Node.js

Materialien zum Buch . . . 23

Vorwort . . . 25

1. Grundlagen . . . 29
1. 1 . . . Die Geschichte von Node. js . . . 31
1. 2 . . . Die Organisation von Node. js . . . 36
1. 3 . . . Versionierung von Node. js . . . 37
1. 4 . . . Stärken von Node. js . . . 39
1. 5 . . . Einsatzgebiete von Node. js . . . 40
1. 6 . . . Die wichtigsten Merkmale von Node. js . . . 41
1. 7 . . . Das Herzstück -- die V8-Engine . . . 42
1. 8 . . . Bibliotheken um die Engine . . . 49
1. 9 . . . Zusammenfassung . . . 55

2. Installation . . . 57
2. 1 . . . Node. js-Versionierung . . . 58
2. 2 . . . Installation mit dem Installer . . . 60
2. 3 . . . Installation über den Paketmanager des Systems . . . 62
2. 4 . . . Einsatz eines Version-Managers . . . 63
2. 5 . . . Node. js in einem Container ausführen . . . 68
2. 6 . . . Zusammenfassung . . . 77

3. Ein erstes Beispiel . . . 79
3. 1 . . . REPL -- die interaktive Shell von Node. js . . . 79
3. 2 . . . Die erste Applikation . . . 88
3. 3 . . . Debuggen von Node. js-Applikationen . . . 99
3. 4 . . . Entwicklungswerkzeug »nodemon« . . . 110
3. 5 . . . Node. js im Watch-Modus . . . 111
3. 6 . . . Zusammenfassung . . . 114

4. Node. js-Module . . . 117
4. 1 . . . Modularer Aufbau . . . 117
4. 2 . . . Kernmodule . . . 120
4. 3 . . . JavaScript-Modulsysteme . . . 146
4. 4 . . . Eigene Module erzeugen und verwenden . . . 151
4. 5 . . . Module dynamisch laden . . . 164
4. 6 . . . Zusammenfassung . . . 165

5. HTTP . . . 167
5. 1 . . . Das HTTP-Protokoll . . . 167
5. 2 . . . Der Webserver . . . 168
5. 3 . . . Node. js als HTTP-Client . . . 203
5. 4 . . . Sichere Kommunikation mit HTTPS . . . 211
5. 5 . . . HTTP/2 . . . 213
5. 6 . . . Zusammenfassung . . . 224

6. Express . . . 227
6. 1 . . . Aufbau . . . 227
6. 2 . . . Installation . . . 229
6. 3 . . . Grundlagen . . . 230
6. 4 . . . Architektur einer Express-Applikation . . . 234
6. 5 . . . Filmdatenbank . . . 237
6. 6 . . . Middleware . . . 247
6. 7 . . . Dynamische Routen -- Löschen von Datensätzen . . . 254
6. 8 . . . Anlegen und Bearbeiten von Datensätzen -- Zugriff auf den Request-Body . . . 257
6. 9 . . . Validierung von Eingaben mit Zod . . . 265
6. 10 . . . Express 5 . . . 269
6. 11 . . . HTTPS und HTTP/2 . . . 271
6. 12 . . . Zusammenfassung . . . 273

7. Template-Engines . . . 277
7. 1 . . . Template-Engines in der Praxis -- Pug . . . 278
7. 2 . . . Handlebars . . . 294
7. 3 . . . Zusammenfassung und Ausblick . . . 299

8. Anbindung von Datenbanken . . . 301
8. 1 . . . Node. js und relationale Datenbanken . . . 302
8. 2 . . . Node. js und nicht relationale Datenbanken . . . 326
8. 3 . . . Zusammenfassung . . . 342

9. Authentifizierung und Sessionhandling . . . 345
9. 1 . . . Passport . . . 345
9. 2 . . . Setup und Konfiguration . . . 346
9. 3 . . . Anmeldung an der Applikation . . . 350
9. 4 . . . Zugriff auf Ressourcen . . . 360
9. 5 . . . Externer Identity Provider . . . 372
9. 6 . . . Zusammenfassung . . . 378

