Aufbau einer Chat-Anwendung mit Node.js
Published: 2023-12-08 11:21:28

Im Zuge des technologischen Fortschritts sind Echtzeitsysteme in Verbraucheranwendungen immer häufiger anzutreffen, wobei Chat-Anwendungen ein gutes Beispiel sind. Chat-Anwendungen ermöglichen es den Nutzern, in Echtzeit miteinander zu kommunizieren, wodurch ein Gefühl der Unmittelbarkeit und Interaktivität entsteht, das mit anderen Kommunikationsformen nur schwer zu erreichen ist. Mit dem Aufkommen des Internets und mobiler Geräte sind Chat-Anwendungen wie Messenger, WhatsApp und Slack beliebter denn je. Die Nutzer erwarten, dass sie jederzeit und überall auf der Welt mit Freunden, Familie und Kollegen chatten können. Node.js hat sich dank seiner Fähigkeit, große Datenmengen zu verarbeiten, und seiner Unterstützung für Echtzeitkommunikation als beliebte Wahl für die Entwicklung von Chat-Anwendungen herausgestellt.

Warum sollte man Chat-Anwendungen mit Node.js erstellen?
--------------------------------------------------------

[Node.js](https://nodejs.org/en/) ist eine quelloffene, plattformübergreifende [JavaScript-Laufzeitumgebung](https://www.pubnub.com/guides/javascript/), die JavaScript-Code außerhalb des Browsers ausführt. Daher können Sie mit Node.js JavaScript verwenden, um Befehlszeilentools für serverseitiges Scripting zu schreiben.

Node.js-Chatanwendungen können an verschiedene Branchen und Unternehmen angepasst werden und bieten den Benutzern eine einzigartige Plattform für die Kommunikation und Zusammenarbeit. Eine Chat-Anwendung für das Gesundheitswesen kann beispielsweise spezielle Funktionen wie sichere Nachrichtenübermittlung und Videokonsultationen enthalten, was die Effizienz und Effektivität für Mediziner erhöht.

In den folgenden Abschnitten werden die Vorteile und Grenzen der Verwendung von node.js für Chat-Anwendungen untersucht und es wird gezeigt, wie Chat-Anwendungen mit dieser Plattform erstellt werden können. Wir werden untersuchen, warum node.js zu einer beliebten Wahl für die Erstellung von Chat-Anwendungen geworden ist, welche Vorteile es bietet und auf welche Einschränkungen und Herausforderungen Entwickler bei der Verwendung der Sprache stoßen können. Wir werden auch Beispiele für verschiedene Arten von Chat-Anwendungen geben, die mit node.js erstellt werden können, sowie einige Best Practices und Tipps für die Erstellung skalierbarer und zuverlässiger Chat-Anwendungen. Egal, ob Sie neu in Node.js sind oder ein erfahrener Entwickler, dieser Leitfaden wird Ihnen die Informationen liefern, die Sie benötigen, um robuste und ansprechende Chat-Anwendungen mit dieser leistungsstarken Plattform zu entwickeln.

### **Vorteile der Verwendung von Node.js für Chat-Anwendungen**

Node.js hat sich aufgrund seiner Fähigkeit, große Datenmengen zu verarbeiten und Echtzeitkommunikation zu unterstützen, zu einer beliebten Wahl für die Entwicklung von Chat-Anwendungen entwickelt. Seine [ereignisgesteuerte Architektur](https://www.pubnub.com/guides/event-driven-architecture/) ermöglicht die effiziente Ausführung mehrerer gleichzeitiger Verbindungen und ist daher ideal für Chat-Anwendungen, die eine Kommunikation in Echtzeit erfordern. Wie bereits erwähnt, ermöglicht die Verwendung von JavaScript als serverseitige Sprache den Entwicklern die Verwendung einer einzigen Sprache für den gesamten Front-End- und Back-End-Stack, was die Entwicklung und Wartung vereinfacht. Node.js hat auch eine große und aktive [Gemeinschaft](https://nodejs.org/en/get-involved/)die eine Fülle von Ressourcen und Modulen bereitstellt, mit denen sich Chat-Anwendungen schnell und einfach erstellen lassen.

