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Um die richtige Technik für die Entwicklung von Web-Anwendungen zu finden, gilt es zunächst, einen relativ unübersichtlichen Markt zu durchschauen: Das Spektrum reicht von diversen Skriptsprachen über Microsofts .NET bis hin zu Sprachen für die Java-Plattform. Auch Wettbewerbe wie der Plat_Forms Context helfen nur bedingt bei der individuellen Auswahl, können diese Vergleiche doch weder die spezifischen Gegebenheiten in einer Firma berücksichtigen noch eine individuelle Gewichtung ersetzen.
Skriptsprachen stehen in dem Ruf, die Web-Entwicklung zu beflügeln, weshalb deren Verfechter Java für träge und umständlich halten. Dieser Ruf von Java rührt aus den Anfangsjahren, als selbst die Entwicklung einer einfachen Web-Anwendung nach der Maxime "Run once, test anywhere" verlief. Schon mit der zweiten Java-Generation und der Trennung von Logik und Darstellung begann Java zunehmend auch für Web-Designer interessant zu werden. Moderne Frameworks wie JavaServer Faces, Google Web Toolkit oder Apache Wicket verringerten den Abstand zu agilen Skriptsprachen weiter.
Java
Java-Anwendungen sind geradezu beliebig erweiterbar, was sich zunächst einmal wie ein großes Plus anhört - aber weniger wäre manchmal mehr. Einsteiger drohen in der Flut der Java-Frameworks zu versinken. Für den Profi bietet Java für jede Aufgabe eine passende, gute Lösung. Die Dokumentation der Bibliotheken ist meistens exzellent, die Anzahl der professionellen Buchveröffentlichungen enorm hoch.
Java gehört zu den am besten lesbaren Programmiersprachen. Durch die objektorientierte Programmierung mit der sehr guten Modularisierung ist es leicht, wartungsfreundliche Web-Anwendungen zu entwickeln. Ob das in der Praxis auch gelingt, hängt wie bei den anderen hier vorgestellten Techniken stark von der Ausbildung der Entwickler im guten Design ab. Die leichte Erweiterbarkeit von Java-Anwendungen führt bei unreflektiertem Einsatz schnell zu extrem komplexen Programmen mit unangemessen hohen Wartungsaufwänden.
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Java wird immer mit Robustheit gleichgesetzt, unter anderem, weil es eine Compiler-Sprache ist, wegen der bekannten Typsicherheit, des Exception-Handling-Konzepts und der ausgereiften Laufzeitumgebungen. Trotzdem bleibt festzuhalten, dass die genannten Konzepte für Java-Web-Oberflächen nur bedingt greifen. Präsentation beziehungsweise Steuerung ist bei Java-Web-Anwendungen unter Umständen weit weniger robust als der klassische Java-Code. Je nach Version der verwendeten Web-Frameworks und dem verwendeten Technik-Mix (Javascript) kann die Steuerung und Präsentation einer Java-Anwendung durchaus Probleme bereiten. Der Testaufwand ist nicht zu unterschätzen.
Gutes Design, gute Performance
Java-Code haftet auch der Ruf an, langsam zu sein. Das liegt an vielen Dingen, manche davon sind Missverständnisse, andere wiederum wahr, so etwa die schwache Performance von EJB 1.0. Tatsache ist, dass Java-Programme bei schlechtem Design sehr langsam sein können. Bei gutem Design sind sie hingegen heute weit schneller als alle anderen hier genannten Techniken und liegen fast im Bereich von nativen C-Programmen.
Die Java-Laufzeitumgebungen von einfachen Servern wie Tomcat und Jetty bis hin zu Enterprise-Application-Servern wie IBM WebSphere und Oracle WebLogic garantieren bei richtigem Design eine erstklassige Performance, sehr gute Überwachbarkeit sowie eine Skalierung, die für die größten Web-Anwendungen ausreicht. Selten findet man jedoch Experten, welche die Vielfalt des Marktes beherrschen, das Tuning von Anwendungen verstehen und darüber hinaus wissen, wann man welche Umgebung unter bestimmten Voraussetzungen einsetzt. So können zum Beispiel die Kosten für das Hos-ting und die Lizenzen einer Java-Web-Anwendung ähnlich gering ausfallen wie beim Einsatz von PHP oder sehr teuer sein.
