1. Autokonfiguration
2. Ein Opinionated-Konfigurationsansatz
3. Die Fähigkeit, eigenständige Anwendungen zu erstellen

Das Zusammenspiel dieser Funktionen ermöglicht die Installation einer Spring basierten Anwendung mit minimalem Konfigurations- bzw. Einrichtungsaufwand, worauf ich nachfolgend näher eingehe. Mit einem breiten Spektrum an Funktionalitäten ist es eine ganzheitliche Lösung, wobei die Entkopplung der Applikationskomponenten im Vordergrund steht.

Was ist das Spring Framework und was stellt Spring Boot damit an?

Ein Spring Framework bietet eine Abhängigkeitsinjektionsfunktion, mit der Objekte ihre eigenen Abhängigkeiten definieren können.Der Spring-Container injiziert diese nachfolgend. So kann man als Entwickler modulare Anwendungen erstellen, die aus losen verbundenen Komponenten bestehen. Diese eignen sich ideal für Microservices und verteilte Netzanwendungen.

Das Spring Framework bietet auch die integrierte Unterstützung für typische Aufgaben, die eine Anwendung ausführen muss. Beispiele hierfür sind Datenbindung, Typumsetzung, Prüfung und Bewertung, Ausnahmebehandlung, Ressourcen- und Ereignismanagement und vielem mehr. Darüber hinaus lässt es sich mit verschiedenen Java EE-Technologien wie RMI (Remote Method Invocation), AMQP (Advanced Message Queuing Protocol), Java Web Services und anderen integrieren. Alles in allem liefert das Spring Framework Entwicklern alle Tools und Funktionen, die man benötigt, um lose verbundene, plattformunabhängige Java EE-Anwendungen zu erstellen, die man in den verschiedensten Umgebungen ausführen kann. So leistungsfähig und umfassend das Spring Framework auch ist, so viel Zeit und Know-How erfordert es, Spring-Anwendungen sauber zu konfigurieren, einzurichten und bereitzustellen. Spring Boot verringert diesen Aufwand mit den bereits zu Beginn erwähnten drei wichtigen Funktionen.

Autokonfiguration in Spring Boot

Unter der Autokonfiguration verstehen man die Initialisierung von Anwendungen mit voreingestellten Abhängigkeiten ohne den manuellen Eingriff eines Entwicklers. Da Java Spring Boot über integrierte Autokonfigurationsfunktionen verfügt, konfiguriert es sowohl das zugrunde liegende Spring Framework als auch die Pakete von Drittanbietern automatisch auf der Grundlage der eigenen individuellen Einstellungen. Dies trägt auch zur grundlegenden Fehlervermeidung bei. Auch wenn man die Standardeinstellungen nach Abschluss der Initialisierung überschreiben kann, ermöglicht die Autokonfigurationsfunktion von Java Spring Boot einen schnellen Start bei der Entwicklung von Spring-basierten Anwendungen. Dies reduziert die Möglichkeit menschlicher Fehler.

Opinionated-Konfigurationsansatz

Der Optionated-Ansatz bei Spring Boot findet Anwendung beim Hinzufügen und bei der Konfiguration von Steuer-Abhängigkeiten, basierend auf den Projektanforderungen. Spring Boot wählt nach eigenem Ermessen die passenden Pakete zur Installation aus und setzt auch die Standardwerte, ohne dass ein nachträgliches manuelles Eingreifen erforderlich ist.

Man kann die Anforderungen des jeweiligen Projekts während des Initialisierungsprozesses definieren. Dabei wählt man zwischen mehreren Starter-Abhängigkeiten (den Spring Starters) die typische Anwendungsfälle abdecken. Man startet den Spring Boot Initializr (Das ist kein Rechtschreibfehler 😉 ), indem man ein einfaches Webformular ausfüllt. Alles erst einmal ohne zu programmieren und ohne Code.

Mit der Starter-Abhängigkeit „Spring Web“ kann man beispielsweise Spring-basierte Webanwendungen mit minimaler Konfiguration erstellen, indem man im Projekt alle erforderlichen Abhängigkeiten – wie den Apache Tomcat Webserver – hinzufügt. „Spring Security“ ist eine weitere vielfach eingesetzte Starter-Abhängigkeit, die automatisch Authentifizierungs- und Zugriffskontrollfunktionen zur Verfügung stelllt. Spring Boot enthält von Haus aus über 50 Spring-Starter, und viele weitere Starter von Drittanbietern sind ebenfalls verfügbar.

Eigenständige Anwendungen

Spring Boot hilft Entwicklern, Anwendungen zu erstellen, die einfach funktionieren. Insbesondere kann man damit eigenständige Anwendungen erstellen, die ohne einen externen Webserver auskommen, indem man einen Webserver wie Tomcat oder Netty während des Initialisierungsprozesses in der eigenen Anwendung einbettet. So kann man die Anwendung auf jeder Plattform starten, indem man einfach auf den Befehl „Ausführen“ klickt. Man kann aber auch auf diese Funktion verzichten, indem man dies in der Konfiguration deaktiviert.

Fazit

In der Praxis ist die Verwendung von Spring Boot durchaus zu empfehlen. Außer man hat vor, eine sehr spezielle Konfiguration zu implementieren. Man kann weiterhin das vielfach eingesetzte Annotationssystem von Spring Framework verwenden, mit dem man auf einfache Weise zusätzliche Abhängigkeiten (deren Abdeckung nicht von Spring Starters gewährleistet ist) in die Anwendung implementieren kann. Auch hat man weiterhin Zugriff auf alle Spring Framework-Funktionen, einschließlich der einfachen Ereignisverarbeitung, Prüfung und Bewertung, Datenbindung, Typumsetzung und der integrierten Sicherheits- und Testfunktionen. Kurz zusammengefasst – Wenn die Abdeckung des Projektumfangs lediglich ein Spring Starter gewährleistet, kann Spring Boot die Entwicklung signifikant rationalisieren.

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Die Programmiersprache Java dient innerhalb der Java-Technologie vor allem zum Formulieren von Programmen. Diese liegen zunächst als reiner, menschenverständlicher Text vor, dem sogenannten Quellcode. Dieser Quellcode ist nicht direkt ausführbar. Erst der Java-Compiler, der Teil des Entwicklungswerkzeugs ist, übersetzt es in die Maschinensprache Java-Bytecode. Die Maschine, die diesen Bytecode ausführt, ist jedoch typischerweise virtuell. Folglich findet die Ausführung nicht direkt über die Hardware bzw. etwa einem Mikroprozessor ausgeführt, sondern durch entsprechende Software auf der Zielplattform.

Zweck der Virtualisierung ist die Plattformunabhängigkeit. Das Programm soll ohne weitere Änderung auf jeder Rechnerarchitektur laufen, wenn dort eine passende Laufzeitumgebung installiert ist. Oracle selbst bietet Laufzeitumgebungen für die Betriebssysteme Linux, macOS, Solaris und Windows an. Andere Hersteller lassen eigene Java-Laufzeitumgebungen für ihre Plattform zertifizieren. Auch in Autos, HiFi-Anlagen und anderen elektronischen Geräten wird Java verwendet.

