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Laravel Octane

Laravel Octane ist eine offizielle Erweiterung für das Laravel-Framework, die die Performance deiner Anwendung dramatisch verbessert, indem sie Laravel auf Hochleistungsservern wie Swoole oder RoadRunner ausführt.


Was macht Laravel Octane besonders?

Statt bei jeder HTTP-Anfrage den Laravel-Framework-Code neu zu laden (wie bei PHP-FPM üblich), hält Octane deine Anwendung permanent im Speicher. Das spart Bootstrapping-Zeit und macht deine App viel schneller.


🔧 Wie funktioniert das technisch?

Laravel Octane nutzt Worker-basierte Server (z. B. Swoole oder RoadRunner), die:

  1. Die Laravel-Anwendung einmalig booten,

  2. Dann Anfragen wiederholt und schnell verarbeiten, ohne das Framework neu zu starten.


🚀 Vorteile von Laravel Octane

Vorteil Beschreibung
Höhere Performance Bis zu 10x schneller als klassische Laravel-Setups mit PHP-FPM
🔁 Persistente Worker Keine Neuinitalisierung bei jeder Anfrage
🌐 WebSockets & Echtzeit Direkte Unterstützung dank Swoole/RoadRunner
🧵 Nebenläufigkeit Möglichkeit zur parallelen Verarbeitung von Aufgaben
🔧 Built-in Features Task Worker, Route Watcher, Task Dispatching usw.

RoadRunner

RoadRunner ist ein High-Performance Application Server für PHP, der von Spiral Scout entwickelt wurde. Er ersetzt den klassischen PHP-FPM (FastCGI Process Manager) und bietet durch eine dauerhafte Ausführung deiner PHP-Anwendung einen massiven Performance-Schub – besonders bei Frameworks wie Laravel oder Symfony.


🚀 Was macht RoadRunner besonders?

Performance durch Worker

  • PHP-Skripte werden nicht bei jeder Anfrage neu geladen, sondern laufen dauerhaft in sogenannten Worker-Prozessen (ähnlich wie bei Node.js oder Swoole).

  • Dadurch sparst du dir das erneute Bootstrapping deiner App bei jedem Request – das ist wesentlich schneller als bei PHP-FPM.

In Go geschrieben

  • RoadRunner selbst ist in der Programmiersprache Go geschrieben – das bedeutet hohe Stabilität, einfache Cross-Plattform-Deployments und parallele Verarbeitung von Anfragen.

Features

  • HTTP-Server (inkl. HTTPS, Gzip, CORS, etc.)

  • PSR-7 & PSR-15 Middleware-Kompatibilität

  • Unterstützung für:

    • Queues (z. B. mit RabbitMQ, Redis, etc.)

    • gRPC

    • WebSockets

    • Static file serving

    • Metrics (Prometheus)

    • RPC zwischen PHP und Go

  • Hot Reload für Änderungen im Code (mit Watch-Modul)


⚙️ Wie funktioniert RoadRunner technisch?

  1. RoadRunner startet PHP-Worker-Prozesse.

  2. Die Worker laden einmal den gesamten Framework-Bootstrap.

  3. RoadRunner verteilt HTTP- oder gRPC-Anfragen an die Worker.

  4. Die Antwort wird über Go zurückgegeben – schnell und parallel.


📦 Typischer Einsatz:

  • Laravel + RoadRunner (statt Laravel + PHP-FPM)

  • Anwendungen mit hoher Request-Frequenz

  • APIs, Microservices, Echtzeit-Anwendungen (z. B. mit WebSockets)

  • Serverless-ähnliche Dienste, wo Latenz kritisch ist


📉 Vergleich zu PHP-FPM

Eigenschaft PHP-FPM RoadRunner
Bootstrapping pro Request Ja Nein (persistente Worker)
Geschwindigkeit Gut Exzellent
WebSockets Nicht direkt Ja
gRPC Nein Ja
Sprache C Go

GitHub Actions

GitHub Actions ist ein Feature von GitHub, mit dem du automatisierte Workflows für deine Softwareprojekte erstellen kannst – direkt im GitHub-Repository.


