1 Initialisierung und Setup

27

1.1 Rezept 1: Node.js installieren

27

1.1.1 Arten der Installation

27

1.1.2 Lösung: Installation über Installationsdatei unter macOS

30

1.1.3 Lösung: Installation über Installationsdatei unter Windows

32

1.1.4 Lösung: Installation über Binärpaket unter macOS

33

1.1.5 Lösung: Installation über Binärpaket unter Windows

33

1.1.6 Lösung: Installation über Binärpaket unter Linux

34

1.1.7 Lösung: Installation über Paketmanager

34

1.1.8 Ausblick

35

1.2 Rezept 2: Mehrere Node.js-Versionen parallel betreiben

35

1.2.1 Lösung

35

1.2.2 Alternativen

39

1.2.3 Ausblick

40

1.3 Rezept 3: Ein neues Node.js-Package manuell erstellen

41

1.3.1 Lösung

41

1.3.2 Modulsyntax

42

1.3.3 Weitere Dateien

43

1.3.4 Best Practices für Node.js-Packages

43

1.3.5 Ausblick

44

1.4 Rezept 4: Ein neues Node.js-Package automatisch erstellen

45

1.4.1 Möglichkeiten zur Initialisierung von Packages

45

1.4.2 Lösung: Packages über den Kommandozeilenwizard erstellen

45

1.4.3 Lösung: Packages über Starter-Kits erstellen

48

1.4.4 Lösung: Packages über Code-Generatoren erstellen

48

1.4.5 Ausblick

49

1.5 Rezept 5: Den Kommandozeilenwizard von npm anpassen

49

1.5.1 Lösung: Standardwerte anpassen

49

1.5.2 Lösung: Eine individuelle Package-Initialisierung einrichten

51

1.5.3 Ausblick

54

1.6 Rezept 6: Abhängigkeiten richtig installieren und verwalten

54

1.6.1 Die verschiedenen Typen von Abhängigkeiten verstehen

54

1.6.2 Lösung: Installieren von Laufzeitabhängigkeiten

56

1.6.3 Lösung: Installieren von Entwicklungsabhängigkeiten

57

1.6.4 Lösung: Installieren von globalen Packages

57

1.6.5 Lösung: Installieren von globalen Packages ohne sudo-Rechte

58

1.6.6 Ausblick

59

1.7 Rezept 7: Packages in Mono-Repositorys organisieren

59

1.7.1 Lösung

59

1.7.2 Lerna

60

1.7.3 Aufbau von Mono-Repositorys

60

1.7.4 Packages innerhalb eines Mono-Repositorys anlegen

62

1.7.5 Projekt-globale Abhängigkeiten

62

1.7.6 Voraussetzung: Git

63

1.7.7 Workflow

64

1.7.8 Ausblick

66

1.8 Zusammenfassung

66

2 Package Management

67

2.1 Rezept 8: Semantische Versionierung richtig einsetzen

67

2.1.1 Exkurs: semantische Versionierung

67

2.1.2 Lösung: variable Versionsnummern verwenden

68

2.1.3 Lösung: exakte Versionsnummern verwenden

70

2.1.4 Die Datei package-lock.json

71

2.1.5 Die Datei npm-shrinkwrap.json

72

2.1.6 Ausblick

73

2.2 Rezept 9: Den alternativen Package Manager »Yarn« verwenden

73

2.2.1 Lösung

73

2.2.2 Einführung und Vergleich zu npm

74

2.2.3 Installation

74

2.2.4 Verwendung

75

2.2.5 Lock-Datei

77

2.2.6 Ausblick

78

2.3 Rezept 10: Den alternativen Package Manager »pnpm« verwenden

78

2.3.1 Lösung

78

2.3.2 Einführung und Vergleich zu npm

78

2.3.3 Installation

80

2.3.4 Verwendung

81

2.3.5 Ausblick

84

2.4 Rezept 11: Lokale Abhängigkeiten für die Entwicklung verlinken

84

2.4.1 Lösung

85

2.4.2 Alternativen

87