Hervorragende Tools-Landschaft
Eclipse und Netbeans sind in Java implementierte Entwicklungswerkzeuge, die nicht nur beweisen, dass man in Java hervorragende Programme entwickeln kann. Die IDEs gehören zudem auch zu den besten überhaupt erhältlichen Tools. Gerade diese ausgereiften quelloffenen Entwicklungsumgebungen und die Möglichkeiten der Fehlersuche sowie der nahtlosen Einbindung von Fremdwerkzeugen wie Build-, Test- und UML-Tools ist eine der großen Stärken von Java.
Unterm Strich ist festzuhalten, dass man relativ viel Know-how benötigt, um hochklassige Java-Web-Anwendungen zu schreiben. Ist dieses Wissen vorhanden, muss sich die Leistung einer solchen Anwendung hinter keiner verstecken, die mit einer anderen Technik entwickelt wurde.
PHP
PHP ist ungefähr zur selben Zeit wie Java entstanden und heute unangefochten die Nummer eins unter den Techniken für Web-Anwendungen. Gerade in der Lamp-Kombination (Linux, Apache, MySQL und PHP) kommt die Skriptsprache auf mehr Web-Servern zum Einsatz als alle anderen hier genannten Verfahren. Das liegt sicher zu einem Großteil an dem geringen Entwicklungsaufwand für PHP-Anwendungen, zum Teil aber auch an anderen Merkmalen.
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Für viele Entwickler bietet PHP genau das, was sie brauchen: ein performantes Datenbanksystem, einen ebenfalls performanten Web-Server und ein stabiles, kos-tenfreies Betriebssystem. Es gibt zwar mehrere Alternativen zum genannten Rüstzeug einer PHP-Anwendung, aber Entwickler werden fragen: wozu das? Das bedeutet nicht, dass PHP inflexibel ist. Es lässt sich um viele nützliche Bibliotheken erweitern, so zum Beispiel um eine Datenbank-Abstraktionsschicht mit PDO, um diverse Widget-Sammlungen, oder man verwendet gleich eine Kombination von Frameworks à la Symfony.
Viele Lücken sind geschlossen
Die Wartungsfreundlichkeit eines Programms geht mit der Unterstützung von gutem Design und guter Lesbarkeit einher. PHP wurde erst spät um heute selbstverständliche Konzepte wie objektorientierte Programmierung, Namespaces und Datenbankabstraktion erweitert. Solche und andere Lücken wurden mittlerweile immer mehr geschlossen. Der Tribut der späten Entwicklung ist, dass PHP zeitweise wild gewachsen ist, was die Lesbarkeit teilweise erschwert und zu uneinheitlichen Programmen führen kann.
PHP bildet in vielen Vergleichen das Schlusslicht in puncto Robustheit. Die schwache Typisierung der Sprache ist Teil des Konzepts, aber eben auch Fehlerquelle. Es ist ein prinzipieller Unterschied, ob Fehler zur Laufzeit oder zur Entwicklungszeit auftreten und gefunden werden können. Tatsache ist, das PHP ein Auffinden von Fehlern zur Entwicklungszeit nicht so gut unterstützt, wie es beispielsweise strikt typisierte Compiler-Sprachen erlauben.
Performance-Unterschiede
PHP-Programme werden im Gegensatz zu Java ohne Umwege interpretiert. Bei reinen Benchmark-Vergleichen schneidet die Technologie oftmals nicht so gut ab wie die Compiler-Sprache Java. Man sollte diese Benchmark-Ergebnisse zwar nicht auf die Goldwaage legen, denn je nach Architektur der Anwendung spielen Datenbankzugriff, schnelle Web-Seitendarstellung und die Anbindung von Fremdsystemen unter Umständen eine weit größere Rolle. Aber ein gewisser systembedingter Unterschied zu kompilierten Sprachen ist dennoch nicht von der Hand zu weisen.
