Seminar Sirius Web – Backend-Entwicklung mit Java, Spring Boot und GraphQL

Das Backend einer modellbasierten Webanwendung verbindet Fachlogik, Modellpersistenz, APIs und Zusammenarbeit. Das Seminar legt Wert auf modulare Grenzen und testbare Anwendungsfälle statt auf unkontrollierte Erweiterungen im Kern.

Eine Beispielanwendung wird um einen eigenen fachlichen Baustein, API-Zugriff, Persistenz und Betriebsdiagnostik erweitert.

Inhaltsübersicht

• Kapitel 1: Build, Laufzeit und modulare Struktur
• Kapitel 2: Domänenmodell und Application Services
• Kapitel 3: GraphQL-, REST- und Ereignisschnittstellen
• Kapitel 4: Erweiterungspunkte und Berechtigungsentscheidungen
• Kapitel 5: Persistenz und Datenmigration
• Kapitel 6: Integrationstests und Testdaten
• Kapitel 7: Observability, Betrieb und Deployment

Kapitel 1: Build, Laufzeit und modulare Struktur

Inhaltsverzeichnis

• Java-21-Umgebung
• Maven-Build
• Spring-Boot-Anwendung
• Domain, Application, Infrastructure und Starter
• Abhängigkeitsregeln

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Arbeitsplatz, Versionen und Ausgangsprojekt erfassen; anschließend einen reproduzierbaren Startzustand herstellen.
2. Den Baustein „Java-21-Umgebung“ am Übungsfall einrichten, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
3. Den Baustein „Maven-Build“ am Übungsfall konfigurieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
4. Den Baustein „Spring-Boot-Anwendung“ am Übungsfall starten, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
5. Den Baustein „Domain, Application, Infrastructure und Starter“ am Übungsfall prüfen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
6. Den Baustein „Abhängigkeitsregeln“ am Übungsfall dokumentieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
7. Den Gesamtstand mit einem Normalfall, einem Fehlerfall und einer gezielten Änderung prüfen; Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
8. Artefakte, Annahmen und offene technische Entscheidungen so dokumentieren, dass der nächste Arbeitsschritt ohne Wissensverlust anschließen kann.

Praxisbezug

Die Entwicklungsumgebung wird geprüft und ein neues Modul mit klaren Paket- und Abhängigkeitsgrenzen angelegt.

Kapitel 2: Domänenmodell und Application Services

Inhaltsverzeichnis

• Fachliche Aggregate
• Commands und Queries
• Anwendungsfälle
• Transaktionsgrenzen
• Fehler- und Ergebnisobjekte

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schnittstelle und Verantwortungsgrenze definieren; die Implementierung danach in kleinen, testbaren Schritten ergänzen.
2. Den Baustein „Fachliche Aggregate“ am Übungsfall entwerfen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
3. Den Baustein „Commands und Queries“ am Übungsfall implementieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
4. Den Baustein „Anwendungsfälle“ am Übungsfall integrieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
5. Den Baustein „Transaktionsgrenzen“ am Übungsfall testen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
6. Den Baustein „Fehler- und Ergebnisobjekte“ am Übungsfall refaktorieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
7. Den Gesamtstand mit einem Normalfall, einem Fehlerfall und einer gezielten Änderung prüfen; Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
8. Artefakte, Annahmen und offene technische Entscheidungen so dokumentieren, dass der nächste Arbeitsschritt ohne Wissensverlust anschließen kann.

Praxisbezug

Ein fachlicher Anwendungsfall wird ohne Infrastrukturabhängigkeit modelliert und mit Unit-Tests abgesichert.

Kapitel 3: GraphQL-, REST- und Ereignisschnittstellen

Inhaltsverzeichnis

• Schema und Resolver
• Queries und Mutations
• REST-Endpunkte
• Subscriptions und WebSocket
• Fehlerabbildung und Versionierung

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schnittstelle und Verantwortungsgrenze definieren; die Implementierung danach in kleinen, testbaren Schritten ergänzen.
2. Den Baustein „Schema und Resolver“ am Übungsfall entwerfen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
3. Den Baustein „Queries und Mutations“ am Übungsfall implementieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
4. Den Baustein „REST-Endpunkte“ am Übungsfall integrieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
5. Den Baustein „Subscriptions und WebSocket“ am Übungsfall testen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
6. Den Baustein „Fehlerabbildung und Versionierung“ am Übungsfall refaktorieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
7. Den Gesamtstand mit einem Normalfall, einem Fehlerfall und einer gezielten Änderung prüfen; Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
8. Artefakte, Annahmen und offene technische Entscheidungen so dokumentieren, dass der nächste Arbeitsschritt ohne Wissensverlust anschließen kann.

Praxisbezug

Der Anwendungsfall wird über eine API verfügbar gemacht und mit gültigen, ungültigen und parallelen Anfragen geprüft.