2.5 Rezept 12: Informationen zu verwendeten Abhängigkeiten abrufen

88

2.5.1 Lösung: allgemeine Informationen für ein Package ermitteln

88

2.5.2 Lösung: Downloadstatistik eines Packages ermitteln

90

2.5.3 Lösung: den Abhängigkeitsbaum eines Packages ermitteln

92

2.5.4 Ausblick

93

2.6 Rezept 13: Lizenzen der verwendeten Abhängigkeiten ermitteln

94

2.6.1 Lösung

94

2.6.2 Alternativen

95

2.6.3 Ausblick

96

2.7 Rezept 14: Nicht verwendete oder fehlende Abhängigkeiten ermitteln

97

2.7.1 Lösung

97

2.7.2 Weitere Features

98

2.7.3 Ausblick

98

2.8 Rezept 15: Veraltete Abhängigkeiten ermitteln

99

2.8.1 Lösung

99

2.8.2 Alternativen

100

2.9 Zusammenfassung

101

3 Logging und Debugging

103

3.1 Rezept 16: Logging für Node.js-Packages einrichten

103

3.1.1 Exkurs: Logging

103

3.1.2 Lösung: das »debug«-Package

106

3.1.3 Ausblick

108

3.2 Rezept 17: Logging für Node.js-Applikationen einrichten

109

3.2.1 Lösung: Logging mit »winston«

109

3.2.2 Lösung: Logging mit »bunyan«

111

3.2.3 Lösung: Logging mit »log4js-node«

112

3.2.4 Ausblick

113

3.3 Rezept 18: Logging über Adapter-Packages einrichten

114

3.3.1 Lösung

114

3.3.2 Ausblick

117

3.4 Rezept 19: Applikationen mit Chrome Developer Tools debuggen

118

3.4.1 Vorbereitung

118

3.4.2 Lösung

119

3.4.3 Ausblick

122

3.5 Rezept 20: Applikationen mit Visual Studio Code debuggen

122

3.5.1 Lösung

122

3.5.2 Ausblick

124

3.6 Rezept 21: Applikationen über die Kommandozeile debuggen

125

3.6.1 Lösung

125

3.6.2 Ausblick

129

3.7 Zusammenfassung

129

4 Konfiguration und Internationalisierung

131

4.1 Rezept 22: Applikationen konfigurieren über Umgebungsvariablen

132

4.1.1 Exkurs: Konfiguration von Applikationen

132

4.1.2 Lösung: Umgebungsvariablen mit der Node.js-API auslesen

132

4.1.3 Lösung: Umgebungsvariablen über .env-Datei definieren

134

4.1.4 Ausblick

137

4.2 Rezept 23: Applikationen konfigurieren über Konfigurationsdateien

137

4.2.1 Lösung: Konfigurationsdateien mit JSON

137

4.2.2 Lösung: Konfigurationsdateien mit JavaScript

139

4.2.3 Ausblick

141

4.3 Rezept 24: Applikationen konfigurieren über Kommandozeilenargumente

141

4.3.1 Lösung: auf Kommandozeilenargumente zugreifen über die Standard-Node.js-API

141

4.3.2 Lösung: auf Kommandozeilenargumente zugreifen über »yargs«

144

4.3.3 Lösung: auf Kommandozeilenargumente zugreifen über »commander.js«

145

4.3.4 Ausblick

147

4.4 Rezept 25: Applikationen optimal konfigurierbar machen

147

4.4.1 Lösung

147

4.4.2 Ausblick

150

4.5 Rezept 26: Mehrsprachige Applikationen erstellen

151

4.5.1 Exkurs: i18n

151

4.5.2 Die Internationalization API

152

4.5.3 Lösung: Vergleich von Zeichenketten

153

4.5.4 Lösung: Formatierung von Datums- und Zeitangaben

156

4.5.5 Lösung: Formatierung von Zahlenwerten

158

4.5.6 Ausblick

161

4.6 Rezept 27: Sprachdateien verwenden

161

4.6.1 Verwenden von Sprachdateien mit »i18n«

161

4.6.2 Ausblick

163

4.7 Zusammenfassung

163