### **Eignet sich Node.js für die Entwicklung von Text- oder Video-Chat-Anwendungen?**

Node.js ist eine häufig verwendete Technologie für die Entwicklung von Text- und Video-Chat-Anwendungen, da sie Echtzeitkommunikation unterstützt und mehrere gleichzeitige Verbindungen effizient handhabt. Außerdem ermöglicht die Verwendung von JavaScript als serverseitige Sprache den Entwicklern die Verwendung einer einzigen Sprache für den gesamten Stack, was die Entwicklung und Wartung vereinfacht. Bei sorgfältiger Planung und Beachtung der Sicherheitsaspekte kann Node.js eine ausgezeichnete Wahl für die Erstellung von Text- und Video-Chat-Anwendungen sein.

Um eine Textnachrichtenanwendung in Node.js zu erstellen, können Sie [Socket.IO](https://socket.io/) verwenden, um einen WebSocket für die ereignisbasierte Kommunikation von Client zu Client zu verwalten. Zusätzlich, [WebRTC](https://www.pubnub.com/blog/what-is-webrtc/) den Video- und Audiostrom von Client zu Client übertragen, um eine Videoanrufanwendung zu erstellen. Sehen Sie sich unsere Node.js [WebSocket Programmierbeispiele](https://www.pubnub.com/blog/nodejs-websocket-programming-examples/) um mehr über die WebSocket-Implementierung zu erfahren.

Text- und Videoanwendungen können auf verschiedene Weise erstellt werden, und es ist keine leichte Aufgabe, dieses Niveau an Zuverlässigkeit und Echtzeitkommunikation zu erreichen, insbesondere wenn man von Grund auf neu entwickelt. Um jedoch eine voll funktionsfähige Text- oder Videoanwendung mit Node.js zu realisieren, können Sie auch die Vorteile von [Infrastruktur als Dienstleistung](https://www.pubnub.com/learn/glossary/what-is-infrastructure-as-a-service-iaas/) (IaaS) nutzen. IaaS ist ein Cloud-basiertes Computermodell, das es Ihnen ermöglicht, Rechenressourcen wie Server, Speicher und Netzwerkkomponenten auf einer Pay-as-you-go-Basis zu mieten. Durch die Nutzung von IaaS können Sie die Vorlaufkosten für den Aufbau und die Wartung Ihrer Infrastruktur vermeiden und sich stattdessen auf die Entwicklung Ihrer wichtigsten Wertangebote konzentrieren. Dieses Modell ermöglicht eine schnelle Skalierung Ihrer Infrastruktur je nach Bedarf und Anforderungen.

### **Einschränkungen bei der Verwendung von Node.js für die Erstellung von Chat-Anwendungen**

Trotz der vielen Vorteile gibt es einige Einschränkungen bei der Verwendung von Node.js für die Erstellung von Chat-Anwendungen. Eine dieser Einschränkungen ist, dass Node.js möglicherweise nicht die beste Option für Anwendungen ist, die ein hohes Maß an Sicherheit erfordern, da es keine integrierte Unterstützung für sichere Kommunikationsprotokolle bietet. Außerdem ist Node.js möglicherweise nicht die beste Wahl für Anwendungen, die Echtzeitkommunikation mit geringer [Latenzzeit](https://www.pubnub.com/guides/whats-so-important-about-low-latency/). Die Single-Thread-Architektur der Plattform ist möglicherweise den Anforderungen von Anwendungen mit hohem Datenverkehr nicht gewachsen. Dies kann jedoch eher vom Hosting-Service und der Architektur rund um das Anwendungshosting abhängen als von der Sprache.

