Einführung in ExpressJS: Ein umfassender Überblick
ExpressJS ist ein schlankes und vielseitiges Web-Framework für Node.js, das eine Vielzahl von Funktionen für die Entwicklung von Web- und Mobilanwendungen bereitstellt.
Dieses Open-Source-Framework wurde von TJ Holowaychuk ins Leben gerufen und wird heute von der Node.js Foundation unterstützt und weiterentwickelt.
Warum ExpressJS?
ExpressJS zeichnet sich durch seine einfachen APIs aus, die es Entwicklern ermöglichen, Backend-Strukturen, Webanwendungen und Webseiten effizient zu gestalten. Es ähnelt in seiner Funktionalität Frameworks wie Django für Python oder Ruby on Rails für Ruby.
Im Unterschied zu Django und Rails, die einen eher vorgeschriebenen Ansatz für die Anwendungsentwicklung verfolgen, bietet ExpressJS eine hohe Flexibilität. Es gibt keine feste „beste“ Methode, um Aufgaben zu lösen, was Entwicklern eine große Freiheit in der Gestaltung ihrer Anwendungen ermöglicht.
Hier sind die Hauptvorteile, die für den Einsatz von ExpressJS sprechen:
- Einfache Erstellung von APIs und Webanwendungen.
- Robuste APIs, die ein unkompliziertes Routing ermöglichen.
- Asynchrone und Single-Thread-basierte Architektur.
Kernfunktionen von ExpressJS
#1. Wichtiger Bestandteil des MEAN-Stacks
JavaScript hat sich als eine der führenden Programmiersprachen etabliert, insbesondere durch Frameworks, die sowohl im Frontend als auch im Backend von Full-Stack-Anwendungen eingesetzt werden.
Viele JavaScript-Entwickler nutzen den MEAN-Stack (MongoDB, Express, Node.js und AngularJS) für die Entwicklung umfassender Anwendungen. Andere bevorzugen den MERN-Stack (MongoDB, Express, Node.js und ReactJS). In beiden Konfigurationen bleibt ExpressJS ein zentraler Bestandteil.
#2. Flexibilität und Geschwindigkeit
Durch den minimalistischen Ansatz von ExpressJS müssen Entwickler nicht tief in die Komplexitäten eines umfangreichen Frameworks eintauchen. Das integrierte Routing-System, die Möglichkeit zur Inhaltsverhandlung und die Middleware-Unterstützung tragen zur hohen Geschwindigkeit des Frameworks bei.
#3. Skalierbarkeit
Die Skalierung von Anwendungen, die auf ExpressJS basieren, gestaltet sich unkompliziert, was seine Beliebtheit in vielen Unternehmen erklärt. Für die Entwicklung umfangreicher Anwendungen ist nur wenig oder gar keine zusätzliche Konfiguration erforderlich. Die Vielzahl an verfügbaren Modulen, Paketen und Ressourcen erleichtert die Entwicklung großer Anwendungen erheblich.
#4. Middleware-Unterstützung
ExpressJS bietet eine Vielzahl von Middleware-Anwendungen, die den Entwicklungsprozess beschleunigen und verbessern. Middleware ermöglicht es einem Framework, bestimmte Skripte vor oder nach einer Client-Anfrage auszuführen. Dies erleichtert es Entwicklern, typische Aktionen wie An- und Abmeldungen von Benutzern zu verwalten.
#5. Leistungsstarkes Routing-System
Das Routing-System von ExpressJS erlaubt es Entwicklern, robuste APIs zu erstellen, die nahezu jede Art von HTTP-Anfrage verarbeiten können. Durch die Verwendung von Router-Instanzen lässt sich der Code in überschaubare Dateien aufteilen und Routen in Verzeichnissen gruppieren, was zu einer besseren Organisation der Anwendung beiträgt.