5 Dateisystem, Streams und Events

165

5.1 Rezept 28: Mit Dateien und Verzeichnissen arbeiten

165

5.1.1 Lösung

166

5.1.2 Dateien lesen

167

5.1.3 Dateien schreiben

169

5.1.4 Weitere Methoden

170

5.1.5 Über Verzeichnisse iterieren

171

5.1.6 Ausblick

172

5.2 Rezept 29: Dateien und Verzeichnisse überwachen

173

5.2.1 Einführung

173

5.2.2 Lösung: Dateien und Verzeichnisse überwachen mit dem »fs«-Modul

174

5.2.3 Lösung: Dateien und Verzeichnisse überwachen mit »chokidar«

175

5.2.4 Ausblick

178

5.3 Rezept 30: Daten mit Streams lesen

178

5.3.1 Exkurs: Streams

178

5.3.2 Lösung

180

5.3.3 Ausblick

182

5.4 Rezept 31: Daten mit Streams schreiben

182

5.4.1 Lösung

182

5.4.2 Ausblick

184

5.5 Rezept 32: Mehrere Streams über Piping kombinieren

184

5.5.1 Lösung

185

5.5.2 Piping im Produktionsbetrieb

188

5.5.3 Ausblick

190

5.6 Rezept 33: Eigene Streams implementieren

190

5.6.1 Lösung

190

5.6.2 Lösung: Einen Readable Stream implementieren

191

5.6.3 Lösung: Einen Writable Stream implementieren

193

5.6.4 Lösung: Einen Duplex Stream implementieren

194

5.6.5 Lösung: Einen Transform Stream implementieren

197

5.6.6 Ausblick

199

5.7 Rezept 34: Events versenden und empfangen

199

5.7.1 Lösung

200

5.7.2 Ausblick

205

5.8 Rezept 35: Erweiterte Features beim Event-Handling verwenden

206

5.8.1 Lösung

206

5.8.2 Ausblick

208

5.9 Zusammenfassung

209

6 Datenformate

211

6.1 Rezept 36: XML verarbeiten

211

6.1.1 Einführung: XML-Verarbeitung

212

6.1.2 Lösung 1: XML mit einem DOM-Parser verarbeiten

213

6.1.3 Lösung 2: XML mit einem SAX-Parser verarbeiten

215

6.1.4 Ausblick

218

6.2 Rezept 37: XML generieren

218

6.2.1 Lösung 1: XML generieren mit »xmlbuilder«

218

6.2.2 Lösung 2: XML generieren mit Template Strings

221

6.2.3 Ausblick

223

6.3 Rezept 38: RSS und Atom generieren und verarbeiten

224

6.3.1 Lösung: RSS und Atom generieren

224

6.3.2 Lösung: RSS und Atom verarbeiten

227

6.3.3 Ausblick

229

6.4 Rezept 39: CSV verarbeiten

229

6.4.1 Lösung

229

6.4.2 Ausblick

232

6.5 Rezept 40: HTML mit Template-Engines generieren

233

6.5.1 Einführung

233

6.5.2 Lösung 1: HTML generieren mit »Pug«

234

6.5.3 Lösung 2: HTML generieren mit »EJS«

237

6.5.4 Ausblick

239

6.6 Rezept 41: HTML mit der DOM-API generieren

239

6.6.1 Exkurs: das Document Object Model

239

6.6.2 Lösung

241

6.6.3 Ausblick

244

6.7 Rezept 42: YAML verarbeiten und generieren

244

6.7.1 Exkurs: das YAML-Format

244

6.7.2 Lösung: YAML lesen

245

6.7.3 Lösung: YAML generieren

251

6.7.4 Ausblick

252

6.8 Rezept 43: TOML verarbeiten

253

6.8.1 Lösung

253

6.8.2 Ausblick

259

6.9 Rezept 44: INI verarbeiten und generieren

259

6.9.1 Lösung: INI verarbeiten

259

6.9.2 Lösung: INI generieren

263

6.9.3 Ausblick

263

6.10 Rezept 45: JSON validieren

264

6.10.1 Einführung

264

6.10.2 Lösung

266

6.10.3 Ausblick

269

6.11 Rezept 46: JavaScript verarbeiten und generieren

270