Um die Leistung einer Node.js-Chat-Anwendung zu optimieren, ist es im Allgemeinen am besten, die folgenden Best Practices zu befolgen:

-   Aufgrund der Single-Thread-Architektur ist es am besten, wenn E/A-Operationen nicht blockiert werden, d. h. Sie sollten Timeouts für jede Anfrage festlegen, die die Zeit angeben, die es dauert, bis die Verbindung abgebrochen wird.
    
-   Wenn Sie mehrere Serverinstanzen hosten, sollten Sie einen Load Balancer einsetzen, um Ihre Anwendung horizontal zu skalieren.
    
-   Minimieren Sie alle externen Abhängigkeiten, da die Anzahl der von einer Anwendung verwendeten Abhängigkeiten den Overhead und die Latenz erhöhen kann. Sie können nicht immer sicherstellen, dass Ihre externen Abhängigkeiten so schnell reagieren, wie sie es normalerweise tun, wenn sie in Produktion gehen, was die Reaktionszeit erhöhen würde und ein weiterer Grund ist, vernünftige Timeout-Grenzen zu setzen.
    

**Wie man Node.js-Chat-Anwendungen erstellt**
---------------------------------------------

Um eine Echtzeit-Chat-Anwendung in Node.js zu erstellen, laden Sie eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) wie [Visual Studio Code](https://code.visualstudio.com/). Initialisieren Sie Ihre Node.js-Entwicklungsumgebung durch Installation von [node](https://nodejs.org/en/download/). Sobald Sie Node.js installiert haben, wollen wir ein Node.js-Projekt mit dem Befehl "npm init" von unserem Terminal aus erstellen. Für eine detailliertere Einrichtung eines Node.js-Projekts lesen Sie das Visual Studio Code [Lehrgang](https://code.visualstudio.com/docs/nodejs/nodejs-tutorial) um mit der Webentwicklung zu beginnen.

Nachdem wir ein neues Projekt erstellt haben, können wir es mit Visual Studio Code öffnen. Wir können die erforderlichen Module und Pakete installieren, z. B. Express und [Socket.IO](http://socket.io). Öffnen Sie das Terminal in VSCode im aktuellen Repository und führen Sie npm "install express" und "npm install socket.io" aus. Sie sollten die Pakete in Ihrer package.json sehen. Nachdem diese Node-Module installiert wurden, können wir einen Server mit express.js erstellen und eine WebSocket-Verbindung mit Socket.IO bereitstellen. Nach der Installation der Abhängigkeiten erstellen Sie eine js-Datei mit dem Namen index.js und verweisen auf den folgenden Code, um einen [HTTP-Server](https://www.pubnub.com/guides/http/) zu hosten, der auf http://localhost:3000 hört.

```js
const express = require('express'); const app = express(); const http = require('http'); const server = http.createServer(app); const { Server } = require("socket.io"); const io = new Server(server); app.get('/', (req, res) => { res.sendFile(__dirname + '/index.html'); }); io.on('connection', (socket) => { console.log('A user connected'); socket.on('disconnect', () => { console.log('A user disconnected'); }); socket.on('message', (data) => { // sendet die Daten an alle mit dem Server verbundenen Personen socket.emit("response", data) }); }); server.listen(3000, () => { console.log('listening on *:3000'); });
```

Diese index.js-Datei stellt eine WebSocket-Verbindung zur Verfügung, die über die Konfiguration einer Client-Anwendung auf localhost:3000 hergestellt werden kann. Client-Anwendungen können Nachrichtenereignisse an alle Benutzer des Servers senden, nachdem sie eine Verbindung hergestellt haben.