Um die Ausführungsgeschwindigkeit zu erhöhen, werden Konzepte wie die Just-in-time-Kompilierung und die Hotspot-Optimierung verwendet. In Bezug auf den eigentlichen Ausführungsvorgang kann die JVM den Bytecode so interpretieren, bei Bedarf jedoch auch kompilieren und optimieren.

Eine kurze Zeitreise

Im Grunde genommen ist es eine Person, die für die Entstehung der objektorientierten Programmiersprache Java verantwortlich ist. James Gosling.

James Gosling schloss sein Studium an der University of Calgary im Jahr 1977 mit dem Bachelor of Science in Informatik ab. Sechs Jahre später erhielt er den Doktortitel. Während seiner Doktorarbeit schrieb er 1981 den ersten Emacs für Unix-Systeme in C. Seine Implementierung wurde unter dem Namen Gosling Emacs (Gosmacs) bekannt. Neben Compilern und Mailsystemen erfand er bei Sun Microsystems in den 80ern gemeinsam mit David S. H. Rosenthal auch das nicht mehr weiterentwickelte Windowing-System „NeWS (Network extensible Window System)“, welches ursprünglich unter dem Namen SunDew bekannt war.

Bei seiner Arbeit von 1984 bis 2010 arbeitete Gosling bei Sun Microsystems, in dieser Zeit entwarf er auch das originäre Design von Java. Den Grundstein für diese Programmiersprache hatte er bereits während seines Studiums gelegt. Dort entwickelte er auch eine virtuelle CPU, die P-Code als Maschinensprache ausführte. Das Konzept dieser Pseudo-Maschine übertrug Gosling später auf die architekturneutrale Ausführung weitverbreiteter Programme.

Im Jahr 2005 erhielt Gosling den Titel zum Chief Technical Officer der Produktentwicklung bei Sun Microsysems.

Java als Open Source bzw. Freie Software

Sun hatte zugesichert, die JDK unter der GNU General Public License zu veröffentlichen. mit der Übernahme durch Oracle wurde auch die offene Lizenzierung übernommen. Am 13. November 2006 haben sie erste Teile der JDK bereits mit dem Compiler javac und der Hotspot Virtual Machine als Open Source veröffentlicht. Zudem hat man mit OpenJDK eine Community-Seite eröffnet, mit deren Hilfe man die Entwicklung koordinierte. Am 8. Mai 2007 folgten große Teile des „Java-SE“-Quellcodes zum Erstellen eines JDK. Eine Ausnahme stellte solcher Code dar, für den Sun nicht die nötigen Rechte besaß, um diesen freizugeben. Dieser liegt somit nur in kompilierter Form vor. Ebenfalls kündigte Sun an, dass Entwicklungen auf Grundlage des OpenJDK das „Java Compatible“-Logo führen, wenn sie nach dem „Java Compatibility Kit“ (JCK) zertifiziert sind.

Zuvor hat man den Quelltext von Java unter anderem bei jedem JDK mitgeliefert und ermöglichte so zwar Einsicht, doch man durfte diesen nicht beliebig modifizieren. Aus diesem Grund gibt es neben den offiziellen JCP auch diverse unabhängige Vereinigungen, die es sich zum Ziel gesetzt haben, ein unter einer freien Open-Source-Lizenz gestelltes Java bereitzustellen. Die bekanntesten dieser Projekte sind Apache Harmony, Kaffe und das GNU-Classpath-Projekt gewesen. Gegenwärtig gibt es neben OpenJDK noch eine weitere große Implementierung, die aktuelle Java Releases veröffentlicht, Eclipse OpenJ9. Diese JVM-Implementierung hat IBM an die Eclipse Foundation übergeben. OpenJ9 steht mehrfachlizenziert unter EPL 2.0, Apache 2.0 und GNU 2.0 with Classpath Exception zur Verfügung. Darüber aber mehr in meinem Eclipse Beitrag.

Java ist mitunter eines der populärsten Programmiersprachen. In dem seit 2001 veröffentlichten TIOBE-Index lag Java bis 2020, konkurrierend mit C, stets auf den ersten beiden, seit 2021 mit zusätzlicher Konkurrenz von Python, auf den ersten drei Plätzen des Rankings. Nach dem RedMonk-Programmiersprachenindex 2019 liegt Java zusammen mit Python auf dem zweiten Platz nach JavaScript.

Das Grundkonzept von Java

Der Entwurf der Programmiersprache strebte hauptsächlich fünf Ziele an:

1. Sie soll eine einfache, objektorientierte, verteilte und vertraute Programmiersprache sein.
   Java ist im Vergleich zu anderen objektorientierten Programmiersprachen wie C++ oder C# einfacher, da es einen reduzierten Sprachumfang besitzt und beispielsweise Operatorüberladung und Mehrfachvererbung nicht unterstützt.
   
2. Sie soll robust und sicher sein.
   Viele der Designentscheidungen bei der Definition von Java reduzieren die Wahrscheinlichkeit ungewollter Systemfehler. Beispiele dafür sind die starke Typisierung, Garbage Collection, Ausnahmebehandlung sowie der Verzicht auf Zeigerarithmetik. Für die Sicherheit stehen Konzepte wie der Class-Loader, der die sichere Zuführung von Klasseninformationen zur Java Virtual Machine steuert und der Security-Manager, die sicherstellen, dass nur Zugriff auf Programmobjekte erlaubt wird, für die entsprechende Rechte vorhanden sind.
   
3. Sie soll architekturneutral und portabel sein.
   Java ist so entwickelt, dass dieselbe Version eines Programms prinzipiell auf einer beliebigen Computerhardware läuft, unabhängig von ihrem Prozessor oder anderen Hardwarebestandteilen. Zusätzlich zur Architekturneutralität ist es portabel. Folglich sind elementare Datentypen sowohl in ihrer Größe und der internen Darstellung als auch in ihrem arithmetischen Verhalten standardisiert. Beispielsweise ist ein float immer ein IEEE 754 Float von 32 Bit Länge. Dasselbe gilt beispielsweise auch für die Klassenbibliothek, mit deren Hilfe man eine vom Betriebssystem unabhängige GUI erzeugen kann.
   
4. Sie soll sehr leistungsfähig sein.
   Java hat aufgrund der Optimierungsmöglichkeit zur Laufzeit das Potenzial, eine bessere Performance als auf Compilezeit-Optimierungen begrenzte Sprachen (C++ und andere Sprachen) zu erreichen. Dem entgegen steht der Overhead durch die Laufzeitumgebung, sodass die Leistungsfähigkeit von beispielsweise C++-Programmen in einigen Kontexten übertroffen, in anderen aber nicht erreicht wird. Um die Leistungsfähigkeit zu gewährleisten, kann man in der Java Virtual Machine (JVM) die Performance messen.
   