6.11.1 Lösung: JavaScript verarbeiten

270

6.11.2 Lösung: JavaScript generieren

275

6.11.3 Ausblick

276

6.12 Rezept 47: CSS verarbeiten und generieren

277

6.12.1 Lösung: CSS mit »PostCSS« verarbeiten

277

6.12.2 Lösung: eigene Plugins für »PostCSS« schreiben

282

6.12.3 Ausblick

284

6.13 Zusammenfassung

284

7 Persistenz

285

7.1 Rezept 48: Auf eine MySQL-Datenbank zugreifen

285

7.1.1 Lösung

285

7.1.2 Ausblick

291

7.2 Rezept 49: Auf eine PostgreSQL-Datenbank zugreifen

292

7.2.1 Lösung

292

7.2.2 Ausblick

299

7.3 Rezept 50: Objektrelationale Mappings definieren

299

7.3.1 Exkurs: Objektrelationale Mappings

299

7.3.2 Lösung

301

7.3.3 Ausblick

307

7.4 Rezept 51: Auf eine MongoDB-Datenbank zugreifen

307

7.4.1 Lösung

308

7.4.2 Ausblick

316

7.5 Rezept 52: Auf eine Redis-Datenbank zugreifen

316

7.5.1 Lösung

316

7.5.2 Redis als Pub/Sub

324

7.5.3 Ausblick

325

7.6 Rezept 53: Auf eine Cassandra-Datenbank zugreifen

326

7.6.1 Lösung

326

7.6.2 Ausblick

332

7.7 Zusammenfassung

332

8 Webanwendungen und Webservices

333

8.1 Rezept 54: Einen HTTP-Server implementieren

333

8.1.1 Lösung: einen Webserver mit der Standard-Node.js-API erstellen

333

8.1.2 Lösung: einen Webserver mit »Express« implementieren

335

8.1.3 Ausblick

336

8.2 Rezept 55: Eine Webanwendung über HTTPS betreiben

337

8.2.1 Lösung

337

8.2.2 Ausblick

341

8.3 Rezept 56: Eine REST-API implementieren

341

8.3.1 Exkurs: REST-APIs

341

8.3.2 Lösung: eine REST-API mit »Express« implementieren

342

8.3.3 Versionierung

353

8.3.4 Ausblick

354

8.4 Rezept 57: Einen HTTP-Client implementieren

355

8.4.1 Lösung: einen HTTP-Client mit der Standard-Node.js-API implementieren

355

8.4.2 Lösung: einen HTTP-Client mit »superagent« implementieren

356

8.4.3 Ausblick

358

8.5 Rezept 58: Authentifizierung implementieren

359

8.5.1 Lösung

359

8.5.2 Ausblick

365

8.6 Rezept 59: Authentifizierung mit »Passport.js« implementieren

366

8.6.1 Lösung

366

8.6.2 Ausblick

370

8.7 Rezept 60: Eine GraphQL-API implementieren

371

8.7.1 Exkurs: das Problem von REST

371

8.7.2 Lösung: dynamische APIs mit GraphQL

374

8.7.3 Ausblick

379

8.8 Rezept 61: Anfragen an eine GraphQL-API stellen

379

8.8.1 Lösung

380

8.8.2 Ausblick

383

8.9 Rezept 62: Eine GraphQL-API über HTTP betreiben

383

8.9.1 Lösung: GraphQL über HTTP betreiben

384

8.9.2 Lösung: GraphQL über »Express« betreiben

384

8.9.3 Lösung: GraphQL über den Apollo Server betreiben

388

8.9.4 Ausblick

389

8.10 Zusammenfassung

390

9 Sockets und Messaging

391

9.1 Rezept 63: Einen TCP-Server erstellen

392

9.1.1 Lösung

392

9.1.2 Ausblick

395

9.2 Rezept 64: Einen TCP-Client erstellen

396

9.2.1 Lösung

396

9.2.2 Ausblick

400

9.3 Rezept 65: Einen WebSocket-Server erstellen

400

9.3.1 Lösung

400

9.3.2 Ausblick

405

9.4 Rezept 66: Einen WebSocket-Client erstellen

405

9.4.1 Lösung

405

9.4.2 Ausblick

407

