Was ist Full-Stack-Entwicklung?

Bei der Full-Stack-Entwicklung werden sowohl das Frontend als auch das Backend von Anwendungen entwickelt. Jede Anwendung hat eine Frontend-Komponente (für den Benutzer) und eine Backend-Komponente (Datenbank und Logik). Das Frontend enthält die Benutzeroberfläche und den Code für Benutzerinteraktionen mit der Anwendung. Das Backend enthält den gesamten Code, der für die Ausführung der Anwendung erforderlich ist, einschließlich der Integrationen mit Datensystemen, der Kommunikation mit anderen Anwendungen und der Verarbeitung von Daten.

Softwareentwickler benötigen für die Frontend- und Backend-Entwicklung leicht unterschiedliche Fähigkeiten, Tools und Softwarekenntnisse. Bei der Full-Stack-Entwicklung werden jedoch beide Disziplinen kombiniert, d. h. Teams können Anwendungen von Anfang bis Ende auf integrierte und zusammenhängende Weise erstellen. Eine Full-Stack-Anwendung ist eine Softwareanwendung, die sowohl Frontend als auch Backend in einer einzigen Codebasis umfasst. 

Was sind die Vorteile der Full-Stack-Entwicklung?

Unternehmen, die sich für eine Full-Stack-Entwicklungsstrategie entscheiden, profitieren von den folgenden Vorteilen.

Effiziente Ressourcennutzung

Herkömmliche Setups erfordern separate Entwickler für Frontend, Backend, Datenbankmanagement und manchmal sogar für den Serverbetrieb. Full-Stack-Entwickler sind versiert im Umgang mit verschiedenen Aspekten eines Projekts, vom Design der Benutzeroberfläche bis hin zu serverseitigem Scripting und Datenbankmanagement. Dadurch wird die Anzahl der spezialisierten Rollen, die ein Unternehmen besetzen muss, erheblich reduziert, was das Projektmanagement einfacher und effizienter macht. Ein Full-Stack-Entwickler kann sowohl mit Frontend- als auch mit Backend-Webentwicklungsteams kommunizieren, um die Entwicklung von Clientsoftware zu organisieren und zu verwalten. Weniger Entwickler bedeuten oft eine einfachere Koordination zwischen den Teammitgliedern, vereinfachte Managementstrukturen und eine einheitliche Projektvision. 

Flexibilität und Schnelligkeit

Full-Stack-Entwickler sind in der Lage, MVPs (Minimum Viable Products) viel schneller zu erstellen, da sie alle Ebenen der Anwendungsentwicklung beherrschen. Dies ist besonders vorteilhaft in agilen oder schlanken Entwicklungsframeworks, bei denen eine schnelle Iteration entscheidend ist. Die Möglichkeit, Änderungen am Frontend und Backend gleichzeitig vorzunehmen, verkürzt die Markteinführungszeit und ermöglicht es Unternehmen, sich an die Marktanforderungen anzupassen und Geschäftschancen vor der Konkurrenz zu nutzen.

Verbesserte Problemlösung

Die Fähigkeit, Probleme in einem Projekt zu identifizieren, wird verbessert, wenn Sie Full-Stack-Entwickler an Bord haben. Ihr umfassendes Verständnis der Systemarchitektur und mehrerer Programmiersprachen ermöglicht es ihnen, Engpässe, Konflikte oder Ineffizienzen zu erkennen, die spezialisierten Entwicklern möglicherweise entgehen. Außerdem können sie problemlos zwischen Frontend- und Backend-Entwicklung wechseln, was eine flexible Ressourcenzuweisung ermöglicht - was besonders in Notfällen nützlich ist.

Welche Technologien werden bei der Full-Stack-Entwicklung verwendet?

Die Technologien, die ein Full-Stack-Entwickler verwendet, ändern sich je nach Schwerpunktbereich. Im Folgenden werden die Unterschiede zwischen Frontend- und Backend-Technologien erläutert.

Frontend-Technologie

Die Frontend-Technologie (oder Clientsoftware) konzentriert sich auf die kundenseitige Seite der Entwicklung. Sie codieren alle Teile der grafischen Benutzeroberfläche (GUI) oder die Features, mit denen die Benutzer über die Frontend-Technologie interagieren.