5. Sie soll interpretierbar, parallelisierbar und dynamisch sein.
   Wie mehrfach erwähnt, finden die Kompilierung im maschinenunabhängigen Bytecode statt. Dieser wiederum kann auf der Zielplattform interpretiert werden. Die Java Virtual Machine interpretiert Bytecode, bevor sie es aus Performancegründen kompiliert und optimiert. Die Parallelisierbarkeit erreicht es durch die Unterstützung von Multithreading. Also durch den parallelen Ablauf von eigenständigen Programmabschnitten. Dazu bietet die Sprache selbst die Schlüsselwörter synchronized und volatile – Konstrukte, die das „Monitor & Condition Variable Paradigma“ von C. A. R. Hoare unterstützen. Die Klassenbibliothek enthält weitere Unterstützungen für parallele Programmierung mit Threads. Moderne JVMs bilden einen Java-Thread auf Betriebssystem-Threads ab und profitieren somit von Prozessoren mit multiplen Rechenkernen. Die Dynamik erreicht es durch den Aufbau. Vor allem durch die Dynamik bzw. der Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Rahmenbedingungen anzupassen. Da die Module erst zur Laufzeit gelinkt werden, können beispielsweise Teile der Software (etwa Bibliotheken) neu ausgeliefert werden, ohne die restlichen Programmteile anpassen zu müssen. Man kann Interfaces als Basis für die Kommunikation zwischen zwei Modulen einsetzen, während sich die eigentliche Implementierung dynamisch und beispielsweise auch während der Laufzeit ändern kann.

Objektorientierung

Die Grundidee der objektorientierten Programmierung ist, Daten und zugehörige Funktionen möglichst eng in einem sogenannten Objekt zusammenzufassen und nach außen hin zu kapseln (Abstraktion). Die Absicht dahinter ist, große Softwareprojekte einfacher zu verwalten und die Qualität der Software zu erhöhen. Ein weiteres Ziel der Objektorientierung ist ein hoher Grad der Wiederverwendbarkeit von Softwaremodulen.

Ein neuer Aspekt von Java gegenüber beispielsweise der objektorientierten Programmiersprache C++ ist die explizite Unterscheidung zwischen Schnittstellen und Klassen, die man durch entsprechende Schlüsselwörter interface und class ausdrückt. Es unterstützt kein Erben von mehreren unabhängigen Basisklassen (sogenannte „Mehrfachvererbung“ wie in C++ oder Eiffel üblich), wohl aber das Implementieren einer beliebigen Zahl von Schnittstellen, womit sich viele der entsprechenden Probleme lösen lassen. Dabei kann man Methodensignaturen und Standardimplementierungen von Methoden an die abgeleiteten Klassen weitergeben, jedoch keine Attribute.

Es ist nicht vollständig objektorientiert, da die Grunddatentypen (int, boolean usw.) keine Objekte sind. Dies hängt mit der Syntax zusammen. Die Semantik, Grammatik und Syntax von Java sind in der Java Language Specification (Java-Sprachspezifikation) von Sun Microsystems dokumentiert. Das folgende Beispielprogramm gibt die unter Entwicklern bzw. Programmierern klassische Meldung „Hallo Welt!“, gefolgt von einem Zeilenumbruch, auf dem Ausgabemedium aus. Mittels Autoboxing kann man in die entsprechenden Objekttypen und umgekehrt umwandeln.

Reflexion

Reflexion (englisch reflection) bedeutet in der Programmierung, dass ein Programm die eigene Struktur kennt (englisch introspection) und/oder diese modifizieren kann (englisch intercession). Auch Java bietet eine Reflexion-API als Bestandteil der Laufzeitumgebung an. Damit ist es möglich, zur Laufzeit auf Klassen und Methoden zuzugreifen, deren Existenz oder genaue Ausprägung zur Zeit der Programmerstellung nicht bekannt war. Häufig wird diese Technik im Zusammenhang mit dem Entwurfsmuster Fabrikmethode (Factory Method) angewandt.

Annotationen

Annotationen erlauben die Notation von Metadaten und ermöglichen bis zu einem gewissen Grad benutzerdefinierte Spracherweiterungen. Sinn der Annotationen ist unter anderem die automatisierte Erzeugung von Code und anderen in der Software-Entwicklung wichtigen Dokumenten für wiederkehrende Muster anhand kurzer Hinweise im Quelltext. Früher hat man dafür ausschließlich Javadoc-Kommentare mit speziellen JavaDoc-Tags verwendet, deren Auswerung von Doclets wie zum Beispiel dem XDoclet stattgefunden hat.

Annotationen können auch in den kompilierten Class-Dateien enthalten sein. Für die Verwendung wird der Quelltext folglich nicht benötigt. Insbesondere sind die Annotationen auch über die Reflection-API zugänglich. Man kann sie beispielsweise zur Erweiterung des Bean-Konzeptes verwenden. Doch darüber schreibe ich in naher Zukunft einen gesonderten Beitrag.

Wo findet Java Einsatz?

Webanwendungen

Anwendungen, die man auf einem Webserver lädt, startet und die beim Benutzer in einem Webbrowser ablaufen bzw. dargestellt werden. Üblicherweise läuft ein Teil der Webanwendung auf dem Server (die Geschäftslogik und Persistenz) und ein anderer Teil im Webbrowser (die Logik der grafischen Benutzeroberfläche). Der Serverteil wird üblicherweise vollständig in Java geschrieben, der Browserteil üblicherweise in HTML und JavaScript. Es ist jedoch auch möglich, Java-Webanwendungen inklusive GUI-Logik vollständig in Java zu schreiben (siehe z. B. Google Web Toolkit oder die Remote Application Platform). Bekannte Beispiele für Java-Webanwendungen sind Twitter, Jira, Jenkins. Zwar nicht vollständig, aber Gmail ist zu großen Teilen auch damit geschrieben.

Desktop-Anwendungen

Unter Desktop-Anwendungen oder Applikationen fasst man normale Desktop-Programme zusammen. Sowohl Internet-Kommunikationsprogramme als auch Spiele und/oder Office-Anwendungen, die auf einem normalen PC laufen, haben diese Bezeichnung. Bekannte Beispiele für Java-Desktop-Anwendungen sind die integrierte Entwicklungsumgebung Eclipse oder das mittlerweile von Microsoft aufgekaufte Computerspiel Minecraft.

Applets

Java-Applets sind Anwendungen, die man normalerweise in einem Webbrowser ausführt. Sie sind üblicherweise auf einen durch ein spezielles HTML-Tag definierten Bereich einer Webseite beschränkt. Voraussetzung für die Ausführung der Applets ist ein Java-fähiger Browser. Eine Unterstützung dieser Anwendungsform liegt seit der Version 11 nicht mehr vor.

Apps

Apps sind kleinere Applikationen für mobile Endgeräte wie Handys, Smartphones, PDAs oder Tablets. Sie laufen üblicherweise auf speziellen, für die Ausführung von Java-Anwendungen optimierten Plattformen wie Java ME. Native Apps für das Android Betriebssystem von Google sind in der Regel auch damit programmiert, basieren aber auf einer abweichenden Klassenbibliotheks-API.