Die Bereitstellung dieser Funktionen ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Sie müssen eine Infrastruktur einrichten, um die Kommunikationsplattform zu pflegen, die den Austausch von Nachrichten zwischen allen Benutzern abwickelt, ein Online-Präsenzsystem erkennen, Nachrichten laden, wenn Benutzer online sind, und diese Funktionen sicher für Ihre Benutzer pflegen und skalieren, zusätzlich zur Entwicklung der Benutzeroberfläche für Ihre Chat-App. Es ist zwar möglich, diese Infrastruktur selbst aufzubauen, aber das kostet Zeit, Ressourcen und Unterhalt, die an anderer Stelle eingesetzt werden können. An dieser Stelle kann PubNub helfen.

Mit PubNub können Sie Ihren Chat-Anwendungen mit Node.js ganz einfach diese Echtzeit-Kommunikationsfunktionen hinzufügen. PubNub kümmert sich um die zugrundeliegende Infrastruktur, einschließlich der server- und clientseitigen Komponenten, so dass Sie sich auf die Entwicklung einer großartigen Benutzererfahrung für Ihre Chat-Anwendung konzentrieren können. Das bedeutet, dass Sie Funktionen wie Chat-Räume, private Nachrichten und Präsenzerkennung hinzufügen können, ohne sich um die technischen Details ihrer Implementierung kümmern zu müssen. Darüber hinaus bietet PubNub viele weitere Funktionen, mit denen Sie robuste und funktionsreiche Chat-Anwendungen erstellen können, z. B. [Nachrichtenpersistenz](https://www.pubnub.com/docs/general/storage), Nachrichtenfilterung und [mobile Push-Benachrichtigungen](https://www.pubnub.com/docs/general/push/send).

**Node.js Chat-Beispiele**
--------------------------

Mit Node.js lassen sich verschiedene Chat-Anwendungen erstellen, von einfach bis komplex. In diesem Abschnitt werden wir verschiedene Arten von Chat-Anwendungen, die mit Node.js erstellt werden können, und die Technologien, die verwendet werden können, untersuchen.

-   **Einfacher Chatraum**: Eine einfache Chat-Anwendung, die es Benutzern ermöglicht, einem Chatroom beizutreten und sich gegenseitig Chat-Nachrichten in Echtzeit zu senden. Diese Art von Chat-Anwendung ähnelt dem vorherigen Beispiel und kann die Socket.IO-Technologie verwenden, um Textnachrichten von Client zu Client zu übertragen.
    
-   **Gruppen-Chat**: Eine Chat-Anwendung, die es Benutzern ermöglicht, Gruppen zu erstellen oder ihnen beizutreten und in Echtzeit zu kommunizieren. Zusätzlich zu den grundlegenden Funktionen eines einfachen Chatraums bieten Gruppen-Chat-Anwendungen oft auch Funktionen wie die Möglichkeit zur Erstellung von [private Gruppen](https://www.pubnub.com/tutorials/getting-started-chat-sdk/)senden [Dateien](https://www.pubnub.com/docs/general/files) und Bilder zu versenden und nach bestehenden Gruppen zu suchen und ihnen beizutreten. Diese Anwendung verwendet immer noch Technologien wie Socket.IO, benötigt aber eine umfangreichere Zustandsverwaltung, um Benutzer zu authentifizieren, damit sie Gruppen beitreten und erstellen können.
    
-   **Video-Chat**: Eine Chat-Anwendung, die es Benutzern ermöglicht, in Echtzeit per Video zu kommunizieren. Diese Art von Chat-Anwendung erfordert fortgeschrittenere Funktionen, wie Streaming [Video- und Audiodaten](https://www.pubnub.com/integrations/vonage-video-api-video-chat/) Streaming von Video- und Audiodaten in Echtzeit unter Verwendung von WebRTC und Handhabung mehrerer gleichzeitiger Verbindungen.
    
-   **Chatbots**: Eine Chat-Anwendung, die künstliche Intelligenz einsetzt, um mit Benutzern in natürlicher Sprache zu kommunizieren. Chatbots können für verschiedene Zwecke eingesetzt werden, z. B. für den Kundendienst, den Verkauf und den Support. Für diese hochkomplexe Anwendung werden externe APIs benötigt für [Verarbeitung natürlicher Sprache](https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_language_processing)wie zum Beispiel [wit.ai](https://wit.ai/)oder [Googles Natural Language AI](https://cloud.google.com/natural-language).
    

