node.js

Was ist node.js?

Node.js ist eine JavaScript-Laufzeitumgebung, die auf der V8-JavaScript-Engine von Chrome aufbaut. Als RunTime-Environment für JavaScript ist Node somit auch kein Framework.

So lässt sich mit Node.js JavaScript-Code serverseitig ausführen. Dadurch können Backend und Frontend besser zusammenarbeiten, da nicht mehrere Programmiersprachen miteinander kommunizieren müssen. Node wurde auf diese Weise eine beliebte Alternative zu PHP oder Ruby. Für Full-Stack Entwickler*innen ist es damit auch effizienter, sowohl Frontend- als auch Backend-Code in derselben Programmiersprache zu verfassen.

Node.js macht es damit möglich JavaScript, welches sonst ausschließlich im Browser ausgeführt wird, auch auf dem Server auszuführen.

Zudem basiert Node.js auf einem asynchronen Softwarearchitektur-Modell und es stehen eine Vielzahl von Node-Packages/Libraries zur Verfügung.

Node.js – Laufzeitumgebung für JavaScript

Video zu node.js – YouTube Tutorial zur JavaScript-Laufzeitumgebung node.js

In diesem Video befassen wir uns mit node.js.

Du erfährst was node.js ist und was es mit JavaScript zu leisten vermag! Bei der Entwicklung einer coolen WebApp werden Dich diese beiden JavaScript Technologien definitiv unterstützen.

Node.js ist eine leistungsstarke JavaScript-Laufzeitumgebung, die es uns ermöglicht, JavaScript-Code außerhalb des Browsers auszuführen. Das bedeutet, dass wir nicht länger auf den Browser beschränkt sind und JavaScript auch auf Servern verwenden können.

Dadurch eröffnen sich Dir völlig neue Möglichkeiten für die Webentwicklung, da wir jetzt auch serverseitige Anwendungen mit JavaScript erstellen können. Nuxt.js und Node.js bilden zusammen ein unschlagbares Duo, das die Effizienz und Performance unserer Webentwicklung auf ein neues Level hebt. Sei es serverseitiges Rendern oder das nahtlose Zusammenspiel mit der Client-Seite, diese JavaScript Technologien bieten uns für die Entwicklung einer WebApp zahlreiche Vorteile.

Warum gibt es node js?

Als asynchrone, ereignisgesteuerte JavaScript-Laufzeitumgebung ist Node.js für die Erstellung skalierbarer Netzwerk-Anwendungen konzipiert.

node js kann unzählige Netzwerkverbindungen gleichzeitig managen

Dabei beherrscht das von vielen Softwareentwickler*innen eingesetzte Werkzeug die Fähigkeit zum Parallelisieren einer Vielzahl unterschiedlicher Netzwerk-Verbindungen, kann diese also gleichzeitig behandeln.

Bei jeder Verbindung wird der Callback ausgelöst, aber wenn keine Arbeit zu erledigen ist, schläft Node.js.

Vorteile & Ziele node.js zu nutzen

• sehr schnelles Prototyping von MVP

• API-basierte Input-/Output Verarbeitung

• keine Dead-Locks von Prozessen

• skalierbare Systeme / Netzwerk-Anwendungen

Wie vermeidet node.js Dead-Locks?

node.js bietet ein gegensätzliches Concurrency model, als solche wie die Thread-basierten aktueller Betriebssysteme. Thread-basierte Netzwerk-Anwendungen sind relativ ineffektiv und sehr kompliziert in der Handhabung. Darüber hinaus sind Anwender von Node.js frei von der Sorge dead-locks von Prozessen, denn es gibt in node.js keinerlei locks. Nahezu jede Function in Node.js führt direkte API-basierte Input/Output-Verarbeitung (I/O) aus, so dass zu keinem Zeitpunkt jemals ein Prozess blockiert sein kann.

Wann blockieren node.js Anwendungen?

Eine node.js Anwendung ist dann blockiert, wenn die Ausführung von zusätzlichem JavaScript im Node.js-Prozess warten muss, bis eine Nicht-JavaScript-Operation abgeschlossen ist. Dies geschieht, weil die Ereignisschleife nicht in der Lage ist, die Ausführung von JavaScript fortzusetzen, während eine blockierende Operation stattfindet.

So kannst Du die Performance mit node.js gezielt steigern

In Node.js wird JavaScript, das eine schlechte Leistung aufweist, weil es nicht auf eine Nicht-JavaScript-Operation wartet und somit besonders CPU-intensiv ist (z. B. E/A), in der Regel nicht als Blockierung bezeichnet. Synchrone Methoden in der Node.js-Standardbibliothek, die libuv verwenden, sind die am häufigsten verwendeten Blockierungsoperationen. Native Module können auch Blockierungsmethoden haben.

Alle E/A-Methoden in der Node.js-Standardbibliothek bieten asynchrone Versionen, die nicht blockierend sind und Callback-Funktionen akzeptieren. Einige Methoden haben auch blockierende Gegenstücke, die Namen haben, die auf Sync enden.

Durch diese architektonischen Eigenschaften lassen sich mit node.js leicht skalierbare Systeme erstellen. Eine Übersicht der Blocking und non-blocking Einschaften von node.js gibt es hier.

Wofür kann ich node.js verwenden?