Entwicklungsumgebungen

Es gibt eine große Vielfalt von Entwicklungsumgebungen für Java, sowohl proprietäre als auch Open Source. Die meisten Entwicklungsumgebungen dafür sind selbst ebenfalls in Java geschrieben.

Die bekanntesten Open-Source-Umgebungen sind das von der Eclipse Foundation bereitgestellte Eclipse und das von Sun entwickelte NetBeans.

Unter den kommerziellen Entwicklungsumgebungen sind IntelliJ IDEA von JetBrains, siehe meinen Beitrag, JBuilder von Borland sowie JCreator und das auf NetBeans basierende Sun ONE Studio von Sun, am verbreitetsten. Außerdem gibt es noch eine Version von Eclipse, die von IBM unter dem Namen WebSphere Studio Application Developer („WSAD“) vertrieben wurde und ab Version 6.0 Rational Application Developer („RAD“) heißt. Auch in XCode von Apple lässt sich damit schreiben. Doch zu empfehlen ist es eher nicht, da es primär für C++ und C optimiert ist.

Sehr viele Texteditoren bieten Unterstützung dafür, darunter Emacs, jEdit, Atom (Ist aufgrund eines Hacks nicht mehr verfügbar 😉 ), Visual Studio Code, Vim und Notepad++, über die ich in zukünftigen Beiträgen schreibe.

Compiler

Ein Compiler übersetzt Java-Quellcode (Dateiendung „.java“) in einen ausführbaren Code. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Bytecode- und Nativecode-Compilern. Einige Laufzeitumgebungen verwenden einen JIT-Compiler, um zur Laufzeit den Bytecode häufig genutzter Programmteile in nativen Maschinencode zu übersetzen.

Bytecode Compiler

Im Normalfall übersetzt der Java-Compiler die Programme in einen nicht direkt ausführbaren Bytecode (Dateiendung „.class“), den die Java Runtime Environment (JRE) später ausführt. Die HotSpot-Technologie kompiliert den Bytecode zur Laufzeit in nativen Prozessorcode und optimiert diesen abhängig von der verwendeten Plattform. Diese Optimierung findet dabei nach und nach statt, sodass der Effekt auftritt, dass Programmteile nach mehrmaliger Abarbeitung schneller werden. Andererseits führt diese Technik, die ein Nachfolger der Just-in-time-Kompilierung ist, dazu, dass man mit Java-Bytecode, Anwendungen theoretisch genauso schnell wie nativ kompilierte Programme ausführen kann.

Native Compiler

Es existieren auch Compiler für Java, die Quelltexte oder den Bytecode in „normalen“ Maschinencode übersetzen können, sogenannte Ahead-of-time-Compiler. Nativ kompilierte Programme haben den Vorteil, keine JavaVM mehr zu benötigen aber auch den Nachteil, nicht mehr plattformunabhängig zu sein.

Beispiele für native Java Compiler waren Excelsior JET (eingestellt, bis Java SE 7), sowie GNU Compiler for Java (GCJ, eingestellt, bis J2SE 5.0) wie MinGW, Cygwin oder JavaNativeCompiler (JNC).

Wrapper

Als weitere Möglichkeit kann das Java-Programm in ein anderes Programm „eingepackt“ (englisch to wrap) werden. Unter anderem nennt man dies auch Adapter. Diese äußere Hülle dient dann als Ersatz für ein Java-Archiv. Sie sucht selbständig nach einer installierten Java-Laufzeitumgebung, um das eigentliche Programm zu starten und informiert den Benutzer darüber, wo er eine Laufzeitumgebung herunterladen kann, sofern noch keine installiert ist. Es ist also immer noch eine Laufzeitumgebung nötig, um das Programm starten zu können, aber der Anwender erhält eine verständliche Fehlermeldung, die ihm weiterhilft.

Java Web Start ist ein etwas eleganterer und standardisierter Ansatz für diese Lösung. Es ermöglicht die einfache Aktivierung von Anwendungen und garantiert, dass immer die neueste Version der Anwendung ausgeführt wird. Dadurch bleiben einem durch die Automatisierung komplizierte Installations- oder Aktualisierungsprozeduren erspart.

Beispiele für Java-Wrapper sind JSmooth oder Launch4J. JBuilder von Borland und NSIS sind ebenfalls in der Lage, einen Wrapper für Windows zu erstellen.

Fazit

Ein Fazit gibt es hierfür nicht, da ich es mir nicht anmaße, etwas zu beurteilen, dass ich noch nicht zu einem großen Teil verstehe. In diesem Zusammenhang vielleicht in den zukünftigen Beiträgen zu finden.

Der Beitrag Java – Endlose Möglichkeiten der Softwareentwicklung erschien zuerst auf CEOsBay.

Was ist Mastodon?

Mastodon, 2016 von dem deutschen Softwareentwickler, Eugen Rochko, aus Berlin, gegründet. Im Gegensatz zu den beliebten kommerziellen Social-Media-Plattformen, ist Mastodon Open Source. Folglich dient die Anwendung im Idealfall dem Ziel, der Öffentlichkeit einen Mehrwert zu schaffen und nicht primär irgendwelchen Aktionären.

Den Begriff Open Source habe ich bereits mehrfach in meinen Beiträgen erwähnt und werde es in einem der nachfolgenden Beiträge genauer erklären. Laut seiner Aussagen in seinem Blog arbeitete Eugen Rochko 5 Jahre lang als Einzelunternehmer an dem Projekt, mit dem er unter anderem auch seinen Lebensunterhalt bestritt, bevor er sich als Angestellter des gegründeten Unternehmens ein Gehalt ausgezahlt hat. 8 Jahre sollen die juristischen Angelegenheiten für die ordnungsgemäße Gründung gefressen haben.

(Hatte ich schon erwähnt, wie toll Deutschland als Gründungsland und Tech-Standort funktioniert? 😉)

Laut seiner Aussagen, konnten mehr Ressourcen für Dinge wie die Einstellung zusätzlicher Entwickler, UX-Designer, die Entwicklung offizieller Apps usw. aufgebracht werden. Im Juni 2021 konnte dann die Mastodon gGmbH (gemeinnützige Gesellschaft mit beschränkter Haftung) offiziell eingetragen werden. Eine kurze Erklärung, was eine gGmbH ist, erfolgt gleich im Anschluss.

Was ist eine gGmbH?

Eine gemeinnützige Gesellschaft mit beschränkter Haftung ist im Grunde genommen ähnlich strukturiert wie eine gewinnorientierte Gesellschaft mit beschränkter Haftung.