Verglichen mit Java wird die Skalierbarkeit von PHP unter Fachleuten schlechter beurteilt. Bei diesem Vergleich sollte man allerdings fair bleiben und sagen, dass Java-Enterprise-Application-Server mit ihren verschiedenen Möglichkeiten des Load-Balancings preislich in einer vollkommen anderen Liga spielen. Das gilt auch für das System-Monitoring, das mit der Laufzeitumgebung einhergeht. Hier hat PHP dem ausgefeilten Konzept der Java Management Extensions (JMX) wenig entgegenzusetzen.
Ausreichende Tool-Unterstützung
Die Tool-Unterstützung wurde in den letzten Jahren stark ausgebaut. So kann der PHP-Entwickler nicht nur mit proprietären Umgebungen wie Zend Studio oder klassischen Web-Tools wie Dreamweaver oder Expression Web arbeiten. Auch die beiden quelloffenen Java-Entwicklungsumgebungen Netbeans und Eclipse sowie Eclipse-Derivate wie Aptana unterstützen mittlerweile PHP. Nicht zuletzt gibt es inzwischen sogar UML-Tools, die PHP-Code einlesen und erzeugen können.
Als Fazit zu PHP lässt sich sagen: Wer eine leicht erlernbare Sprache, eine nahezu kostenfreie Laufzeitumgebung sowie viele Web-Hosting-Anbote auf PHP-Basis sucht, liegt bei PHP richtig. Die vielen Web-CMS auf PHP-Basis zeigen, welchen Schwerpunkt die Sprache hat. Bei großen, unternehmenskritischen Web-Seiten mit der Anbindung von verschiedenen Fremdsystemen spielt PHP eher eine untergeordnete Rolle.
Python
Python ist bedeutend älter als Java, aber ebenso universell ausgelegt. Die elegante objektorientierte Skriptsprache ist von Anfang an auf leichte Lesbarkeit und im Gegensatz zu Java auf syntaktische Ähnlichkeit zu Vorläufersprachen ausgelegt worden. Python ist leicht zu erlernen, besitzt wohldurchdachte, integrierte Datentypen und verwirrt nicht mit extrem vielen Frameworks und unterschiedlichen Konzepten.
Im Bereich der Erweiterbarkeit und Flexibilität kann sich Python sehr gut mit anderen Sprachen dieses Vergleichs messen. Die Anzahl der Standardbibliotheken ist gerade für die Web-Programmierung mehr als ausreichend. Mit Django gibt es zum Beispiel ein Framework mit Datenbankabstraktion und Unterstützung für Internatio-nalisierung. Die Python-Implementierung Jython geht noch einen Schritt weiter und schlägt eine Brücke von der eleganten Programmiersprache zur leichten Erweiterbarkeit der Java-Plattform.
Durchdachtes Sprachkonzept
Python-Programme gelten als sehr wartungsfreundlich. Das liegt nicht nur an der Syntax, sondern auch an dem von Anbeginn durchdachten Sprachkonzept. Gleiches gilt für die Robustheit von Programmen, denn Exception Handling war von Beginn an Bestandteil der Sprache. Wie bei allen Skriptsprachen ist die Ausführungsgeschwindigkeit nicht mit der von Compiler-Sprachen zu vergleichen. Python-Entwickler bewerten jedoch die Ausführungsgeschwindigkeit für Web-Anwendungen aufgrund der langsamen Verbindung zwischen Server und Client im WWW als eher zweitrangig. Das Prinzip ist, lieber besser lesbaren Code zu erzwingen und Performance-hungrige Anwendungsteile separat zu optimieren oder nativ zu implementieren.
Fragliche Skalierbarkeit
Es gibt nur wenige Erfahrungen und Berichte über die Skalierbarkeit von größeren Python-Anwendungen, so dass man hier keine zuverlässige Aussage treffen kann. Die Verwendung von Python für durchaus größere Websites wie Youtube mag allerdings ein Indiz sein, dass sich Python-Anwendungen durchaus skalieren lassen. Anders sieht es mit dem Monitoring aus, wo man Konzepte wie JMX vermisst.