Die gängigsten Frontend-Sprachen sind:

  • Hypertext Markup Language (HTML)
  • Cascading Style Sheets (CSS)
  • JavaScript

Mit HTML können Sie Webseiten und deren Inhalt strukturieren. Sie verwenden CSS, um den Inhalt zu gestalten und umfassendere Layouts oder Strukturen zu schaffen. Schließlich können Sie mit JavaScript interaktive Features zu einer Webseite hinzufügen und so dynamische Inhalte für die Benutzer erstellen.

Backend-Technologie

Die Backend-Technologie (oder Server-Software) koordiniert den Informationsaustausch zwischen dem Frontend und dem Server, auf dem eine Webseite läuft. Er ermöglicht einer Anwendung die Kommunikation mit dem Hauptserver. Die gängigsten Backend-Sprachen sind Hypertext Preprocessor (PHP), Ruby, Java und Python. Es gibt jedoch noch viele weitere Programmiersprachen und Technologien, die für unterschiedliche Anforderungen eingesetzt werden können. 

Sie können die Backend-Technologie in drei Unterebenen gruppieren:

API-Ebene

Die API-Ebene empfängt Interaktionen vom Frontend und übermittelt diese dann an die Speicherebene. Diese Ebene fungiert als Brücke zwischen dem Frontend und dem Backend.

Speicherebene

Die Speicherebene verwaltet und speichert alle Anwendungsdaten. Sie wird mit Datenbanken kommunizieren, um Daten zu schreiben und zu lesen, und gleichzeitig den Zugriff auf Daten ermöglichen. Eine Benachrichtigungsebene sendet Benachrichtigungen vom Fronted an das Backend und umgekehrt. Dies ermöglicht einer Anwendung, zu kommunizieren und Antworten auszulösen.

Ebene der Geschäftslogik

Die Geschäftslogikebene ist der Hauptkern des Backends. Backend-Entwickler konfigurieren die Verarbeitungslogik in dieser Schicht und ändern die Antwort, die eine bestimmte API-Anfrage liefert.

Fähigkeiten als Full-Stack-Entwickler

Sie müssen sich auf Informatik spezialisieren, um ein Full-Stack-Entwickler zu werden. Full-Stack-Entwickler verfügen über ein hohes Maß an Kompetenz sowohl in Frontend- als auch in Backend-Sprachen. Sie beherrschen HTML, CSS, JavaScript, NodeJS, ExpressJS, Django und PHP. Ebenso verstehen Full-Stack-Entwickler verschiedene Datenbankmanagementsysteme (DBMS) wie MySQL, PostgreSQL , MongoDB und mehr.

Bei der Full-Stack-Webentwicklung geht es nicht nur um Programmierung, sondern auch um eine Reihe von Soft Skills wie Zusammenarbeit, effektive Kommunikation, Planung und vieles mehr.

Was sind Full-Stack-Entwicklungsframeworks?

Ein Framework ist eine Sammlung wiederverwendbarer Softwarekomponenten, die den Zeitaufwand für die Erstellung neuer Anwendungen verringert. Dazu gehören Ressourcen wie Code-Bibliotheken, Compiler, Debugger und APIs. Der Einsatz von Frameworks trägt dazu bei, die Codequalität zu verbessern, die Entwicklungszeit zu verkürzen und die Software-Sicherheit zu gewährleisten. Im Folgenden finden Sie einige gängige Frameworks, die Sie in der Full-Stack-Entwicklung finden. Die Liste ist nicht vollständig - sie gibt nur einen Überblick über gängige Frameworks.

Ruby on Rails

Ruby on Rails oder Rails ist ein in Ruby geschriebenes Webanwendungs-Framework. Sie hat viele Paradigmen in der Welt der Webentwicklung populär gemacht, darunter Convention over Configuration (CoC) und Don't Repeat Yourself (DRY). Rails ist Full-Stack in dem Sinne, dass es sowohl die Frontend- als auch die Backend-Entwicklung ermöglicht. Im Lieferumfang ist alles enthalten, was Sie zum Erstellen einer Webanwendung benötigen, von Routing und Controllern bis hin zu Ansichten und Datenbankmigrationen. Es bietet zahlreiche Gems (Bibliotheken), um seine Funktionalität zu erweitern.