Mit ein paar wichtigen Unterschieden:

• Die Gründungsurkunde der Gesellschaft ist so verfasst, dass die Tätigkeit der Gesellschaft auf Ziele ausgerichtet ist, die der Allgemeinheit zugute kommen
• Die Gesellschafter dürfen keine Einkünfte aus der Tätigkeit der Gesellschaft erhalten und können höchstens die Gelder abheben, die sie ursprünglich eingezahlt haben
• Die Mitarbeiter dürfen keine außerordentlich hohen Löhne erhalten und die Gesellschaft kann Spenden erhalten, die dann steuerfrei sind, obwohl alle anderen Einkünfte, die nicht der Definition einer Spende entsprechen, weiterhin mit verschiedenen Steuern belegt werden
• Um eine solche juristische Person zu gründen, muss die Gründungsurkunde einer Prüfung durch das Finanzamt standhalten und die Gründer müssen ein Startkapital von 25.000 EUR einzahlen, wie es bei einer GmbH üblich ist.

Weiter mit „Was Mastodon eigentlich ist…“

Mastodon mag auf den ersten Blick wie ein Twitter-Klon aussehen aber das System hinter der Microblogging-Plattform ist etwas komplexer. Der Dienst ist dezentralisiert. Nicht im Sinne einer Blockchain. Die werde ich auch noch genauer unter die Lupe nehmen und in einem Beitrag thematisieren. Sie beschreibt sich selbst als „Federation“. Mit Föderation, in diesem Kontext, ist eine Form der Dezentralisierung gemeint, die anstelle eines zentralisierten Dienstes, den alle Menschen nutzen, mehrere Dienste, die von einer beliebigen Anzahl von Menschen zur Verfügung gestellt und genutzt werden kann.

Eine Mastodon-Webseite kann selbstständig funktionieren. Genau wie bei einer herkömmlichen Webseite, melden sich die Benutzer*Innen an, posten Nachrichten, laden Bilder hoch und sprechen miteinander. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Webseite können jedoch Mastodon-Webseiten mit den Nutzern interagieren und auch ihre Nutzer können untereinander kommunizieren. So als ob man eine E-Mail von einem Gmail-Konto an jemanden schickt, der bei beispielsweise bei Fastmail, ProtonMail oder einem anderen E-Mail-Anbieter registriert ist. Solange man die Adresse des Empfängers kennt, kann man jeden auf einer beliebigen Seite mit seiner Adresse erwähnen oder benachrichtigen.

Wie läuft die Sache mit der Registrierung/Anmeldung?

Wenn man ein Konto zum ersten Mal erstellt, wählt man einen Server aus (Ähnlich wie bei der Eröffnung eines E-Mail-Kontos bei einem Provider), der die Adresse des Profils generiert. Wenn man sich zum Beispiel über den „ioc.exchange“ bei Mastodon anmeldet, lautet die Adresse @[Benutzername]@ioc.exchange. Unabhängig davon, bei welchem Server man sich anmeldet, kann man mit Benutzern von anderen Servern kommunizieren, so wie Gmail-Nutzer beispielsweise Protonmail-Nutzer anschreiben und umgekehrt. Allerdings kann es sein, dass einige Server andere Server blockieren, da sie nicht so ganz miteinander klarkommen (Gründe hierfür sind beispielsweise Interessenkonflikte). Folglich kann mit niemandem eines blockierten Servers kommunizieren werden.

Das Mastodon Jargon bzw. die Fachsprache

Mastodon-Benutzer bezeichnen die einzelnen Gemeinschaften im Allgemeinen als „Instanzen“ oder Server. Diese Mastodon-Server können von Einzelpersonen, Gruppen oder Organisationen erstellt und betrieben werden, die jeweils ihre eigenen Regeln für die Anmeldung von Benutzern sowie ihre eigenen Moderationsrichtlinien haben. Bei einigen Servern kann jeder mitmachen, während andere nur auf Einladung oder mit Genehmigung eines Administrators betrieben werden. Ein Server für professionelle Wissenschaftler verlangt beispielsweise, dass die Bewerber einen Link zu ihrer Forschung angeben, um zu zeigen, dass sie tatsächlich in einem professionellen akademischen Kontext bzw. Umfeld arbeiten.

Die Wahl des Servers, auf dem man das eigene Konto registrieren möchte, mag aufwändig erscheinen – Aber es ist möglich, das Konto später wieder zu verschieben. Aus diesem Grund ist die Auswahl des Servers nicht fundamental bzw. unumkehrbar. Außerdem kann man nach wie vor anderen Personen folgen, unabhängig davon, auf welchem Server man sich befindet.

Mastodon verwendet ein standardisiertes, offenes Protokoll zur Umsetzung des Verbunds. Es wird als ActivityPub bezeichnet. Jede Software, die von und durch die Federation über ActivityPub implementiert wird, kann nahtlos mit Mastodon kommunizieren, genau wie Mastodon-Webseiten miteinander kommunizieren.

Das Fediverse („federated universe“) ist die Bezeichnung für alle Webseiten, die über ActivityPub und das www (World Wide Web) miteinander kommunizieren können. Dazu gehören alle Mastodon-Server und auch andere Implementierungen wie:

• Pleroma – Ein modulares Microblogging-System
• Pixelfed – Eine föderierte Plattform für die gemeinsame Nutzung von Bildern, mit der man Medienbeiträge teilen und konsumieren kann
• Misskey – Das neben Microblogging auch ein anpassbares Dashboard enthält
• PeerTube – Mit dem man Videos in Kanäle hochladen kann
• Plume – Mit dem man längere Artikel veröffentlichen kann
• Und viele mehr, da es sich um individuelle und persönliche Webseiten handelt

Mastodons Äquivalent von Tweets werden als „Toots“ bezeichnet. Doch dieser Begriff scheint nicht mehr so beliebt zu sein und wird von den Nutzern eher als „Posts“ bezeichnet. Dennoch wird der Begriff „Toot“ immer noch auf älteren Clients von Drittanbietern verwendet.

Es unterstützt eine Reihe von Twitter-Konventionen wie Antworten, Retweets, Favoriten, Lesezeichen und Hashtags. Aber Retweets werden als „Boosts“ bezeichnet und es unterstützt nicht das Konzept der Zitat-Tweets. Dies war eine bewusste Entscheidung des Gründers. Seiner Meinung nach ermutigt es das Individuum mit der Audienz zu interagieren, statt mit einer spezifischen Person.

Auch die Mastodon-Listen scheinen etwas anders zu funktionieren als bei Twitter, da man nur Personen zu einer Liste hinzufügen kann, denen man bereits folgt. Und Direktnachrichten auf Mastodon sind nur Beiträge mit dem @Benutzernamen, keine privaten Nachrichten, die in einem DM-Posteingang landen.

Was klassifiziert Mastodon als Open Source?

Jeder kann Mastodon herunterladen, verändern und auf seinem eigenen Server installieren – Das Urheberrecht liegt nicht bei den Entwicklern der Plattform.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass man den Code von Mastodon ohne Quellenangabe einfach so übernehmen kann, wie die Social-Media-Plattform des ehemaligen Präsidenten Donald Trump, „Truth“ im Jahr 2021, die Runde machte. Freie Software steht in der Regel unter der Lizenz AGPL. Diese erlaubt es, den Code zu benutzen und zu verändern, wenn man sich dabei an die Lizenzvereinbarungen hält. Die AGPL-Lizenz schreibt vor, dass die Software auch nach ihrer Veränderung öffentlich zugänglich bleibt. Das soll verhindern, dass kommerzielle Anbieter*Innen sich den Code aneignen, ohne der Allgemeinheit etwas zurückzugeben.