Kapitel 4: Erweiterungspunkte und Berechtigungsentscheidungen

Inhaltsverzeichnis

• Service Contributions
• Capability Voters
• Ereignisverarbeitung
• Konfigurierbare Beans
• Abgrenzung zu Kernänderungen

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Qualitätsmerkmale und Randbedingungen gewichten; Strukturentscheidungen anschließend anhand dieser Kriterien treffen.
2. Den Baustein „Service Contributions“ am Übungsfall strukturieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
3. Den Baustein „Capability Voters“ am Übungsfall bewerten, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
4. Den Baustein „Ereignisverarbeitung“ am Übungsfall abgrenzen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
5. Den Baustein „Konfigurierbare Beans“ am Übungsfall begründen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
6. Den Baustein „Abgrenzung zu Kernänderungen“ am Übungsfall überarbeiten, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
7. Den Gesamtstand mit einem Normalfall, einem Fehlerfall und einer gezielten Änderung prüfen; Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
8. Artefakte, Annahmen und offene technische Entscheidungen so dokumentieren, dass der nächste Arbeitsschritt ohne Wissensverlust anschließen kann.

Praxisbezug

Eine Erweiterung wird als Beitrag implementiert, der ohne Fork des Framework-Kerns aktiviert oder ausgetauscht werden kann.

Kapitel 5: Persistenz und Datenmigration

Inhaltsverzeichnis

• Spring Data JDBC
• PostgreSQL
• Repository-Adapter
• Schemaänderungen
• Datenintegrität und konkurrierende Zugriffe

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Schnittstelle und Verantwortungsgrenze definieren; die Implementierung danach in kleinen, testbaren Schritten ergänzen.
2. Den Baustein „Spring Data JDBC“ am Übungsfall entwerfen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
3. Den Baustein „PostgreSQL“ am Übungsfall implementieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
4. Den Baustein „Repository-Adapter“ am Übungsfall integrieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
5. Den Baustein „Schemaänderungen“ am Übungsfall testen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
6. Den Baustein „Datenintegrität und konkurrierende Zugriffe“ am Übungsfall refaktorieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
7. Den Gesamtstand mit einem Normalfall, einem Fehlerfall und einer gezielten Änderung prüfen; Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
8. Artefakte, Annahmen und offene technische Entscheidungen so dokumentieren, dass der nächste Arbeitsschritt ohne Wissensverlust anschließen kann.

Praxisbezug

Ein persistenter Baustein wird mit reproduzierbarer Schemaänderung, Testdaten und Transaktionsprüfung umgesetzt.

Kapitel 6: Integrationstests und Testdaten

Inhaltsverzeichnis

• Spring-Kontexttests
• Repository-Tests
• GraphQL-Tests
• Containerisierte Infrastruktur
• Fehlerszenarien und Wiederholbarkeit

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Risiko und beobachtbares Sollverhalten bestimmen; daraus reproduzierbare Positiv-, Negativ- und Grenztests ableiten.
2. Den Baustein „Spring-Kontexttests“ am Übungsfall ableiten, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
3. Den Baustein „Repository-Tests“ am Übungsfall automatisieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
4. Den Baustein „GraphQL-Tests“ am Übungsfall ausführen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
5. Den Baustein „Containerisierte Infrastruktur“ am Übungsfall auswerten, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
6. Den Baustein „Fehlerszenarien und Wiederholbarkeit“ am Übungsfall stabilisieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
7. Den Gesamtstand mit einem Normalfall, einem Fehlerfall und einer gezielten Änderung prüfen; Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
8. Artefakte, Annahmen und offene technische Entscheidungen so dokumentieren, dass der nächste Arbeitsschritt ohne Wissensverlust anschließen kann.

Praxisbezug

Der vertikale Anwendungsfall wird vom API-Eingang bis zur Datenbank in einer isolierten Testumgebung geprüft.

Kapitel 7: Observability, Betrieb und Deployment

Inhaltsverzeichnis

• Strukturierte Protokollierung
• Metriken und Tracing
• Health Checks
• Konfiguration und Geheimnisse
• Buildartefakt und Rollout

Schritt-für-Schritt-Anleitung

1. Betriebsziel und Verantwortlichkeiten klären; Konfiguration, Überwachung und Wiederherstellung anschließend als zusammenhängenden Prozess aufbauen.
2. Den Baustein „Strukturierte Protokollierung“ am Übungsfall konfigurieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
3. Den Baustein „Metriken und Tracing“ am Übungsfall überwachen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
4. Den Baustein „Health Checks“ am Übungsfall sichern, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
5. Den Baustein „Konfiguration und Geheimnisse“ am Übungsfall wiederherstellen, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
6. Den Baustein „Buildartefakt und Rollout“ am Übungsfall dokumentieren, die Entscheidung begründen und das Zwischenresultat unmittelbar kontrollieren.
7. Den Gesamtstand mit einem Normalfall, einem Fehlerfall und einer gezielten Änderung prüfen; Abweichungen nachvollziehbar protokollieren.
8. Artefakte, Annahmen und offene technische Entscheidungen so dokumentieren, dass der nächste Arbeitsschritt ohne Wissensverlust anschließen kann.

Praxisbezug

Für den neuen Baustein werden Betriebsindikatoren, Alarmbedingungen und eine kontrollierte Bereitstellung definiert.