Bei der Tool-Unterstützung liegt Python mit PHP etwa gleichauf. Die gängigen Java-IDEs verfügen zum Beispiel über Python-Plug-ins. Anfang dieses Jahres wurde sogar eine Unterstützung für Microsofts Visual Studio angekündigt.
Fazit: Python ist eine moderne, leicht lesbare, objektorientierte Skriptsprache. Sie vereint die einfache Erlernbarkeit von PHP mit vielen Vorzügen von Java. Es ist jedoch nicht so leicht, passende Entwickler für ein Python-Projekt zu finen, was den Einsatz der Sprache im Vergleich zu Java und PHP erschwert.
Ruby
Die Skriptsprache Ruby (Rubin) ist ungefähr genauso alt wie Java und stammt von dem japanischen Entwickler Yukihiro Matsumoto. Genauso wie bei Java war Auslöser der Neuentwicklung die Unzufriedenheit mit traditionellen Sprachen. Ruby ist quelloffen, plattformunabhängig und vollständig objektorientiert. Im Gegensatz zu Java gibt es also keine primitiven Datentypen und die damit verbundenen, notwendigen Wrapper-Klassen und häufig notwendigen Typwandlungen.
Die Erweiterbarkeit und Flexibilität von Ruby-Anwendungen ist exzellent. Es gibt inzwischen viele Bibliotheken, deren bedeutendste das Web-Application-Framework "Ruby on Rails" ist. Die Ruby-Implementierung JRuby basiert auf der Java-Laufzeitumgebung und verbindet die neue Skriptwelt mit der Enterprise-Architektur von Java-Anwendungen.
Nicht die Schnellste
Die Typisierung der Skriptsprache Ruby kann nicht so wie in Java auf Compiler-Prüfung ausgelegt sein, sondern funktioniert dynamisch, wobei Variablen nicht deklariert werden müssen. Was die einen als bestechenden Vorteil empfinden, kann sich bei Laufzeitfehlern als mangelnde Robustheit äußern. Es gibt Untersuchungen, die zeigen, dass Ruby die langsamste Sprache dieses Vergleichs ist. Wie bei Python bereits erwähnt, muss sich das bei einer Web-Anwendung nicht unbedingt so stark auswirken. Tatsache ist jedoch, dass sich die genannten Konzepte wie Interpreter und dynamische Typisierung im Laufzeitverhalten niederschlagen.
Kritisches in Java auslagern
Was die Skalierbarkeit von Ruby-Anwendungen angeht, gibt es keine guten Vergleiche und vor allem wenig Anwenderberichte. Es ist aber möglich, der Frage aus dem Weg zu gehen, indem man JRuby einsetzt und damit die Möglichkeit hat, den kritischen Teil des Codes in Java auszulagern. Monitoring ist wie bei den anderen Skriptsprachen zwar möglich, aber ein mit Java vergleichbares Konzept sucht man bisher vergeblich.
Als moderne Programmiersprache stehen die Lesbarkeit des Programms und die konsequente Objektorientierung im Vordergrund. Die Modularisierung und Kapselung (fünf Gültigkeitsbereiche) machen es einfach, wartungsfreundliche Programme zu schreiben.
Die Tool-Unterstützung ist im Allgemeinen nicht so gut ausgeprägt wie bei den anderen Techniken dieses Vergleichs. Dabei hat Ruby von Java-Entwicklungsumgebungen Unterstützung erhalten: Sowohl Netbeans und Eclipse als auch die interessante Eclipse-Web-Entwicklungsumgebung Aptana unterstützen inzwischen Ruby. Als Edelstein unter den Skriptsprachen konzipiert, ist Ruby hierzulande eher ein Exot. Mit Skala und anderen Sprachen, die auf der Java-Laufzeitumgebung basieren, erhält Ruby zudem Konkurrenz. Es bleibt also abzuwarten, ob sich Ruby mehr als eine Nische erobern kann.