Gibt es im Vergleich zu Twitter irgendwelche Nachteile?

Soweit ich es beurteilen kann, ist die Nutzerbasis von Mastodon im Vergleich zu Twitter immer noch sehr klein. Es ist vergleichsweise auch weitaus weniger intuitiv zu bedienen, da es nicht für ein großes globales Publikum wie Twitter ausgelegt ist. Dies kann sich aber mit der Zeit ändern. Vor allem dann, wenn sich dem Projekt mehr Entwickler anschließen.

Und da die Ausstattung, damit sind die Hardware-Ressourcen gemeint, von Mastodon noch nicht so gut ist wie die von Twitter, funktioniert es scheinbar hin und wieder nicht so gut. In den letzten Tagen war der Dienst zeitweise träge, wenn nicht sogar völlig zum Stillstand gekommen, da sich die Server an den massiven Zustrom neuer Nutzer erst anpassen mussten. Dies kann sich auch auf andere Bereiche der Nutzung auswirken. Vor allem wenn man versucht, auf die Schnelle eine Reihe von Freunden auf dem Dienst zu folgen, und feststellt, dass man zwischendurch warten muss, weil Restriktionen auftreten.

Was sind die Vorteile von Mastodon im Vergleich zu Twitter?

Allem voran, es ist Open Source und vor allem dezentral. Ob es dem Twitter-Hype gleichkommt, kann ich mir persönlich nicht vorstellen. Einige Nutzer können Mastodon jedoch Twitter vorziehen, da es von Natur aus individueller anpassbar ist. Im Gegensatz zu Twitter haben die einzelnen Communities unterschiedliche Inhaltsrichtlinien, die eine Vielzahl von unterschiedlichen Nutzererfahrungen ermöglichen, die man so bei Twitter nicht hat. Und obwohl die Nutzerbasis auf Mastodon kleiner ist, kann dies manchmal zu persönlicheren und direkteren Gesprächen führen, als wenn man sozusagen ins Leere tweetet.

Wie steht es mit der Sicherheit?

Mastodon ist das, was man daraus macht. Aufgrund des dezentralen Charakters von Mastodon, kann man den eigenen Wünschen entsprechend, ein kontrolliertes Online-Erlebnis, mit strengeren Schutzmaßnahmen gegen Belästigungen erschaffen, wenn man einen Server erstellt. Einige Mastodon Funktionen existieren explizit für die Eindämmung von Belästigungen. Man kann zum Beispiel nur nach Hashtags suchen. Nicht aber nach Wörtern, die in einem Beitrag vorkommen. Wenn man also möchte, dass ein Beitrag auffindbar ist, kann man es taggen. Wenn das Publikum eingeschränkt werden soll, kann niemand den Tweet über beispielsweise „Teureres Parfüm“ finden, indem nach „Teureres Parfüm“ gesucht wird, wenn es nicht getagged wurde.

Eine textbasierte Suche kann jedoch Beiträge anzeigen, die man selbst geschrieben, favorisiert oder geboosted hat. Auch sind die Beiträge auffindbar, in denen jemand die eigene Person erwähnt oder getagged hat..

Der Dienst verfügt über eine weitere praktische Funktion, die es Nutzern ermöglicht, direkt im Erstellungsfeld eine Inhaltswarnung zu einem Beitrag hinzuzufügen. Einige Mastodon-Nutzer haben sich in letzter Zeit einen Spaß daraus gemacht und andere gewarnt, dass ihr Beitrag ein Twitter-Drama zum Inhalt hat.

Können Bilder/Medien gepostet werden?

Wie bereits erwähnt, unterstützt Mastodon viele Twitter-Konventionen. Die Unterstützung für Medien ist jedoch relativ begrenzt. Twitter untertützt eine Vielzahl von Medien und anderen Daten, die man an Tweets angehängten kann. Einschließlich der eignen sozialen „Spaces“, die Audio, Fotos, Videos, GIFs, Umfragen, genaue Ortsangaben und experimentelle „Status“-Tags enthalten. Mastodon unterstützt lediglich Bilder, Videos, Audio und Umfragen.

Man kann einem Beitrag bis zu vier Bilder mit einer Größe von bis maximal 8 Megabyte hinzufügen. Videos und Audiodateien können beliebig lang sein, die Dateigröße ist jedoch auf 40 Megabyte begrenzt.

Kann man privat Freunden schreiben/posten?

Ähnlich wie bei Twitter soll es den Nutzern möglich sein, die Sichtbarkeit der Tweets durch die „Circle-Funktion“ einzuschränken. So bietet Mastodon die Möglichkeit, die Privatsphäre eines Beitrags zum Zeitpunkt der Erstellung festzulegen. Beiträge können so eingestellt werden, dass sie für alle sichtbar sind. Auch so, dass sie nicht gelistet werden. Man kann sie von den „discovery features“ ausschließen. Nur für die eignen Follower sichtbar machen oder nur für die ausschließlich erwähnten Nutzer sichtbar machen.

Kann man wie bei „Twitter-Blue“ verifiziert werden?

Es gibt kein universelles Verifizierungssystem wie bei Twitter. Einige Server überprüfen die Benutzeranmeldungen und man kann sich in gewisser Weise selbst verifizieren. Dies macht man, indem man Links zu dem eigenen Mastodon-Profil hinzufügt. Diese müssen ein bestimmtes Attribut (rel=“me“) haben, um zu beweisen, dass man die Person ist, die man vorgibt zu sein.

Einige Server machen sich zurzeit mit der Verifizierung auf eine weniger offizielle Art und Weise einen Spaß. Auf dem Server mstdn.social kann man beispielsweise dem Anzeigenamen blau-weiße Häkchen und andere Emoji hinzufügen, die einen verifiziert aussehen lassen, obwohl diese Emojis keinerlei Bedeutung haben – So ähnlich wie das neue Verifizierungssystem von Twitter, nur kostenlos! 😉

Ist Mastodon hier, um zu bleiben?

Mastodon erfährt einen massiven Zustrom neuer Nutzer von Twitter. So viel ist jedenfalls klar. Ob sich dieses Wachstum fortsetzen kann, wird sich zeigen. Mit nur 1,8 Millionen Nutzern am Tag ist Mastodon weitaus kleiner als Twitter, welches Stand heute über 206 Millionen täglich aktive Nutzer zählt, die darüber hinaus auch noch monetisiert werden können. Dennoch sind nicht alle sozialen Netzwerke gleich und vielleicht zieht man es auch vor, auf einem eigenen Server über Spiele zu plaudern, anstatt in ein Reich des Wahnsinns zu twittern. Oder aber man ist fasziniert von dezentralisierten Systemen und macht allein schon aus diesem Grund mit.

Kann man von Twitter zu Mastodon cross-posten?