🛠️ Was kann man mit GitHub Actions machen?

Du kannst CI/CD-Pipelines (Continuous Integration / Continuous Deployment) aufbauen, z. B.:

  • Code automatisch testen (z. B. mit PHPUnit, Jest, Pytest)

  • 🛠️ Code bei jedem Push oder Pull Request builden

  • 🚀 Software automatisch deployen (z. B. auf einen Webserver, in die Cloud, zu DockerHub)

  • 📦 Releases erstellen (z. B. ZIP-Dateien, Versionstags)

  • 🔄 Cronjobs oder geplante Tasks laufen lassen


🧱 Wie funktioniert es?

GitHub Actions basiert auf sogenannten Workflows, die du in einer Datei definierst:

  • Die Datei heißt z. B. .github/workflows/ci.yml

  • Sie ist im YAML-Format

  • Du definierst Events (z. B. push, pull_request) und Jobs (z. B. build, test)

  • Jobs bestehen aus Steps, die Befehle oder Aktionen ausführen

Beispiel: Einfacher CI-Workflow für Node.js

name: CI

on: [push]

jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      - uses: actions/setup-node@v3
        with:
          node-version: '20'
      - run: npm install
      - run: npm test

🧩 Was sind "Actions"?

Eine Action ist ein einzelner Schritt, den man in einem Workflow ausführt. Es gibt:

  • Vorgefertigte Actions (z. B. actions/checkout, setup-node, upload-artifact)

  • Eigene Actions (z. B. Shell-Skripte oder Docker-Container)

Du kannst Actions im GitHub Marketplace finden und nutzen.


💡 Warum ist das nützlich?

  • Spart manuelle Arbeit

  • Verbessert Codequalität (durch automatisierte Tests)

  • Macht Deployments reproduzierbar

  • Alles direkt in GitHub – kein externer CI-Dienst nötig (wie Jenkins oder Travis CI)


Entity Manager

Ein Entity Manager ist ein zentraler Bestandteil von ORM-Frameworks (Object-Relational Mapping), vor allem im Zusammenhang mit Java (JPA – Java Persistence API), aber auch in anderen Sprachen wie PHP (Doctrine ORM).

Hier ist eine verständliche Erklärung:


💡 Definition:

Ein Entity Manager ist eine Komponente, die sich um die Verwaltung von Datenbank-Entities (also Objekten/Datensätzen) kümmert. Er bildet die Schnittstelle zwischen der objektorientierten Welt des Codes und der relationalen Welt der Datenbank.


📦 Aufgaben eines Entity Managers:

  1. Persistieren (Speichern):

    • Speichert ein neues Objekt (Entity) in der Datenbank.

    • Beispiel: $entityManager->persist($user);

  2. Finden/Laden:

    • Holt ein Objekt anhand seiner ID oder anderer Kriterien.

    • Beispiel: $entityManager->find(User::class, 1);

  3. Aktualisieren:

    • Änderungen an einem Objekt werden verfolgt und in die Datenbank geschrieben (z. B. beim flush()).

  4. Entfernen/Löschen:

    • Löscht ein Objekt aus der Datenbank.

    • Beispiel: $entityManager->remove($user);

  5. Transaktionen verwalten:

    • Beginnt, commitet oder rollt Transaktionen zurück.

  6. Query-Handling:


🔁 Lebenszyklus von Entities:

Der Entity Manager verwaltet den „Zustand“ von Objekten:

  • managed (verfolgt Änderungen),

  • detached (nicht mehr verwaltet),

  • removed (zum Löschen markiert),

  • new (noch nicht gespeichert).