9.5 Rezept 67: Nachrichtenformate für WebSocket-Kommunikation definieren

407

9.5.1 Lösung

407

9.5.2 Ausblick

412

9.6 Rezept 68: Subprotokolle für WebSocket-Kommunikation definieren

412

9.6.1 Lösung

412

9.6.2 Ausblick

415

9.7 Rezept 69: Server-Sent Events generieren

415

9.7.1 Lösung: die Server-Seite implementieren

415

9.7.2 Lösung: die Client-Seite implementieren

418

9.7.3 Ausblick

419

9.8 Rezept 70: Über AMQP auf RabbitMQ zugreifen

419

9.8.1 Exkurs: Messaging

419

9.8.2 Einführung: AMQP

421

9.8.3 Installation eines Message-Brokers für AMQP

425

9.8.4 Lösung

426

9.8.5 Ausblick

430

9.9 Rezept 71: Einen MQTT-Broker erstellen

431

9.9.1 Exkurs: das Nachrichtenprotokoll MQTT

431

9.9.2 Lösung: einen MQTT-Broker installieren

432

9.9.3 Lösung: einen MQTT-Broker über Node.js starten

434

9.9.4 Ausblick

436

9.10 Rezept 72: Über MQTT auf einen MQTT-Broker zugreifen

436

9.10.1 Lösung: einen MQTT-Client verwenden

436

9.10.2 Ausblick

443

9.11 Rezept 73: E-Mails versenden

443

9.11.1 Lösung

443

9.11.2 Ausblick

446

9.12 Zusammenfassung

446

10 Testing und TypeScript

449

10.1 Rezept 74: Unit-Tests schreiben

449

10.1.1 Exkurs: Unit-Tests und testgetriebene Entwicklung

449

10.1.2 Lösung: Unit-Test mit »Jest« schreiben

451

10.1.3 Ausblick

457

10.2 Rezept 75: Unit-Tests automatisch neu ausführen

458

10.2.1 Lösung

458

10.2.2 Ausblick

459

10.3 Rezept 76: Die Testabdeckung ermitteln

459

10.3.1 Lösung

460

10.3.2 Ausblick

463

10.4 Rezept 77: Unit-Tests für REST-APIs implementieren

463

10.4.1 Lösung

463

10.4.2 Ausblick

467

10.5 Rezept 78: Eine Node.js-Applikation in TypeScript implementieren

468

10.5.1 Lösung

469

10.5.2 Ausblick

475

10.6 Rezept 79: TypeScript-basierte Applikationen automatisch neu kompilieren

475

10.6.1 Lösung

475

10.6.2 Ausblick

479

10.7 Zusammenfassung

479

11 Skalierung, Performance und Sicherheit

481

11.1 Rezept 80: Externe Anwendungen als Unterprozess ausführen

482

11.1.1 Exkurs: Multithreading vs. Multiprocessing

482

11.1.2 Lösung

483

11.1.3 Ausblick

485

11.2 Rezept 81: Externe Anwendungen als Stream verarbeiten

486

11.2.1 Lösung

486

11.2.2 Ausblick

489

11.3 Rezept 82: Node.js-Applikationen als Unterprozess aufrufen

489

11.3.1 Lösung

489

11.3.2 Ausblick

495

11.4 Rezept 83: Eine Node.js-Anwendung clustern

495

11.4.1 Lösung

496

11.4.2 Ausblick

499

11.5 Rezept 84: Unterprozesse über einen Prozessmanager verwalten

499

11.5.1 Lösung

499

11.5.2 Ausblick

504

11.6 Rezept 85: Systeminformationen, CPU-Auslastung und Speicherverbrauch ermitteln

504

11.6.1 Lösung: Systeminformationen, CPU-Auslastung und Speicherverbrauch ermitteln mit der Standard-Node.js-API

504

11.6.2 Lösung: Systeminformationen, CPU-Auslastung und Speicherverbrauch ermitteln mit »systeminformation«

509

11.6.3 Ausblick

511

11.7 Rezept 86: Speicherprobleme identifizieren

511

11.7.1 Lösung

512

11.7.2 Ausblick

519

11.8 Rezept 87: CPU-Probleme identifizieren