Dies sind nur einige Beispiele für die vielen Arten von Chat-Anwendungen, die mit node.js erstellt werden können. Die Komplexität einer Chat-Anwendung hängt von den spezifischen Anforderungen und benötigten Funktionen ab.

**Erste Schritte mit PubNub für Ihre Node.js-Chat-Anwendung**
-------------------------------------------------------------

Mit PubNub und Node.js können Entwickler schnell interaktive Chat-Anwendungen erstellen, die große Mengen an Datenverkehr und Daten in großem Umfang verarbeiten können.

Um mit PubNub für die Erstellung von Chat-Anwendungen mit Node.js zu beginnen, folgen Sie diesen Schritten:

1.  [Registrieren Sie sich](https://admin.pubnub.com/#/login) für ein kostenloses PubNub-Konto.
    
2.  [Installieren Sie](https://www.pubnub.com/docs/sdks/javascript) das PubNub SDK für node.js.
    
3.  [Konfigurieren Sie](https://www.pubnub.com/docs/sdks/javascript/api-reference/configuration) Sie das PubNub-SDK mit den App-Schlüsseln und anderen Einstellungen.
    
4.  Verwenden Sie das PubNub JavaScript SDK, um [zu veröffentlichen](https://www.pubnub.com/docs/general/messages/publish) und [zu abonnieren.](https://www.pubnub.com/docs/messages/receive) Kanäle zu veröffentlichen und zu abonnieren, um Echtzeitnachrichten zu senden und zu empfangen.
    
5.  Verwenden Sie PubNub's [Anwesenheit](https://www.pubnub.com/docs/general/presence/overview) Erkennungsfunktionen von PubNub, um den Online-Status von Benutzern in der Chat-Anwendung zu verfolgen.
    
6.  Verwenden Sie PubNub's [Nachrichtenpersistenz](https://www.pubnub.com/docs/general/storage) und [Filterung](https://www.pubnub.com/docs/chat/sdks/moderation/filtering) um eine nahtlose Chat-Erfahrung zu ermöglichen.
    

Wie kann PubNub Ihnen helfen?
=============================

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf [PubNub.com](https://www.pubnub.com/blog/building-chat-application-using-node-js/) veröffentlicht.

Unsere Plattform unterstützt Entwickler bei der Erstellung, Bereitstellung und Verwaltung von Echtzeit-Interaktivität für Webanwendungen, mobile Anwendungen und IoT-Geräte.

Die Grundlage unserer Plattform ist das größte und am besten skalierbare Echtzeit-Edge-Messaging-Netzwerk der Branche. Mit über 15 Points-of-Presence weltweit, die 800 Millionen monatlich aktive Nutzer unterstützen, und einer Zuverlässigkeit von 99,999 % müssen Sie sich keine Sorgen über Ausfälle, Gleichzeitigkeitsgrenzen oder Latenzprobleme aufgrund von Verkehrsspitzen machen.

PubNub erleben
--------------

Sehen Sie sich die [Live Tour](https://www.pubnub.com/tour/introduction/) an, um in weniger als 5 Minuten die grundlegenden Konzepte hinter jeder PubNub-gestützten App zu verstehen

Einrichten
----------

Melden Sie sich für einen [PubNub-Account](https://admin.pubnub.com/signup/) an und erhalten Sie sofort kostenlosen Zugang zu den PubNub-Schlüsseln

Beginnen Sie
------------

Mit den [PubNub-Dokumenten](https://www.pubnub.com/docs) können Sie sofort loslegen, unabhängig von Ihrem Anwendungsfall oder [SDK](https://www.pubnub.com/docs)