🛠 Beispiel mit Doctrine (PHP):

$user = new User();
$user->setName('Max Mustermann');

$entityManager->persist($user); // Zum Speichern vormerken
$entityManager->flush();        // Tatsächlich in DB schreiben

Fazit:

Der Entity Manager ist der zentrale Ansprechpartner, wenn es darum geht, mit Datenbankobjekten zu arbeiten – lesen, schreiben, ändern, löschen. Er abstrahiert die SQL-Ebene und macht die Datenbankarbeit objektorientiert steuerbar.


Doctrine Database Abstraction Layer - DBAL

Doctrine DBAL (Database Abstraction Layer) ist eine PHP-Bibliothek, die eine Abstraktionsschicht für den Datenbankzugriff bietet. Sie ist ein Teil von Doctrine, einem weit verbreiteten ORM-Projekt (Object-Relational Mapping), aber kann unabhängig vom ORM verwendet werden.

Ziel und Nutzen von Doctrine DBAL:

Doctrine DBAL bietet eine einheitliche API, um mit verschiedenen Datenbanken (wie MySQL, PostgreSQL, SQLite usw.) zu kommunizieren, ohne direkt SQL für die jeweilige Datenbank schreiben zu müssen.


Hauptfunktionen von Doctrine DBAL:

  • Verbindungsverwaltung:
    • Verbindungsaufbau zu Datenbanken über Konfigurationsarrays.

    • Unterstützung für Verbindungs-Pooling, Transaktionen usw.

  • SQL-Query-Builder:
    • Dynamisches Erstellen von SQL-Abfragen über eine objektorientierte API:

$qb = $conn->createQueryBuilder();
$qb->select('u.id', 'u.name')
   ->from('users', 'u')
   ->where('u.age > :age')
   ->setParameter('age', 18);
$stmt = $qb->executeQuery();
  • Datenbankunabhängigkeit:

    • Die gleichen Funktionen und Abfragen funktionieren mit verschiedenen DBMS, z. B. MySQL, PostgreSQL, SQLite.

  • Schema-Management:

    • Werkzeuge zum Erstellen, Ändern und Vergleichen von Datenbankschemata.

    • Nützlich für Migrationen.

  • Datentyp-Konvertierung:

    • Konvertiert Daten zwischen PHP und dem nativen Datenbankformat.

use Doctrine\DBAL\DriverManager;

$conn = DriverManager::getConnection([
    'dbname' => 'test',
    'user' => 'root',
    'password' => '',
    'host' => 'localhost',
    'driver' => 'pdo_mysql',
]);

$result = $conn->fetchAllAssociative('SELECT * FROM users');

Wann DBAL statt ORM?

Du verwendest DBAL ohne ORM, wenn:

  • Du mehr Kontrolle über SQL willst.

  • Dein Projekt keine komplexe Objekt-Mapping-Logik braucht.

  • Du bereits vorhandene SQL-Strukturen nutzen musst.


Fazit:

Doctrine DBAL ist ein mächtiges Werkzeug für sauberen, portablen und sicheren Datenbankzugriff in PHP, ohne sich auf ein vollständiges ORM einlassen zu müssen. Es liegt genau zwischen direktem PDO-Zugriff und einem vollwertigen ORM wie Doctrine ORM.

 


Aspect Oriented Programming - AOP

Aspect-Oriented Programming (AOP) ist ein Programmierparadigma, das sich darauf konzentriert, Querschnittsfunktionen (Cross-Cutting Concerns) modular zu kapseln. Es ergänzt objektorientierte oder funktionale Programmierung, indem es Code, der sich durch viele Klassen oder Module zieht, auslagert und separat behandelt.


💡 Ziel:

Probleme wie Logging, Sicherheitsprüfungen, Fehlerbehandlung, Transaktionsmanagement oder Performance-Messungen sind typische Cross-Cutting Concerns. Diese wiederholen sich oft in vielen Klassen und Methoden – AOP ermöglicht es, solchen Code zentral zu schreiben und automatisch an den richtigen Stellen auszuführen.


🔧 Grundbegriffe:

  • Aspect: Ein Modul, das eine Querschnittsfunktion kapselt.

  • Advice: Der eigentliche Code, der ausgeführt wird (z. B. vor, nach oder anstatt einer Methode).

