Seminar Express.js – Architektur und Microservices

Mit wachsendem Funktionsumfang werden Struktur, Verantwortungsgrenzen und Betriebsverhalten wichtiger als die reine Anzahl der Routen. Dieses Seminar untersucht, wie größere Express-Anwendungen so gegliedert werden, dass Teams unabhängig arbeiten können, Änderungen beherrschbar bleiben und der Betrieb nicht an versteckten Abhängigkeiten scheitert.

Ausgangspunkt ist bewusst der modulare Monolith. Erst wenn fachliche Grenzen, Datenhoheit und Kommunikationsverträge belastbar sind, werden Teile als eigenständige Services betrachtet. So entsteht keine verteilte Anwendung um ihrer selbst willen, sondern eine begründete Architektur mit nachvollziehbaren Kosten und Vorteilen.

Seminarziele

Die Teilnehmer lernen, technische und organisatorische Anforderungen in tragfähige Architekturentscheidungen zu übersetzen. Sie können anschließend:

• Module und Servicegrenzen anhand fachlicher Verantwortlichkeiten schneiden.
• Synchronen und asynchronen Datenaustausch einschließlich Fehlerfällen entwerfen.
• Resilienz, Sicherheit und Beobachtbarkeit als Bestandteile der Architektur planen.
• Datenhoheit, Konsistenz und Integrationsverträge zwischen Services festlegen.
• Eine bestehende Express-Anwendung schrittweise und risikoarm modernisieren.

Zielgruppe

Angesprochen sind erfahrene Backend-Entwickler, Lead Developer, Softwarearchitekten und technische Verantwortliche, die Express in größeren Systemen einsetzen. Das Seminar eignet sich besonders für Teams, die einen gewachsenen Monolithen strukturieren, mehrere Anwendungen integrieren oder den Übergang zu Services bewerten.

Voraussetzungen

Vorausgesetzt werden gute Kenntnisse in Express und Node.js, praktische Erfahrung mit REST-APIs, asynchroner Programmierung und automatisierten Tests. Grundkenntnisse zu Containern, Reverse Proxys und relationalen Datenbanken erleichtern den Einstieg in die Betriebs- und Integrationsanteile.

Inhalte

Architektur, Implementierung und Betrieb werden gemeinsam betrachtet, damit Entscheidungen nicht isoliert voneinander getroffen werden.

Architekturgrundlagen und Modulgrenzen

• Qualitätsziele wie Änderbarkeit, Verfügbarkeit, Sicherheit und Lieferfähigkeit priorisieren.
• Schichten, Features und fachliche Module vergleichen und Abhängigkeiten sichtbar machen.
• Modularen Monolithen als kontrollierbare Ausgangsarchitektur aufbauen.
• Entscheidungen, Annahmen und technische Schulden nachvollziehbar dokumentieren.

Servicezuschnitt und Verträge

• Fachliche Fähigkeiten, Datenhoheit und Teamzuständigkeiten als Schnittkriterien verwenden.
• REST-Verträge, Ereignisse und interne Schnittstellen eindeutig versionieren.
• API-Gateway, Backend-for-Frontend und direkte Servicekommunikation gegeneinander abwägen.
• Abwärtskompatibilität und schrittweise Einführung neuer Vertragsversionen planen.

Daten und Konsistenz

• Eigene Datenhaltung pro Service von gemeinsam genutzten Datenbanken abgrenzen.
• Transaktionen, eventual consistency und kompensierende Vorgänge einordnen.
• Idempotenz, Duplikaterkennung und Wiederholbarkeit von Nachrichten sicherstellen.
• Reporting- und Suchanforderungen ohne unkontrollierte Kopplung lösen.

Kommunikation und Resilienz

• Zeitlimits, Wiederholungen, Backoff und Circuit-Breaker-Muster sinnvoll kombinieren.
• Fehlerdomänen, partielle Ausfälle und Überlastung im Entwurf berücksichtigen.
• Synchrone Aufrufe von Ereignissen und Warteschlangen fachlich abgrenzen.
• Graceful Degradation und definierte Ersatzantworten für kritische Pfade entwerfen.

Sicherheit über Servicegrenzen

• Identität, Rollen und Berechtigungen zwischen Gateway und Services weitergeben.
• Vertrauenszonen, Netzwerkgrenzen und Service-zu-Service-Authentifizierung modellieren.
• Geheimnisse, Konfiguration und Zertifikate getrennt vom Anwendungscode verwalten.
• Auditierbare Sicherheitsereignisse und Datenschutzanforderungen berücksichtigen.

Observability und Betrieb

• Strukturierte Logs, Metriken und verteilte Traces mit gemeinsamen Korrelationsdaten verbinden.
• Readiness, Liveness und fachliche Health Checks differenziert einsetzen.
• Reverse Proxy, Load Balancing, horizontale Skalierung und zustandsarme Prozesse planen.
• Fehlerbudgets, Alarmierung und betriebliche Verantwortlichkeiten definieren.

Tests und Modernisierung

• Unit-, Integrations-, Vertrags- und Ende-zu-Ende-Tests nach Risiko auswählen.
• Serviceabhängigkeiten durch Fakes, Testcontainer und kontrollierte Testdaten beherrschen.
• Strangler-Vorgehen, Parallelbetrieb und schrittweise Verkehrsverlagerung anwenden.
• Rollback, Datenmigration und Kompatibilitätsfenster in Release-Pläne aufnehmen.

Praxis und Methodik

Die Teilnehmer zerlegen eine umfangreichere Beispielanwendung zunächst in fachliche Module und entwickeln daraus begründete Servicekandidaten. Für ausgewählte Abläufe werden Verträge, Datenflüsse, Fehlerfälle und Observability-Signale ausgearbeitet und anschließend in Express prototypisch umgesetzt.

Architekturübungen, Code-Reviews und Ausfallsimulationen wechseln sich ab. Dadurch werden Folgen von Entscheidungen sichtbar, bevor sie in realen Projekten teuer werden. Die Übungen fördern einen nüchternen Umgang mit Microservices: so viel Verteilung wie nötig, so wenig wie möglich.