Ja, dies scheint mithilfe von Tools von Drittanbietern möglich zu sein. So kann man mit den gängigen Autorisierungen, Twitter-Posts direkt zu Mastodon weiterleiten. Hierzu gibt es bereits einige Repositories auf GitHub, die man dafür nutzen kann. Auf GitHub und Repositories gehe ich in einem späteren Beitrag ein.

Fazit

Alles in allem finde ich Open Source Anwendungen grundsätzlich gut. Ob sich Mastodon durchsetzen wird, lässt sich in diesem Augenblick wohl eher schlecht als recht sagen. Auch sollte man nicht vergessen, dass sich im Jahr 2019 das rechtsradikale Netzwerk „Gab“ mit ungefähr einer Millionen Nutzer*Innen auf Mastodon niederließ und damit eines der größten Knotenpunkte darstellte. Aus diversen Foren habe ich erfahren, dass Administratoren vieler Instanzen Gab blockiert haben (Hierfür ist ein einfacher Eintrag in den Einstellungen der jeweiligen Instanz nötig).

Folglich wurden Nachrichten „Toots“ von Gab nicht mehr weitergeleitet, man konnte die Nachrichten auch nicht mehr in der öffentlichen Timeline sehen und man konnte Gab Nutzer nicht suchen bzw. finden. Die Entwickler*Innen von Mastodon selbst distanzierten sich umgehend von Gab. Ich bin jetzt auf jeden Fall mal dabei und werde mich die Tage, falls ich etwas Zeit finde, mehr damit beschäftigen. So gesehen, war ich bereits ende 2018 mal online, doch irgendwie wurde der Server scheinbar gelöscht. Heute findet man mich auf Mastodon über @coezbay@ioc.exchange – Erst einmal nicht so aktiv und eher aus Forschungszwecken dabei 😉

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Was sind Container?

Zu dem heutigen Industriestandard gehört die Verwendung von virtuellen Maschinen (VMs) zur Ausführung von Softwareanwendungen zum Alltag. Ein Docker-Container ist eine Standardsoftwareeinheit, die einen Code in all seinen Abhängigkeiten speichert. So wird die Anwendung schnell und zuverlässig auf verschiedensten Computerumgebungen lauffähig. Ein Container bildet ein leichtes eigenständiges ausführbares Softwarepaket ab, das alles enthält, was zum Ausführen einer Anwendungscodelaufzeit benötigt wird. Was im Grunde genommen benötigt wird sind in der Regel der Programmcode, diverse RunTime-Engines, Systemtools, die dazugehörigen Systembibliotheken und so ziemlich alle Einstellungen. Diese containerisierte Software läuft unabhängig von dem Betriebssystem, also auf Linux-, Mac- und Windows-basierten Systemen. Und dies vollkommen unabhängig von der jeweiligen Infrastruktur. Die Container isolieren die Software von der Umgebung und stellen sicher, dass sie trotz der Unterschiede einheitlich funktioniert.

Vorteile von Containern

Docker-Container sind besonders beliebt, weil sie gegenüber Virtuellen Maschinen (VMs) viele Vorteile bieten. VMs enthalten grundsätzlich vollständige Kopien eines umfassenden Betriebssystems, die Anwendung(en) selbst, alle erforderlichen Binärdateien und Bibliotheken. Diese Tatsache beansprucht in der Regel Unmengen an Speicherkapazität.

VMs booten im Vergleich auch ausgesprochen langsam. Container benötigen grundsätzlich weniger Speicherplatz, da ihre Images normalerweise nur wenige hundert Megabyte groß sind. So können bei dem Einsatz von Docker viel mehr Anwendungen gleichzeitig verarbeitet werden. Dies reduziert Verwendung von VMs und Betriebssystemen.

Auch der Einsatz von Containern auf Edge-Devices, z.B. auf kompakten Einplatinencomputern (Single-Board Computer (SBC) wie die beliebten Raspberry Pi’s oder NVIDIA Jetson’s, sowie robusten und wartungsarmen Embedded PC’s in der Industrie, ist problemlos möglich. Container sind flexibler und effektiver als VMs und die Verwendung von Docker in der Cloud ist ebenfalls sehr beliebt. Die Möglichkeit, dass verschiedene Anwendungen auf einer einzelnen Betriebssystem-Instanz ausgeführt werden können, verbessert vielfältige Einsatzmöglichkeiten immens. Ein weiterer entscheidender Vorteil von Containern ist die Fähigkeit, Apps nicht nur voneinander, sondern auch von ihrem zugrundeliegenden System zu isolieren.

So kann der Anwender leicht bestimmen, wie eine zugewiesene containerisierte Einheit das jeweilige System und die vorhandenen Ressourcen (CPU, GPU und Netzwerk) nutzt. Zudem stellt es auch sicher, dass Daten und Code voneinander getrennt bleiben was durchaus eine weitere Sicherheitsinstanz darstellen kann.

Komponenten von Docker

Die Docker-Plattform besteht aus einer Reihe von Komponenten. Desktop und Engine sind die zwei wesentlichen Bestandteile davon. Images definieren den Inhalt von Containern. Container sind lauffähige Instanzen von Images. Der Daemon ist eine Hintergrundanwendung, die Images und -Container verwaltet und ausführt. Der Client ist ein Befehlszeilenprogramm (CLI Command-Line Interface) „Ein Befehlszeileninterpreter oder Befehlszeilenprozessor.“ Es verwendet eine Befehlszeilenschnittstelle, um Befehle von einem Benutzer in Form von Textzeilen zu empfangen, dass die API des Daemons aufruft. Registries enthalten Images, und der Hub ist ein weit verbreitetes öffentliches Registry. Zudem gibt es noch die Toolbox, um Docker auf Systeme zu bringen, die nicht nativ unterstützt werden. Dies wird dadurch erreicht, indem eine virtualisierte Linux-Instanz gestartet wird. Dies geschieht beispielsweise innerhalb von VirtualBox. Und Docker wird dann innerhalb dieser virtuellen Maschine ausgeführt.‎ Ein Großteil von Docker (jedoch nicht Desktop) ist Open Source. Lizenziert ist es unter der Apache-V2-Lizenz.

Docker Desktop

Während die meisten Komponenten sowohl für Windows, Mac und Linux verfügbar sind, und trotz der Tatsache, dass die meisten Container auf Linux lauffähig sind, ist Docker Desktop lediglich für Windows und Mac verfügbar. Docker Desktop ist ein GUI-Tool (Graphical User Interface / Grafische Benutzeroberfläche), welches im Wesentlichen eine virtuelle Maschineninstallation abdeckt. Diese virtuelle Maschine ist unter Linux nicht notwendig, da hier direkt die Engine lauffähig ist. Docker Desktop dient unter Windows und Mac zum Management verschiedener Komponenten und Funktionen, einschließlich von Containern, Images, Volumes (an Container angehängter Speicher), lokalem Kubernetes (eine Automatisierung der Bereitstellung, Skalierung und Verwaltung von Container-Anwendungen – Doch hierzu später mehr), Entwicklungsumgebungen innerhalb von Containern und vielem mehr.