520

11.8.1 Lösung

520

11.8.2 Ausblick

528

11.9 Rezept 88: Schwachstellen von verwendeten Abhängigkeiten erkennen

528

11.9.1 Lösung: Schwachstellen erkennen mit npm

528

11.9.2 Lösung: Schwachstellen automatisch beheben mit npm

531

11.9.3 Lösung: Schwachstellen erkennen mit Third-Party-Tools

531

11.9.4 Lösung: Schwachstellen erkennen mit »Snyk«

532

11.9.5 Lösung: Schwachstellen erkennen mit »Retire.js«

533

11.9.6 Ausblick

535

11.10 Rezept 89: JavaScript dynamisch laden und ausführen

535

11.10.1 Einführung

535

11.10.2 Keine Lösung: JavaScript mit eval() ausführen

536

11.10.3 Lösung: JavaScript mit »vm« ausführen

537

11.10.4 Lösung: JavaScript mit »vm2« ausführen

540

11.10.5 Ausblick

541

11.11 Zusammenfassung

541

12 Native Module

543

12.1 Rezept 90: Native Node.js-Module mit der V8-API erstellen

543

12.1.1 Lösung

544

12.1.2 Ausblick

550

12.2 Rezept 91: Native Node.js-Module mit der NAN-API erstellen

550

12.2.1 Lösung

550

12.2.2 Ausblick

554

12.3 Rezept 92: Native Node.js-Module mit der N-API erstellen

554

12.3.1 Lösung

554

12.3.2 Ausblick

561

12.4 Rezept 93: Werte und Objekte zurückgeben mit der N-API

561

12.4.1 Lösung

561

12.4.2 Ausblick

568

12.5 Rezept 94: Callbacks aufrufen mit der N-API

568

12.5.1 Lösung

568

12.5.2 Ausblick

573

12.6 Rezept 95: Promises zurückgeben mit der N-API

573

12.6.1 Lösung

573

12.6.2 Ausblick

576

12.7 Rezept 96: Assertions verwenden mit der N-API

576

12.7.1 Lösung

576

12.7.2 Ausblick

580

12.8 Rezept 97: Native Node.js-Module debuggen

580

12.8.1 Lösung

580

12.8.2 Ausblick

584

12.9 Zusammenfassung

584

13 Publishing, Deployment und Microservices

587

13.1 Rezept 98: Eine private npm-Registry verwenden

588

13.1.1 Einführung: private npm-Registrys

588

13.1.2 Lösung: private npm-Registry mit Verdaccio

589

13.1.3 Lösung: private npm-Registry mit Artefakt-Repositorys

592

13.1.4 Ausblick

595

13.2 Rezept 99: Docker verstehen

595

13.2.1 Einführung

595

13.2.2 Grundlagen

596

13.2.3 Node.js unter Docker

598

13.2.4 Docker-Befehlsreferenz

600

13.2.5 Docker Compose

603

13.2.6 Befehlsreferenz Docker Compose

604

13.2.7 Docker User Interfaces

605

13.2.8 Ausblick

606

13.3 Rezept 100: Ein Docker Image für eine Node.js-Applikation erstellen

607

13.3.1 Lösung

607

13.3.2 Ausblick

612

13.4 Rezept 101: Einen Docker-Container starten

612

13.4.1 Lösung

613

13.4.2 Ausblick

616

13.5 Rezept 102: Microservice-Architekturen verstehen

616

13.5.1 Eigenschaften von Microservice-Architekturen

616

13.5.2 Technologien bei Microservice-Architekturen

620

13.5.3 Kommunikation mit Microservices

620

13.5.4 API Gateways

622

13.5.5 Ausblick

625

13.6 Rezept 103: Microservice-Architekturen aufsetzen mit Docker Compose

625

13.6.1 Lösung

625

13.6.2 Ausblick

631

13.7 Rezept 104: Den Quelltext bundeln und komprimieren mit Webpack

631

13.7.1 Lösung

631

13.7.2 Ausblick

638

13.8 Zusammenfassung

639