Die Serverwelt von Node.js

Von Manuel Rauber

Seit Jahren wird JavaScript auf dem Client, also im Browser, eingesetzt. Mit Node.js ist nun auch eine Ausführung auf der Serverseite möglich. Manuel Rauber führt in diesem shortcut zunächst allgemein in Node.js und seine grundlegenden Tools ein. Außerdem zeigt er, wie man einen kleinen Taschenrechner entwickelt, der sich über die Kommandozeile steuern lässt. Kapitel 3 und 4 widmen sich dem Entwickeln eines Web-APIs und der Persistenz von Daten.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: entwickler.press
• Erscheinungsdatum: 30. Aug. 2016
• ISBN: 9783868027402

Buchvorschau

GmbH

1 JavaScript als alternative Möglichkeit der Backend-Entwicklung

Mit dem Wort JavaScript verbinden viele Entwickler die typische jQuery-Syntax $(...) und immer noch Spaghetticode. Der war früher an der Tagesordnung, und am Ende des Arbeitstags hatte man eine Sache gewiss: große, nicht überschaubare Dateien mit vielen Zeilen Code. Gut, dass das für unseren JavaScript-Interpreter im Browser keine Rolle spielt. Aber wie sieht das auf dem Server aus? Seit Node.js ist JavaScript auch auf dem Server nutzbar, sodass moderne Applikationen wie Web-APIs mit Datenbankzugriff und Token Authentication entwickelt werden können. Das beste daran? Ohne Spaghetticode.

Seit Jahren wird JavaScript auf dem Client, sprich im Browser, eingesetzt. Erste, anfänglich kleine Schritte, wurden meist mit dem Aus- oder Einblenden von Elementen auf einer Webseite gemacht. Hatte sich dieses Wissen gefestigt, ging man dazu über, mit Asynchronous JavaScript and XML (Ajax) dynamisch Webseiten zu entwickeln und Daten on the fly nachzuladen, anstatt die Webseite erneut über einen Server auszuliefern. Heutzutage werden Enterprise-Business-Anwendungen als Single Page Applications (SPA) mit modernen Frameworks wie Angular 2 oder React entwickelt, die vollständig auf dem Client ablaufen und nur noch benötigte Daten über eine leichtgewichtige und Use-Case-optimierte HTTPS-Schnittstelle nachladen.

Als .NET-Entwickler hat man beim Stichwort HTTPS-Schnittstelle sicher moderne Technologien wie ASP.NET Web API oder ASP.NET Core 1.0 MVC vor Augen – grundsolide und erprobte Technologien, die seit Jahren im Einsatz sind oder es sein werden. Mit C# oder wahlweise VB.NET werden Server entwickelt, die eine HTTPS-basierte Schnittstelle bereitstellen, die von einem JavaScript-Client oder beliebigen anderen Clienttechnologien konsumiert werden können. Wenn Sie bisher in der Rolle des JavaScript-Entwicklers waren, sind Sie bestens für die Entwicklung auf der Clientseite gerüstet. Doch wenn Sie in Richtung Server blicken, haben Sie sicher bemerkt, dass Sie sich in andere Technologien einarbeiten müssen, bisher jedenfalls.

Serverseitiges JavaScript

Mit Node.js [1] kann JavaScript nun auch auf der Serverseite ausgeführt werden. Node.js ist eine JavaScript-Runtime, die auf Google Chromes V8 JavaScript Engine (V8) aufbaut. Das bedeutet, dass alles auf der Serverseite genutzt werden kann, was der Browser Chrome an JavaScript versteht. Da Node.js eine Cross-Plattform-Anwendung ist, kann es auf Windows, Linux und Mac OS X genutzt werden. Durch die stetige Weiterentwicklung von Node.js wird auch immer wieder eine aktuelle Version von V8 integriert.

Zum Redaktionsschluss waren die Versionen 4.4.0 und 5.8.0 die jeweils aktuellsten von Node.js. Gerade Major-Versionsnummern bezeichnen eine Long-Term-Support-(LTS-)Version von Node.js, während eine ungerade Major-Versionsnummer die jeweils aktuellste stabile Entwicklungsversion darstellt. In LTS-Versionen werden keine neuen Features integriert, aber Bug Fixes und Sicherheitsupdates eingespielt. Sie richten sich damit speziell an Unternehmen, die eine auf längere Zeit stabile Version von Node.js im Produktionsumfeld benötigen. Node.js 4.4.0 integriert dabei V8 in Version 4.5 (was auch Chrome 45 entspricht), während Node.js 5.9.0 die Version 4.6 integriert.

Seitens Microsoft gibt es die Bestrebung, ChakraCore als alternative Runtime in Node.js zur Verfügung zu stellen. ChakraCore ist die Microsoft-eigene JavaScript-Engine, die für den neuen Browser Edge entwickelt wurde.

Im Jahr 2015 wurde die Node.js Foundation gegründet, die es sich unter anderem zur Aufgabe gemacht hat, die Weiterentwicklung von Node.js voranzutreiben. Als Mitglieder gehören ihr zum Beispiel Microsoft, PayPal oder Intel an. Ähnlich wie die Apache Foundation nimmt die Node.js Foundation Communityprojekte auf, um deren Weiterentwicklung zu stärken.

Event Loop

Die Stärken von Node.js liegen in einem asynchronen, eventbasierten I/O-API, also der Anbindung von externen Ressourcen. Dazu zählen Ressourcen wie das Dateisystem, Netzwerke oder Datenbanken. Dafür stellt Node.js eine Single-threaded-Architektur zur Verfügung. Das bedeutet, dass zu jedem Zeitpunkt innerhalb einer Node.js-Anwendung nur ein Thread zur Bearbeitung zur Verfügung steht. Diese Architektur wurde bewusst gewählt, da Multi-Threading einen besonderen Anspruch an die Anwendungsentwickler stellt. In einer Multi-threaded-Umgebung müssen wir uns speziell um die Threadsicherheit, also den koordinierten Zugriff auf eine Ressource mit parallelen Threads, kümmern. Auch die Fehlersuche wird in solch einer Umgebung erschwert. Der Architekturansatz von Node.js hilft uns dabei, dass wir uns um solche Themen keine Gedanken machen müssen.

Abbildung 1.1: Node.js Event Loop (frei nach einer Illustration von Ilya Petrov [2])

Um das erwähnte asynchrone I/O-API zur Verfügung zu stellen, bildet der Event Loop von Node.js das Herzstück (Abbildung 1.1).