Die Architektur von ExpressJS
Eine Express-Anwendung setzt sich aus folgenden Kernkomponenten zusammen:
- Abhängigkeiten: ExpressJS selbst ist eine grundlegende Abhängigkeit. Weitere benötigte Abhängigkeiten lassen sich mithilfe des npm-Befehls installieren.
- Middleware: Definiert den Ablauf des Anforderungs- und Antwortzyklus.
- Instanziierungen: Einfache Anweisungen zur Erzeugung von Objekten.
- Konfigurationen: Benutzerdefinierte Anwendungseinstellungen, die nach den Instanziierungen oder in einer separaten Datei definiert werden.
- Routen: Endpunkte, die Clients für den Zugriff auf Ressourcen oder die Ausführung bestimmter Serveraktionen verwenden.
- Server-Bootstrapping: Die Funktion
app.listen()startet den Entwicklungsserver.
Erste Schritte mit ExpressJS
Da ExpressJS auf Node.js basiert, muss Node.js auf dem Rechner installiert sein.
Zusätzlich wird der Node Package Manager (npm) benötigt, um die erforderlichen Abhängigkeiten zu verwalten.
Node.js kann von der offiziellen Website für das jeweilige Betriebssystem heruntergeladen werden.
Nach der Installation kann mit folgenden Befehlen die korrekte Installation von Node.js und npm überprüft werden:
node --version
npm --version
ExpressJS installieren
Die folgenden Schritte zeigen, wie eine einfache ExpressJS-App erstellt wird:
- Zunächst wird ein Verzeichnis für die App erstellt.
mkdir myapp
cd myapp
- Als nächstes wird eine
package.json-Datei erstellt:npm init
Hier werden die Eingabeaufforderungen akzeptiert, mit der Ausnahme, dass der Einstiegspunkt von
index.jsaufapp.jsgeändert wird. - Nun wird ExpressJS installiert:
npm install express
- Abschließend wird eine „Hallo Welt“-Anwendung erstellt.
Dazu wird im Wurzelverzeichnis eine Datei app.js erstellt und mit folgendem Code befüllt:
const express = require('express')
const app = express()
const port = 3000
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Hello World!')
})
app.listen(port, () => {
console.log(`Example app listening on port ${port}`)
})
Der Server wird nun mit dem Befehl gestartet:
node app.js
Nach dem Starten des Servers kann im Browser die URL https://localhost:3000/ aufgerufen werden und die Ausgabe „Hello World!“ sollte angezeigt werden.
Express-Anwendungsgenerator
Anstatt eine ExpressJS-App manuell zu erstellen, kann der Express-Generator verwendet werden.
- Dies ist der Befehl zum Generieren der ExpressJS-App:
npx express-generator
- Für ältere Node.js-Versionen (vor 8.2.0) kann der Generator zuerst installiert werden:
npm install -g express-generator
express
express --view=pug myapp
Dieser Befehl generiert eine App mit dem Namen „myapp“.
- Alle benötigten Abhängigkeiten werden installiert:
cd myapp
npm install
- Der Entwicklungsserver wird entsprechend des Betriebssystems gestartet:
Unter Windows PowerShell:
PS> $env:DEBUG='myapp:*'; npm start
In der Windows-Eingabeaufforderung:
> set DEBUG=myapp:* & npm start
Unter macOS oder Linux:
DEBUG=myapp:* npm start
Beim Zugriff auf https://localhost:3000/ sollte eine Standardseite angezeigt werden.
Anwendungsbereiche von ExpressJS
#1. Fintech-Apps
Der Digitalisierungstrend im Banken- und Finanzsektor führt zu einer steigenden Nachfrage nach Fintech-Apps. ExpressJS ist ein bewährtes Framework für die Entwicklung skalierbarer Fintech-Anwendungen.