10. REST-Server . . . 381
10. 1 . . . REST -- eine kurze Einführung und wie es in Webapplikationen verwendet wird . . . 381
10. 2 . . . Zugriff auf die Applikation . . . 382
10. 3 . . . Anpassungen an der Applikationsstruktur . . . 384
10. 4 . . . Lesende Anfragen . . . 385
10. 5 . . . Schreibende Anfragen . . . 396
10. 6 . . . Authentifizierung mit JSON Web Tokens . . . 407
10. 7 . . . Einbindung eines externen Identity Providers . . . 415
10. 8 . . . OpenAPI-Spezifikation -- Dokumentation mit Swagger . . . 419
10. 9 . . . Validierung . . . 424
10. 10 . . . Zusammenfassung . . . 430

11. GraphQL . . . 433
11. 1 . . . GraphQL-Bibliotheken . . . 434
11. 2 . . . Integration in Express . . . 435
11. 3 . . . Daten über die Schnittstelle auslesen . . . 440
11. 4 . . . Schreibende Zugriffe auf die GraphQL-Schnittstelle . . . 446
11. 5 . . . Mit Subscriptions Updates in Echtzeit erhalten . . . 453
11. 6 . . . Authentifizierung für die GraphQL-Schnittstelle . . . 457
11. 7 . . . Zusammenfassung . . . 462

12. Echtzeit-Webapplikationen . . . 465
12. 1 . . . Die Beispielapplikation . . . 466
12. 2 . . . Setup . . . 466
12. 3 . . . WebSockets . . . 473
12. 4 . . . Node. js als WebSocket-Client . . . 487
12. 5 . . . Socket. IO . . . 488
12. 6 . . . Zusammenfassung . . . 494

13. Typsichere Applikationen in Node. js . . . 497
13. 1 . . . Typsysteme für Node. js . . . 498
13. 2 . . . Werkzeuge und Konfiguration . . . 501
13. 3 . . . TypeScript-Grundlagen . . . 506
13. 4 . . . Klassen . . . 512
13. 5 . . . Interfaces . . . 515
13. 6 . . . Type Aliases in TypeScript . . . 517
13. 7 . . . Generics . . . 519
13. 8 . . . TypeScript im Einsatz in einer Node. js-Applikation . . . 520
13. 9 . . . Native TypeScript-Unterstützung in Node. js . . . 523
13. 10 . . . Zusammenfassung . . . 525

14. Webapplikationen mit Nest . . . 527
14. 1 . . . Installation und erste Schritte mit Nest . . . 528
14. 2 . . . Die Nest CLI . . . 530
14. 3 . . . Struktur der Applikation . . . 534
14. 4 . . . Module -- logische Einheiten im Quellcode . . . 536
14. 5 . . . Controller -- die Endpunkte einer Applikation . . . 539
14. 6 . . . Providers -- die Businesslogik der Applikation . . . 543
14. 7 . . . Validierung . . . 548
14. 8 . . . Zugriff auf Datenbanken . . . 551
14. 9 . . . Dokumentation der Endpunkte mit OpenAPI . . . 559
14. 10 . . . Authentifizierung . . . 563
14. 11 . . . Ausblick: Testen in Nest . . . 571
14. 12 . . . Zusammenfassung . . . 574

15. Node für Kommandozeilenwerkzeuge . . . 577
15. 1 . . . Grundlagen . . . 577
15. 2 . . . Der Aufbau einer Kommandozeilenapplikation . . . 580
15. 3 . . . Zugriff auf Ein- und Ausgabe . . . 585
15. 4 . . . Werkzeuge . . . 594
15. 5 . . . Signale . . . 605
15. 6 . . . Exit Codes . . . 608
15. 7 . . . Zusammenfassung . . . 609

16. Asynchrone Programmierung . . . 611
16. 1 . . . Externe Kommandos mit dem »child-process«-Modul asynchron ausführen . . . 611
16. 2 . . . Node. js-Kindprozesse erzeugen mit »fork« . . . 620
16. 3 . . . Das »cluster«-Modul . . . 626
16. 4 . . . Worker-Threads . . . 635
16. 5 . . . Zusammenfassung . . . 640