Fazit
Mit allen hier genannten Techniken lassen sich heute sehr gute Web-Anwendungen entwickeln. Viel wichtiger als der eine oder andere Pluspunkt im Vergleich ist, dass die Sprache zum Unternehmen, seinen Mitarbeitern, seinem Anwendungsumfeld und seinem Entwicklungsmodell passen muss. Legt man Wert auf saubere Modellierung der Geschäftslogik, die Verwendung von Enterprise-Application-Servern und auf die ausgereifte Einbindung von Legacy-Anwendungen, sollte man Java auf jeden Fall in die engere Wahl einbeziehen, schon allein wegen der überzeugenden Werkzeuge. Liegt der Schwerpunkt eher auf der GUI-Präsentation und der schnellen Entwicklung, sollte man die klassischen Skript-Techniken wie PHP, Python oder Ruby ins Auge fassen. Welcher der letztgenannten man den Vorzug gibt, ist eher eine Geschmacksfrage und bedarf individueller Abwägungen. (ue/sh)
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Entwicklungsaufwand |
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Erweiterbarkeit |
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Wartungsfreundlichkeit |
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Robustheit |
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Ausführungsgeschwindigkeit |
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Skalierbarkeit |
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Monitoring |
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Laufzeitumgebung |
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Hosting-Markt |
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Tool-Unterstützung |
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Benötigtes Know-how |
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Personalmarkt |
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Glossar
• Monitoring: Um Web-Anwendungen während der Laufzeit zu überwachen, gibt es unterschiedliche Tools und Verfahren. Java bietet mit den Java Management Extensions (JMX) eines der führenden Konzepte der Branche.
• Robustheit: Eine Web-Anwendung muss eine Vielzahl von Anfragen gleichzeitig beantworten. Bei dieser Aufgabe kann man nicht tolerieren, dass ein Programm des Öfteren hängen bleibt.
• Skalierbarkeit: Kann ein Programm, das für 1000 Benutzer ausgelegt ist, auch 10.000 mit überschaubaren Änderungen verkraften? Wenn dem so ist, ist das Programm skalierbar, lässt sich also an einen wachsenden Ressourcenbedarf anpassen, ohne dass die Performance leidet.
• Widgets: Widgets sind die Bausteine einer grafischen Oberfläche, mit denen der Benutzer das Programm steuern kann, so zum Beispiel über Schaltflächen. Sie werden auch häufig Controls, Beans oder Javabeans genannt.
Vergleichskriterien
Wer Techniken zur Erstellung von Web-Anwendungen vergleicht, muss Schwerpunkte setzen. Der Grund dafür ist, dass es nicht die eine Tool-Umgebung für alle Einsatzbereiche gibt. Die Bandbreite der Web-Anwendungen reicht von monolithischen, schnell zusammengeklickten und kurzlebigen Anwendungen über gut strukturierte, langlebige Programme bis hin zu unternehmenskritischen Anwendungen, bei denen die Kopplung mit Legacy-Systemen eine wichtige Rolle spielt.
Eine Möglichkeit, etwas Orientierung in einen Vergleich zu bringen, ist zum Beispiel, nach der Bedeutung des Oberflächenanteils und der der Geschäftslogik zu unterscheiden. Es gibt Web-Anwendungen mit stark ausgeprägter, komplizierter Geschäftslogik wie Web-Services, die vollkommen ohne Oberfläche auskommen. Das krasse Gegenteil sind Web-Anwendungen ohne viel Geschäftslogik, bei denen der Schwerpunkt weitgehend auf einer ausgefeilten grafischen Oberfläche liegt.
Der Beitrag vergleicht namhafte Web-Entwicklungstechniken anhand der Kriterien Entwicklungsaufwand, Erweiterbarkeit und Flexibilität, Wartungsfreundlichkeit, Robustheit, Ausführungsgeschwindigkeit, Skalierbarkeit, Monitoring, Laufzeitumgebung, Tool-Unterstützung und dem benötigen Know-how.