#2. Single-Page-Anwendungen
Single-Page-Anwendungen, bei denen die gesamte Anwendung auf einer einzigen Seite verwaltet wird, sind ein moderner Ansatz der Anwendungsentwicklung. Bekannte Beispiele hierfür sind Airbnb, Netflix, Pinterest oder Google Maps. ExpressJS ist mit seinem einfachen Routing ein ideales Framework für die Entwicklung solcher Anwendungen.
#3. Streaming-Anwendungen
Streaming-Apps wie Spotify oder Netflix sind komplex und umfassen mehrere Datenebenen. ExpressJS ist aufgrund seiner effizienten Verarbeitung asynchroner Datenströme eine sehr gute Wahl für solche Anwendungen.
#4. Echtzeit-Kollaborationstools
In modernen Arbeitsumgebungen sind Teams auf Zusammenarbeit angewiesen. ExpressJS bietet vielfältige Funktionen zur Unterstützung der Entwicklung solcher Tools. Es eignet sich auch für die Erstellung von Dashboards und Echtzeit-Chatfunktionen, da es einfach in WebSockets integriert werden kann.
Vorteile von ExpressJS
- Kostenlos und Open-Source: Die Nutzung von ExpressJS ist kostenlos und der Code kann angepasst werden.
- Benutzerfreundlichkeit: Code kann ohne komplizierte Prozesse erstellt werden, da das Framework bereits viele Tools und Funktionen bietet.
- Schnelle Entwicklung: Viele Vorlagen beschleunigen die Entwicklung, da nicht alles von Grund auf neu erstellt werden muss.
- Gute Performance: Auf ExpressJS basierende Apps sind performant und für kleine bis zu großen Unternehmensanwendungen geeignet.
Nachteile von ExpressJS
- Nicht immer hilfreiche Fehlermeldungen: Im Vergleich zu anderen Frameworks sind 404-Antworten in ExpressJS nicht immer eindeutig.
- Weniger strenge Code-Organisation: Da keine „beste“ Methode existiert, kann die Code-Organisation variieren.
Lernressourcen für ExpressJS
#1. Node.js, Express, MongoDB und mehr
Dieser Kurs ist empfehlenswert, um den gesamten Backend-Stack aus einer Hand zu lernen und schnelle, skalierbare RESTful-APIs mit ExpressJS zu entwickeln.
#2. Just Express
Dieser Kurs ist ideal, um Express als REST-API zu verstehen, die Grundlagen von HTTP zu erlernen und den Request/Response-Zyklus zu verstehen.
#3. React, NodeJS, Express & MongoDB
Dieser Full-Stack-Kurs zu MERN ist perfekt, um JavaScript Full-Stack-Anwendungen zu entwickeln. Es wird die Verbindung von ReactJS mit NodeJS, Express & MongoDB, Authentifizierung und Autorisierung und mehr behandelt.
#4. Express in Aktion: Schreiben, Erstellen und Testen von Node.js-Anwendungen
Dieses Buch beschreibt die Schritte zur Entwicklung von Webanwendungen mit Node und ExpressJS. Es behandelt die Einrichtung einer ExpressJS-App, die Datenspeicherung mit MongoDB und das Testen von Express-Apps.
#5. Express.js: Handbuch zum Web-Framework für Node.js
Dieses Buch bietet eine detaillierte Analyse des ExpressJS-Frameworks und basiert auf den verschiedenen Modellen, die ExpressJS den Benutzern bereitstellt.
#6. Offizielle ExpressJS-Dokumentation
ExpressJS ist ein gut dokumentiertes Framework. Die offizielle Dokumentation bietet alle Informationen für Anfänger und Fortgeschrittene.
Zusammenfassung
ExpressJS ist eines der führenden Node.js-Webframeworks. Die Kombination aus leistungsstarken Funktionen und einer einfachen Lernkurve hat es zu einer beliebten Wahl gemacht. Da ExpressJS ein grundlegendes Framework für Node.js ist, erleichtert sein Verständnis auch das Lernen anderer verwandter Frameworks.