LearningKit Application Development with Node.js — Backend mit JavaScript

Node.js ist die JavaScript-Runtime, die JavaScript aus dem Browser auf den Server bringt. Seit 2009 ist Node.js eine der wichtigsten Plattformen für Backend-Entwicklung — moderne Frameworks wie Express, Fastify, NestJS bauen darauf auf. Auch Tools wie npm/yarn, Webpack, Vite und viele DevOps-Tools laufen auf Node.js. Block Application Development with Node.js — Language Fundamentals: Node.js-Architektur (Single-Threaded mit Event Loop, libuv für asynchrone I/O, V8-Engine von Chrome), Installation (Node Version Manager nvm für mehrere Versionen), npm und package.json, ES Modules vs. CommonJS, async/await als moderne Syntax statt Callback-Hell. Block Working with Features: File System API (fs/promises für async, fs.readFile/writeFile/readdir), HTTP/HTTPS-Module (Server erstellen, Requests senden mit fetch — nativ seit Node 18), Streams (Readable, Writable, Transform, Duplex — sehr mächtig für Datenströme), Events (EventEmitter als Basis für viele Node-APIs), Buffer für Binärdaten, Process API (process.env, process.argv für CLI-Tools, process.exit). Block Express Framework: Express als minimalistisches Web-Framework, Routing (app.get, app.post, Route-Parameter, Query-Strings), Middleware-Pattern (built-in wie express.json, express.urlencoded; Drittanbieter wie cors, helmet, morgan; custom Middleware), Error-Handling-Middleware, Router-Module für strukturierte Anwendungen, Template-Engines (EJS, Pug, Handlebars — selten heute). Block REST APIs mit Express: API-Design (Versioning, Resource-orientierte URLs), Request/Response-Patterns, Validation (Joi, Zod, express-validator), Error-Handling, OpenAPI/Swagger-Doku (swagger-ui-express). Block Datenbank-Integration: PostgreSQL mit pg-Modul, MongoDB mit mongoose (ODM), MySQL mit mysql2, Redis für Caching/Sessions, ORM-Alternativen (Prisma als modernster ORM, TypeORM, Sequelize). Block Authentication und Authorization: JWT (jsonwebtoken-Modul), bcrypt für Password-Hashing, Passport.js für OAuth (Google, GitHub, etc.), Express-Sessions, Auth0 oder Clerk als externe Services. Block Real-Time Applications: WebSockets mit Socket.IO für Chat-Apps und Real-Time-Dashboards, Server-Sent Events (SSE) als Alternative, WebRTC-Grundlagen für Peer-to-Peer. Block Microservices: monolithisch vs. Microservices, Service-Discovery (Consul, etcd), API Gateway (Kong, Express Gateway), Inter-Service-Communication (REST, gRPC, Message Queues mit RabbitMQ/Redis), Service Mesh-Grundlagen (Istio, Linkerd). Block Node Clusters und Performance: cluster-Modul für Multi-Core-Nutzung, PM2 als Production Process Manager, Worker Threads für CPU-intensive Tasks, Performance-Profiling (clinic.js, autocannon für Load Testing), Memory Leaks erkennen mit Chrome DevTools. Block Testing: Jest oder Vitest als moderne Test-Frameworks, Supertest für HTTP-Endpoint-Tests, Mocking mit nock. Block Deployment: Docker für Containerization, PM2 für Process Management, Reverse Proxy mit nginx, Cloud-Hosting (Vercel für Serverless, AWS ECS, Azure App Service, Google Cloud Run).