  • Join Point: Ein Punkt im Programmablauf, an dem ein Aspect eingreifen kann (z. B. Methodenaufruf).

  • Pointcut: Eine Definition, welche Join Points betroffen sind (z. B. "alle Methoden in Klasse X").

  • Weaving: Der Prozess, bei dem Aspect-Code mit dem eigentlichen Code „verwoben“ wird – zur Laufzeit, beim Kompilieren oder beim Laden.


🛠 Beispiel (in Java mit Spring AOP):

@Aspect
public class LoggingAspect {
    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void logBeforeMethod(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("Methode wird aufgerufen: " + joinPoint.getSignature().getName());
    }
}

Dieser Code führt automatisch Logging aus, bevor jede Methode im com.example.service-Paket ausgeführt wird.


✅ Vorteile:

  • Bessere Modularität

  • Weniger Code-Duplikate

  • Trennung von Fachlogik und Querschnittslogik


❌ Nachteile:

  • Kann die Lesbarkeit erschweren (man sieht nicht sofort, was alles beim Methodenaufruf passiert).

  • Debugging kann komplexer sein.

  • Oft framework-abhängig (z. B. Spring, AspectJ).


Assertion

Assertions (auf Deutsch: Behauptungen oder Zusicherungen) sind Programmierkonstrukte, mit denen du Annahmen über den Zustand deines Programms überprüfst. Eine Assertion prüft, ob eine bestimmte Bedingung wahr ist – wenn nicht, wird typischerweise ein Fehler ausgelöst und das Programm abgebrochen.

Beispiel (in Python):

x = 10
assert x > 0   # läuft problemlos
assert x < 5   # AssertionError, weil x nicht kleiner als 5 ist

Zweck von Assertions:

  • Sie helfen beim Debuggen: Du überprüfst, ob bestimmte Voraussetzungen im Code erfüllt sind.

  • Sie dokumentieren implizite Annahmen: z. B. „An dieser Stelle muss die Liste mindestens ein Element haben.“

  • Sie dienen der Fehlersuche in der Entwicklungsphase – im Produktivcode werden sie oft deaktiviert.

Wichtiger Unterschied zu regulären Fehlerbehandlungen:

Assertions sollen Programmfehler aufdecken, nicht Benutzereingaben oder äußere Einflüsse abfangen. Beispiel:

  • assert age > 0 → falsch, wenn age aus Benutzereingabe stammt.

  • Stattdessen: if age <= 0: raise ValueError("Alter muss positiv sein.")

 


Design by Contract - DbC

Design by Contract (DbC) ist ein Konzept aus der Softwareentwicklung, das von Bertrand Meyer eingeführt wurde. Es beschreibt eine Methode zur Sicherstellung der Korrektheit und Zuverlässigkeit von Software, indem Verträge zwischen den verschiedenen Komponenten (z.B. Methoden, Klassen) definiert werden.

Grundprinzipien von Design by Contract

Bei DbC wird jede Software-Komponente wie eine Vertragspartei gesehen, die bestimmte Verpflichtungen und Garantien einhält:

  1. Vorbedingungen (Preconditions)
    Bedingungen, die erfüllt sein müssen, bevor eine Methode oder Funktion korrekt ausgeführt werden kann.
    → Verantwortung des Aufrufers.

  2. Nachbedingungen (Postconditions)
    Bedingungen, die nach der Ausführung garantiert werden.
    → Verantwortung der Methode/Funktion.

  3. Invariant (Klasseninvariante)
    Bedingungen, die während der gesamten Lebenszeit eines Objekts wahr bleiben müssen.
    → Verantwortung sowohl der Methode als auch des Aufrufers.

Ziel von Design by Contract

  • Klare Spezifikation der Verantwortlichkeiten.

  • Robustere und besser testbare Software.

  • Fehler werden frühzeitig erkannt (z.B. durch Verletzung des Vertrags).