• Frontend Applikationen
  • Web-Frontend
  • Progressive Web Apps
  • Mobile Apps
• Backend Anwendungen
• Chat Anwendungen – hier eignet sich node als JavaScript Anwendung hervorragend dazu um den gleichzeitigen Zugriff auf die Chat-App einer Vielzahl von Anwendern zu managen
• Echtzeit Verarbeitung von Netzwerk Streams – sobald eine größere Anzahl von Nutzern gleichzeitig auf eine Anwendung zugreift und Änderungen in dieser Anwendung auch allen Nutzern angezeigt werden sollen, bietet die Laufzeitumgebung Vorteile
• Streaming – Das Handling großer Datenmengen beim Streaming ist eine Anforderung, die Netflix unter anderem mit node.js löst um die Performance für seine Streams zu optimieren

Was spricht für die node.js Implementierung?

Entwickler*innen profitieren von bereits vorhandenem Wissen zu JavaScript. Node ist leicht erweiterbar, und die Integration wird direkt durch Paketmanager wie NPM und YARN unterstützt. Frontend-Entwickler*innen können so  ihr Javascript-Wissen nutzen, um mit Node.js schnell und einfach serverseitigen Code zu erstellen.

Dabei bleibt Node eine leichte Anwendung, die schnell reagiert und mit der Du sehr schnell eine gute API-Lösung realisieren kannst.

Die Fehlermanagement bei Node ist leicht verständlich und ermöglichen eine schnelle Fehlerbeseitigung. Durch die  Grundsprache Javascript ist es erlaubt freie Variablen zu deklarieren. Diese Node-Eigenschaft erleichtert dann den Austausch mit allen Javascript-Frameworks und JS-Libraries in Backend und Frontend.

In wenigen Zeilen Code kannst Du eine Backend-Anwendung bauen, welche Daten für ein Frontend bereitstellt. Dies ist über die Fetch API sehr einfach möglich. Axios ist beispielsweise eine Alternative zu node um das Data Fetching, also das Einbinden von  aus beliebigen Datenquellen einfacher zu gestalten.

Node ist aber eine echte Verbesserung zu vorherigen Technologien wie PHP um moderne Backends und APIs zu realisieren. Es lässt sich einfacher und schneller implementieren und nutzt dabei die gleiche Sprache wie die Webfrontends.

Node hat eine sehr aktive und breite Community ist sehr flexibel und für unterschiedliche Use Cases einsetzbar. Vor allem ist es Open Source.

Im Vergleich zu kompilierten Backendsprachen ist node relativ langsam. Bei großen Anwendungen ziehen viele Projekte daher Alternativen wie Kotlin oder Ruby vor.

Vorteile von Node.js für Echtzeit-Anwendungen

Node.js ist besonders geeignet für Echtzeit-Anwendungen, die viele gleichzeitige Verbindungen erfordern, wie z. B.:

• Chat-Anwendungen: Node.js kann mehrere Benutzer gleichzeitig verbinden und Nachrichten in Echtzeit bereitstellen.
• Echtzeit-Collaboration-Tools: Tools, bei denen Nutzer*innen gleichzeitig an einem Dokument arbeiten, profitieren von der hohen Skalierbarkeit.
• Gaming-Server: Node.js ermöglicht die Erstellung von Online-Spielen, bei denen viele Benutzer gleichzeitig interagieren. Durch seine asynchrone Architektur ist Node.js ideal für diese Anwendungsfälle und bietet eine schnelle und reibungslose Benutzererfahrung.

Node.js und das Event-Driven Programming Model

Das Event-Driven Programming Model ist eine der Kernkomponenten von Node.js, die seine Effizienz steigert:

• Asynchrone Verarbeitung: Node.js verwendet Callbacks, die es ermöglichen, Aufgaben auszuführen, ohne auf den Abschluss anderer Prozesse warten zu müssen.
• Kein Blockieren durch Dead-Locks: Im Gegensatz zu Thread-basierten Systemen entstehen in Node.js keine Dead-Locks, was die Zuverlässigkeit und Stabilität der Anwendungen erhöht.
• Effiziente Ressourcennutzung: Ressourcen werden nur verwendet, wenn wirklich Arbeit zu erledigen ist, was die Serverauslastung verringert. Das Event-Driven Model ermöglicht es Node.js, Anwendungen mit hohen Anforderungen an Parallelität und Performance effizient zu unterstützen.

Node.js als Full-Stack-Lösung

Node.js bietet Full-Stack-Entwickler*innen die Möglichkeit, sowohl Backend- als auch Frontend-Code in derselben Sprache (JavaScript) zu schreiben:

• Einheitliche Sprache: JavaScript im Backend und Frontend vereinfacht die Codebasis und fördert eine schnelle Entwicklung.
• NPM und Yarn: Node.js nutzt Paketmanager, die eine Vielzahl von Bibliotheken und Modulen bereitstellen und die Entwicklung beschleunigen.
• Leichte API-Erstellung: APIs lassen sich in Node.js einfach und schnell erstellen, was die Interoperabilität zwischen verschiedenen Anwendungen verbessert. Diese Vorteile machen Node.js zu einer beliebten Wahl für Full-Stack-Entwickler*innen, die eine konsistente und effiziente Entwicklungsumgebung suchen.