Docker-Images und -Registry

Ein Docker-Image ist eine unveränderliche Datei, die im wesentlichen Sinn einen Schnappschuss eines Containers darstellt. Images werden mit dem Befehl „build“ erstellt und erzeugen einen Container, wenn sie mit „run“ gestartet werden. Images werden in einer Registry wie „registry.hub.docker.com“ gespeichert. Sie sind so konzipiert, dass sie aus mehreren Schichten anderer Images bestehen können. So muss bei der Übermittlung von Images über das Netzwerk nur eine geringe Datenmenge übertragen werden.

Docker-Container

Als Programmierer spricht man bei einem Image immer von einer Klasse und bei Containern über eine Instanz einer Klasse – bzw. über ein Laufzeitobjekt. Container sind der Grund, warum Docker so vielfältig verwendet wird: Sie sind leichtgewichtige und portable Kapselungen einer Umgebung, in der Anwendungen ausgeführt werden können.

Docker-Engine

Bei einem Blick auf die Docker-Engine und ihre Komponenten, kann man eine grundlegende Vorstellung davon erhalten, wie das System funktioniert. Mit der Engine entwickelt man Anwendungen, stellt sie zusammen, liefert sie aus und im Anschluss kann man sie ausführen, indem die folgenden Komponenten verwenden: Der Docker Deamon – Ein dauerhafter Hintergrundprozess, der Images, Container, Netzwerke und Speichervolumen verwaltet. Der Daemon „betrachtet“ ständig die Docker-API-Anforderungen und verarbeitet sie.

Die Docker Engine REST API – Eine Schnittstelle, die von Anwendungen verwendet wird, um mit dem Daemon zu interagieren. Auf sie kann über einen https-Client zugegriffen werden. Der Docker Client bzw. die CLI – Ermöglicht den Benutzern die Interaktion mit Docker. Er kann sich auf demselben Host wie der Daemon befinden oder eine Verbindung zu einem Daemon auf einem entfernten Host herstellen und mit mehr als einem Daemon kommunizieren.

Der Docker-Client bietet eine Befehlszeilenschnittstelle (CLI = Command Line Interpreter), über die man einem Daemon Befehle zum Erstellen, Ausführen und Anhalten von Anwendungen erteilen kann. Der Hauptzweck des Clients besteht darin, ein Mittel zur Verfügung zu stellen, mit dem Images aus einer Registry gezogen und auf einem Docker-Host ausgeführt werden können. Die gängigen Befehle, die von einem Client ausgegeben werden, sind: docker build, docker pull und docker run.

Portainer – Zur Vereinfachung der Arbeit mit Docker-Befehlen ist das freie, intuitive und leicht zu implementierende GUI (Graphical User Interface = Grafische Benutzeroberfläche) Portainer oft eine gute Wahl. Die Verwaltung der Engines und das komplette Management ist mit Portainer auch für kleine Projekte geeignet. Ich selbst hatte nur wenig Kontakt damit, daher bitte mit Vorsicht genießen ;). Hardwareinformationen wie die Anzahl der Prozessoren und die Größe des Arbeitsspeichers, sowie Docker-spezifische Informationen (Anzahl der Container, Images, Volumes und Networks) sind auf jeden Fall relativ leicht ersichtlich. So kann das Dockertool mit seiner übersichtlichen Weboberfläche die Standard-Docker-Funktionen und die Verwaltung übernehmen.

Kubernetes

Ein Thema, mit dem ich mich auch noch auseinandersetzen werde und es noch einen gesonderten Beitrag darüber geben wird. Im Grunde genommen ist Kubernetes ein Open-Source-System, welches mit Hilfe von Prozessautomatisierung die Verwaltung der Container übernimmt und somit Hand in Hand mit dem Docker zusammenarbeitet.

In einem Helm-Chart werden Konfigurationsdaten an Kubernetes übergeben. Dort wird konfiguriert, welche Container ausgerollt, überwacht und verwaltet werden sollen. Kubernetes löst diese Aufgabe auch mit einer hohen Anzahl an Containern problemlos. Außerdem kann Kubernetes Ressourcen perfekt einsetzen. Maschinen, die nicht benötigt werden, können entweder ausgeschaltet oder an andere Tasks weitervergeben werden, um Kosten sowie Kapazitäten zu sparen und folglich ein besseres Ressourcenmanagement zu ermöglichen.

Auf welchen Betriebssystemen läuft Docker?

Ein Docker-Container läuft mit der Engine direkt unter Linux und auf jedem Host-Computer, der die Container-Laufzeitumgebung „Docker Desktop“ unterstützt (Mac und Windows). Die Anwendungen müssen nicht an das Host-Betriebssystem angepasst werden. So kann sowohl die Anwendungsumgebung, als auch die zugrunde liegende Betriebssystemumgebung sauber und minimalistisch gehalten werden. Containerbasierte Anwendungen können so problemlos von Systemen in Cloud-Umgebungen oder von Entwickler-Notebooks auf Server geschoben werden, wenn das Zielsystem Docker und alle damit verwendeten Tools von Drittanbietern unterstützt.

Wie kann Docker installiert werden?

• Installationsanleitung für Docker Desktop (Windows)
• Installationsanleitung für Docker Desktop (Mac)
• Installationsanleitung für die Docker-Engine auf diversen Linux Distributionen

Microservices-Modell – Was ist das?

Die meisten Geschäftsanwendungen bestehen aus mehreren separaten Komponenten, die in einem sogenannten „Stack“ organisiert sind. Beispiele hierfür sind ein Webserver, eine Datenbank oder ein In-Memory-Cache. Container ermöglichen es, diese einzelnen Komponenten zu einer funktionalen Einheit mit leicht austauschbaren Teilen zusammenzustellen. Verschiedene Container können diese Komponenten beinhalten. So kann jede Komponente für sich gepflegt, aktualisiert und unabhängig von den anderen modifiziert werden. Im Grunde ist dies das Microservices-Modell des Anwendungsdesigns. Indem die Anwendungsfunktionalität in separate und in sich geschlossene Dienste unterteilt ist, bietet das Modell eine Alternative zu langsamen traditionellen Entwicklungsprozessen und unflexiblen Apps. Leichtgewichtige übertragbare Container machen es einfacher, Microservices basierende Anwendungen zu erstellen und zu pflegen.

Alles in allem trägt Docker dazu bei, die Verwaltung einer kompletten Infrastruktur wesentlich zu vereinfachen, indem es die zugrunde liegenden Instanzen leichter, schneller und robuster macht. Darüber hinaus trennt es die Anwendungsschicht von der Infrastrukturebene und bringt die dringend benötigte Portabilität, Zusammenarbeit und Kontrolle über die Softwarebereitstellungskette. Es wurde für moderne DevOps-Teams entwickelt. Das Verständnis seiner Architektur kann helfen, das Beste aus containerisierten Anwendungen herauszuholen.

Der Beitrag Docker – Verpacken, verteilen und überall ausführen – Laufzeitumgebung für Softwareanwendungen erschien zuerst auf CEOsBay.