Django

Django ist ein High-Level-Python-Web-Framework, das die schnelle Entwicklung und ein sauberes, pragmatisches Design fördert. Django folgt der Batterien-inbegriffen-Philosophie und bietet nahezu alles, was Entwickler von Beginn an benötigen. Da es in Python geschrieben ist, kann es leicht in andere Python-Bibliotheken integriert werden. Es ist auch eine gute Wahl für Projekte, die Machine Learning, Datenanalyse und andere komplexe Aufgaben beinhalten können. Django übernimmt einen Großteil der Konfiguration selbst, so dass sich die Entwickler ausschließlich auf die Anwendungsentwicklung konzentrieren können. Es wird häufig für die Entwicklung robuster und skalierbarer Webanwendungen verwendet.

Spring Boot

Spring Boot ist eine Erweiterung des Spring-Frameworks, die die Ersteinrichtung und den Entwicklungsprozess vereinfachen soll. Spring Boot ist in Java geschrieben und konzentriert sich auf die schnelle Erstellung produktionsreifer Anwendungen, indem es einen Großteil des für die Java-Entwicklung charakteristischen Boilerplate-Codes und der Konfiguration eliminiert. Sie ist hochflexibel und mit fast allen Anwendungsanforderungen kompatibel und eignet sich daher gut für die Entwicklung von Anwendungen auf Unternehmensebene.

Laravel

Laravel ist ein elegantes und gut dokumentiertes PHP-Webanwendungs-Framework. Es bietet eine saubere, intelligente Syntax, die sich darauf konzentriert, Webentwicklungsaufgaben einfacher und schneller zu machen. Laravel bietet eine Vielzahl von Funktionen, die denen von Ruby on Rails ähneln, darunter unter anderem ORM, Routing, Caching und Authentifizierung. Die robuste Sammlung von Bibliotheken und integrierten Methoden beschleunigen die Entwicklung und Wartung von Web-Apps.

Was sind einige beliebte Stacks in der Full-Stack-Entwicklung?

Ein Stack ist ein Bündel verschiedener Softwaretechnologien, die ein Full-Stack-Entwickler gleichzeitig für die schnelle Anwendungsentwicklung nutzen kann. Jeder Stack hat normalerweise ein zugehöriges Betriebssystem, einen Datenbankserver, eine Programmiersprache und einen Webserver.

Nachfolgend sind gängige Stacks aufgeführt, die Sie in der Full-Stack-Entwicklung finden können.

LAMP-Stack

Linux, Apache, MySQL und PHP bilden den LAMP-Stack. Anwendungen, die mit der LAMP-Architektur erstellt wurden, funktionieren wie folgt.

  1. Der Apache-Webserver empfängt eine Anfrage und führt sie aus, wenn sie statisch ist, oder leitet die Anfrage an die PHP-Komponente weiter, wenn sie dynamisch ist.
  2. Die PHP-Schicht verarbeitet die Anfrage oder ruft Informationen ab, die in der verbundenen MySQL-Datenbank gespeichert sind. 
  3. Sie übergibt die Ergebnisse in HTML an den Webserver und speichert bei Bedarf neue Daten in der MySQL-Datenbank. 
  4. Apache HTTP sendet die dynamischen Ergebnisse an den Browser des Benutzers.

MEAN-Stack

Der MEAN-Stack ist eine LAMP-Alternative, die aus MongoDB, Express.js, Angular und Node.js besteht. Sie basiert auf Java-Technologien.

Wenn ein Benutzer mit einer MEAN-Anwendung interagiert:

  1. Angular sendet die Anfrage an die Express.js-Komponente. 
  2. Der Anwendungsserver ruft Daten aus der MongoDB-Datenbank ab. 
  3. Die JSON-Antwort wird dann an Angular zurückgegeben, das die Antwort für den Benutzer in seinem Browser rendert. 

Sie können auch eine Variante des MEAN-Stacks namens MERN verwenden, bei der Sie Angular.js durch React.js ersetzen. Eine weitere Variante könnte MEVN sein, das Vue.js verwendet.

LEMP-Stack

LEMP verwendet vier Open-Source-Technologien: Linux, Nginx, MySQL und PHP. Der Nginx-Webserver nimmt HTTP-Anfragen entgegen und leitet sie an die PHP-Komponente weiter. Das PHP-Backend erzeugt eine Antwort und konsultiert die MySQL-Datenbank, um Daten zu finden oder zu verwalten. Anschließend leitet es die Antwort zurück an den Nginx-Webserver, der sie dem Benutzer anzeigt.

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