks siguen siendo ampliamente utilizados por su capacidad para mejorar la productividad de los desarrolladores, ofrecer patrones estructurados para aplicaciones a gran escala, simplificar el manejo de casos límite y proporcionar herramientas para la optimización del rendimiento. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

Los frameworks pueden introducir capas de abstracción que pueden contribuir a una sobrecarga de rendimiento, tamaños de paquete mayores y una mayor complejidad. Los frameworks modernos, como React 18 y Vue 3, abordan estos desafíos con características como la renderización concurrente, la eliminación de código muerto (tree-shaking) y la hidratación selectiva. Si bien estos avances mejoran la eficiencia de la renderización y la gestión de recursos, sus beneficios dependen de la aplicación específica y del contexto de implementación. Los frameworks ligeros, como Svelte y Preact, adoptan diferentes enfoques arquitectónicos: Svelte elimina por completo el DOM virtual a favor de compilar componentes a código JavaScript eficiente, y Preact ofrece una alternativa mínima y compatible a React. La elección del framework depende de los requisitos de la aplicación, incluyendo la experiencia del equipo, los objetivos de rendimiento y las prioridades de desarrollo. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

Una nueva categoría de frameworks web, que incluye enhance.dev, Astro y Fresh, aprovecha los estándares web nativos al tiempo que minimiza las abstracciones y las herramientas de desarrollo. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} Estas soluciones enfatizan la mejora progresiva , la renderización del lado del servidor y la optimización del rendimiento. Astro renderiza HTML estático por defecto, hidratando solo las partes interactivas. Fresh se centra en la renderización del lado del servidor con cero sobrecarga en tiempo de ejecución. Enhance.dev prioriza los patrones de mejora progresiva mediante Web Components. Si bien estas herramientas reducen la dependencia de JavaScript del lado del cliente al trasladar la lógica a la ejecución en tiempo de compilación o del lado del servidor, aún utilizan JavaScript cuando es necesario para la interactividad. Este enfoque las hace particularmente adecuadas para aplicaciones críticas en cuanto al rendimiento y centradas en el contenido. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

El almacenamiento en caché web consiste en guardar documentos web para reducir el consumo de ancho de banda , la carga del servidor y la latencia percibida . Una caché web guarda copias de los documentos que la atraviesan; las solicitudes posteriores pueden ser atendidas desde la caché si se cumplen ciertas condiciones. Algunos marcos de trabajo de aplicaciones proporcionan mecanismos para almacenar documentos en caché y omitir diversas etapas de la preparación de la página, como el acceso a la base de datos o la interpretación de plantillas.

Algunos frameworks web incluyen sistemas de autenticación y autorización que permiten al servidor web identificar a los usuarios de la aplicación y restringir el acceso a las funciones según criterios definidos. Drupal es un ejemplo que ofrece acceso a las páginas basado en roles y proporciona una interfaz web para crear usuarios y asignarles roles.

Muchos frameworks web crean una API unificada para un backend de base de datos, lo que permite que las aplicaciones web trabajen con diversas bases de datos sin necesidad de modificar el código y facilita a los programadores el trabajo con conceptos de nivel superior. Además, algunos frameworks orientados a objetos incluyen herramientas de mapeo para proporcionar mapeo objeto-relacional , que asigna objetos a tuplas . ^{[ 26 ]}

Algunos frameworks minimizan la configuración de las aplicaciones web mediante el uso de introspección y/o siguiendo convenciones bien conocidas. Por ejemplo, muchos frameworks de Java utilizan Hibernate como capa de persistencia, que puede generar un esquema de base de datos en tiempo de ejecución capaz de persistir la información necesaria. Esto permite al diseñador de la aplicación diseñar objetos de negocio sin necesidad de definir explícitamente un esquema de base de datos. Frameworks como Ruby on Rails también pueden funcionar a la inversa, es decir, definir propiedades de objetos de modelo en tiempo de ejecución basándose en un esquema de base de datos. ^{[ 26 ]}

Otras características que pueden proporcionar los marcos web incluyen soporte transaccional ^{[ 27 ]} y herramientas de migración de bases de datos . ^{[ 26 ]}

El mecanismo de mapeo o enrutamiento de URL de un framework es el que utiliza para interpretar las URL. Algunos frameworks, como Drupal y Django, comparan la URL proporcionada con patrones predeterminados mediante expresiones regulares , mientras que otros emplean técnicas de reescritura para convertirla en una URL que el motor subyacente pueda reconocer. Otra técnica es el recorrido de grafos, como el que utiliza Zope , donde una URL se descompone en pasos que recorren un grafo de objetos (de modelos y vistas).

Un sistema de mapeo de URL que utiliza la coincidencia de patrones o la reescritura para enrutar y gestionar las solicitudes permite usar URL más cortas y amigables , lo que aumenta la simplicidad del sitio y facilita una mejor indexación por parte de los motores de búsqueda. Por ejemplo, una URL que termina en "/page.cgi?cat=science&topic=physics" podría cambiarse simplemente a "/page/science/physics". Esto hace que la URL sea más fácil de recordar, leer y escribir, y proporciona a los motores de búsqueda mejor información sobre la estructura del sitio. Un enfoque de recorrido de grafos también suele dar como resultado la creación de URL amigables. Una URL más corta como "/page/science" suele existir por defecto, ya que es simplemente una forma abreviada del recorrido más largo a "/page/science/physics".

Ajax , acrónimo de " Asynchronous JavaScript and XML " (JavaScript y XML asíncronos), es una técnica de desarrollo web para crear aplicaciones web. Su objetivo es lograr que las páginas web respondan mejor mediante el intercambio de pequeñas cantidades de datos con el servidor en segundo plano, de modo que no sea necesario recargar la página completa cada vez que el usuario solicite un cambio. Esto busca aumentar la interactividad, la velocidad, la facilidad de mantenimiento y la usabilidad de una página web . ^{[ 28 ]}

Debido a la complejidad de la programación Ajax en JavaScript, existen numerosos frameworks dedicados exclusivamente a su soporte. Algunos incluso están integrados en frameworks más amplios. Por ejemplo, la biblioteca jQuery de JavaScript está incluida en Ruby on Rails.

Con el creciente interés en el desarrollo de aplicaciones web enriquecidas " Web 2.0 " , la complejidad de programar directamente en Ajax y JavaScript se ha vuelto tan evidente que la tecnología de compiladores ha intervenido para permitir a los desarrolladores programar en lenguajes de alto nivel como Java, Python y Ruby. El primero de estos compiladores fue Morfik , seguido de Google Web Toolkit , y tiempo después aparecieron versiones para Python y Ruby, como Pyjs y RubyJS. Estos compiladores y sus bibliotecas de widgets asociadas hacen que el desarrollo de aplicaciones Ajax multimedia enriquecidas sea mucho más similar al desarrollo de aplicaciones de escritorio.

Algunos frameworks proporcionan herramientas para crear y ofrecer servicios web. Estas utilidades pueden ofrecer herramientas similares a las del resto de la aplicación web. ^{[ 29 ]}

Varios marcos de trabajo RESTful Web 2.0 más recientes ahora proporcionan una infraestructura de arquitectura orientada a recursos (ROA) para construir colecciones de recursos en una especie de ontología de la Web Semántica , basada en conceptos del Marco de Descripción de Recursos (RDF).