Beispiel in Pseudocode

class BankAccount {
    private double balance;

    // Invariante: balance >= 0

    void withdraw(double amount) {
        // Vorbedingung: amount > 0 && amount <= balance
        if (amount <= 0 || amount > balance) throw new IllegalArgumentException();

        balance -= amount;

        // Nachbedingung: balance wurde um amount verringert
    }
}

Vorteile

  • Klare Verträge führen zu weniger Missverständnissen.

  • Bessere Fehlersuche, da Verstöße gegen Verträge sofort auffallen.

  • Unterstützt die defensive Programmierung.

Nachteile


Perl Compatible Regular Expressions - PCRE

Perl Compatible Regular Expressions (PCRE) sind eine Implementierung von regulären Ausdrücken, die sich an der Syntax und Funktionalität der Programmiersprache Perl orientiert. Sie bieten eine sehr mächtige, flexible und erweiterte Syntax, die über einfache reguläre Ausdrücke hinausgeht.

Warum „Perl Compatible“?

Perl war eine der ersten Sprachen, die besonders leistungsstarke reguläre Ausdrücke eingeführt hat. Die PCRE-Bibliothek wurde entwickelt, um diese Funktionen auch in anderen Programmiersprachen und Tools verfügbar zu machen – zum Beispiel in:

  • PHP

  • Python (teilweise, re-Modul ähnelt PCRE)

  • JavaScript (mit leichten Abweichungen)

  • grep-Varianten wie pcregrep

  • Texteditoren wie VS Code, Sublime Text etc.


Wichtige Features von PCRE:

Lookahead & Lookbehind:

  • (?=...) – positive Lookahead

  • (?!...) – negative Lookahead

  • (?<=...) – positive Lookbehind

  • (?<!...) – negative Lookbehind

Nicht-gierige Quantifizierer:

  • *?, +?, ??, {m,n}?

Benannte Gruppen:

  • (?P<name>...) oder (?<name>...)

Unicode-Support:

  • \p{L} für Unicode-Buchstaben usw.

Assertions und Grenzen:

  • \b, \B, \A, \Z, \z

Modifikatoren:

  • (?i) für case-insensitive

  • (?m) für multiline usw.

(?<=\buser\s)\w+

Dieser Ausdruck findet Wörter, die nach "user " stehen (Lookbehind).


Fazit:

PCRE sind die "Deluxe-Version" regulärer Ausdrücke – sie sind leistungsfähig, weit verbreitet und flexibel. Wenn du in einem Tool oder einer Sprache arbeitest, die „PCRE unterstützt“, kannst du dich auf die mächtige Perl-ähnliche Syntax freuen.


Guard

In der Softwareentwicklung bezeichnet ein Guard (auch Guard Clause oder Guard Statement) eine Art von Schutzmechanismus innerhalb einer Funktion oder Methode, der sicherstellt, dass bestimmte Bedingungen erfüllt sind, bevor der restliche Code ausgeführt wird.

Einfach erklärt:

Ein Guard ist wie ein Türsteher: Er lässt nur das durch, was erlaubt ist – und alles andere wird frühzeitig beendet.

Typisches Beispiel (in Python):

def divide(a, b):
    if b == 0:
        return "Division durch null nicht erlaubt"  # Guard Clause
    return a / b

In diesem Beispiel schützt der Guard davor, dass eine Division durch null passiert.


Vorteile von Guards:

  • Frühes Beenden bei ungültigen Zuständen

  • Verbesserte Lesbarkeit durch weniger verschachtelte if-else-Strukturen

  • Saubererer Codefluss, da der "Happy Path" (also der normale Ablauf) nicht durch viele Sonderfälle unterbrochen wird


Beispiele in anderen Sprachen:

JavaScript:

function login(user) {
  if (!user) return; // Guard
  // Weiter mit Login-Logik
}

Swift (hat sogar ein eigenes Schlüsselwort guard):

func greet(person: String?) {
  guard let name = person else {
    print("Kein Name übergeben")
    return
  }
  print("Hallo, \(name)!")
}