17. Streams . . . 643
17. 1 . . . Einleitung . . . 643
17. 2 . . . Readable Streams . . . 647
17. 3 . . . Writable Streams . . . 660
17. 4 . . . Duplex-Streams . . . 668
17. 5 . . . Transform-Streams . . . 672
17. 6 . . . Web Streams API . . . 674
17. 7 . . . Zusammenfassung . . . 683

18. Arbeiten mit Dateien . . . 685
18. 1 . . . Synchrone und asynchrone Funktionen . . . 685
18. 2 . . . Existenz von Dateien . . . 687
18. 3 . . . Dateien lesen . . . 688
18. 4 . . . Fehlerbehandlung . . . 693
18. 5 . . . In Dateien schreiben . . . 695
18. 6 . . . Verzeichnisoperationen . . . 699
18. 7 . . . Weiterführende Operationen . . . 702
18. 8 . . . Zusammenfassung . . . 710

19. Paketmanager . . . 713
19. 1 . . . Die häufigsten Operationen . . . 714
19. 2 . . . Weiterführende Operationen . . . 733
19. 3 . . . Werkzeuge für NPM . . . 744
19. 4 . . . Corepack . . . 748
19. 5 . . . Yarn . . . 749
19. 6 . . . pnpm . . . 750
19. 7 . . . Zusammenfassung . . . 751

20. Qualitätssicherung . . . 753
20. 1 . . . Styleguides . . . 754
20. 2 . . . Linter . . . 756
20. 3 . . . Prettier . . . 762
20. 4 . . . PMD CPD . . . 763
20. 5 . . . Husky . . . 766
20. 6 . . . Zusammenfassung . . . 767

21. Testing . . . 769
21. 1 . . . Unittesting . . . 769
21. 2 . . . Assertion Testing . . . 772
21. 3 . . . Der Node Test Runner . . . 778
21. 4 . . . Vitest . . . 781
21. 5 . . . Praktisches Beispiel von Unittests mit »Vitest« . . . 792
21. 6 . . . Umgang mit Abhängigkeiten -- Mocking . . . 799
21. 7 . . . Zusammenfassung . . . 802

22. Sicherheitsaspekte . . . 803
22. 1 . . . »filter input« und »escape output« . . . 804
22. 2 . . . Absicherung des Servers . . . 807
22. 3 . . . NPM-Sicherheit . . . 829
22. 4 . . . Schutz des Clients . . . 833
22. 5 . . . Das Node. js Permission System . . . 838
22. 6 . . . Zusammenfassung . . . 840

23. Skalierbarkeit und Deployment . . . 843
23. 1 . . . Vorbereitung für die Produktion . . . 843
23. 2 . . . Deployment-Grundlagen und -Strategien . . . 849
23. 3 . . . Die Anwendung am Laufen halten und überwachen . . . 860
23. 4 . . . Skalierung . . . 864
23. 5 . . . Zusammenfassung . . . 872

24. Performance . . . 873
24. 1 . . . YAGNI -- You Ain't Gonna Need It . . . 873
24. 2 . . . CPU . . . 874
24. 3 . . . Zeitmessung in Node. js . . . 877
24. 4 . . . Arbeitsspeicher . . . 882
24. 5 . . . Netzwerk . . . 889
24. 6 . . . Zusammenfassung . . . 893

25. JavaScript Runtimes . . . 895
25. 1 . . . Deno . . . 895
25. 2 . . . Bun . . . 916
25. 3 . . . Zusammenfassung . . . 925

26. Künstliche Intelligenz mit Node. js nutzen . . . 927
26. 1 . . . Überblick über Generative AI . . . 927
26. 2 . . . LLMs nutzen . . . 931
26. 3 . . . Ein Chatbot auf der Kommandozeile . . . 939
26. 4 . . . Multimodale LLMs . . . 942
26. 5 . . . Modulare Applikationen mit LangChain . . . 944
26. 6 . . . Das Model Context Protocol . . . 953
26. 7 . . . Zusammenfassung . . . 964

Index . . . 965