Die Entwicklung von Webanwendungen verlangt seit jeher nach schnellen, effizienten und gleichzeitig einfach zu bedienenden Serverlösungen. Express.js hat sich in diesem Umfeld als eines der beliebtesten Frameworks etabliert und bietet Entwicklern eine intuitive API zur Erstellung von Webservern. Dennoch stößt klassische Express.js gelegentlich an seine Leistungsgrenzen, insbesondere bei hoher Last oder anspruchsvollen Anwendungen.
Genau an dieser Stelle setzt µExpress, auch bekannt als Ultimate Express, an – ein HTTP-Server, der Express-Kompatibilität bietet und gleichzeitig mit einer enormen Geschwindigkeit überzeugt. µExpress ist kein bloßer Fork von Express.js, sondern eine komplette Neuentwicklung, die die API und Funktionalität von Express nachbildet und mit uWebSockets, einer leistungsstarken und ressourcenschonenden HTTP-Server-Bibliothek, kombiniert. Das Ergebnis ist ein unglaublich schneller HTTP-Server, der bis zu elf Mal mehr Anfragen pro Sekunde verarbeiten kann als das originale Express.js – was für Entwickler und Unternehmen, die auf Performance angewiesen sind, ein echter Gamechanger ist.
Die Designidee hinter µExpress ist es, als echter Drop-in-Ersatz für Express.js zu funktionieren. Entwickler können in vielen Fällen einfach das Package express durch ultimate-express ersetzen, ohne größeren Anpassungsaufwand oder Komplexität. Dieses Versprechen wird durch umfangreiche Tests bestätigt, die sämtliche Express-Tests zuerst mit Express selbst und dann mit µExpress durchlaufen, um sicherzustellen, dass die Funktionalitäten nahtlos kompatibel sind und sich keine unerwünschten Nebeneffekte einschleichen. Die herausragende Leistung von µExpress wurde unter realen Bedingungen geprüft.
Dabei wurde der Server auf einem modernen System mit Ubuntu 22.04, Node.js 20.17.0 und einem AMD Ryzen 5 3600 getestet.
Verschiedene Benchmarks, darunter „wrk“ und der bekannte „TechEmpower FrameworkBenchmarks“-Vergleich, zeigten signifikante Geschwindigkeitssteigerungen gegenüber Express.js. Besonders bei einfachen Routing-Aufgaben oder bei Anwendungen mit vielen Middleware-Komponenten zeigte µExpress eine bis zu zwölffach höhere Verarbeitungsrate pro Sekunde. Wichtig ist dabei zu bedenken, dass µExpress diese Performance trotz vollem Express-Kompatibilitätsversprechen erreicht. Ein entscheidender Faktor für diese Performance ist die Integration des nativen uWebSockets-Routers, der vom µExpress-Framework standardmäßig genutzt wird.
Herkömmliche Express-Router müssen in der Regel umfangreiche Middleware-Schichten durchlaufen, was zu Verzögerungen führt. µExpress optimiert die Routenbehandlung stark, indem es ausschließlich einfache, stringbasierte Pfade preverarbeitet und leistungsfähige native Router-Funktionalitäten ausnutzt. Dadurch sind speziell 1-Level-Router-Aufrufe bis zu zehnmal schneller als bei herkömmlichen Express-Routen. Gleichzeitig sind jedoch komplexe Pfade mit Regex oder mehrfach verschachtelten Routern weniger effizient – für solche Fälle sollte man die Anwendungsstruktur entsprechend gestalten. Besonders interessant für Entwickler, die auf Middleware setzen, ist die Tatsache, dass µExpress praktisch alle gängigen Express-Middleware-Module unterstützt.
Von cookie-parser über compression bis hin zu helmet oder passport funktionieren die meisten Middleware-Lösungen problemlos. Lediglich bei wenigen Modulen wie express-async-errors besteht eine gewisse Einschränkung: Statt explizit dieses Modul zu verwenden, kann man in µExpress eine neue Option aktivieren, die asynchrone Fehlerbehandlung direkt unterstützt und somit meist sogar eine elegantere und performantere Fehlerbehandlung ermöglicht. Neben der klassischen HTTP/1.1-Unterstützung ermöglicht µExpress auch moderne Protokolle wie HTTP/3. Diese aktuelle Technologie erlaubt deutlich verschlüsselte Verbindungen mit geringeren Latenzen und kann in der Konfiguration durch einfache Optionen aktiviert werden.
Somit ist µExpress auch für zukünftige Web-Anwendungen ideal vorbereitet. Das Thema Sicherheit ist besonders wichtig im Backend-Bereich. µExpress bietet die Möglichkeit, HTTPS-Server ganz einfach zu konfigurieren, ohne dass Entwickler eine eigene HTTP-Schnittstelle manuell erstellen müssen. Stattdessen werden TLS-Optionen direkt beim Erstellen der Express-Anwendung angegeben. Das reduziert Komplexität, vermeidet Fehler bei der Servererstellung und sorgt für sichere Verbindungen mit minimalem Aufwand.
Eine weitere praktische Besonderheit von µExpress ist die eingebaute Unterstützung für statische Dateien. Im Gegensatz zu vielen anderen Frameworks, bei denen zum Beispiel das serve-static-Modul verwendet werden muss, bringt µExpress eine speziell optimierte Express-kompatible static()-Middleware mit, die die schnelle Auslieferung von statischen Inhalten, Bildern oder Skripten direkt unterstützt. Zusammen mit der optimierten Dateizugriffsperformance über Hintergrund-Threads ergibt sich hier eine weitere Stellschraube zur Steigerung der Gesamtsystemleistung. Auch die Verwaltung von Request-Bodies wurde bei µExpress überarbeitet. Standardmäßig liest das Framework den Body nur bei POST-, PUT- und PATCH-Anfragen ein und verzichtet etwa auf Body-Lesungen bei GET-Anfragen, was in vielen Fällen unnötig und sogar leistungsmindernd sein kann.
Entwickler können das Verhalten jederzeit anpassen, indem sie die erlaubten HTTP-Methoden für Body-Einlesungen konfigurieren. Diese Flexibilität sorgt für zusätzliche Performance-Gewinne in Szenarien, in denen viele Anfragen ohne Body verarbeitet werden. Eine Hürde, die bei Node.js-Anwendungen häufig auftritt, ist die Begrenzung der maximalen Größe von HTTP-Headern. Während die Node.
js-Standardgröße auf 16.384 Bytes liegt, ist der Standardwert bei uWebSockets, auf dem µExpress beruht, deutlich niedriger mit 4.096 Bytes. Bei Bedarf kann hier die Umgebungsvariable UWS_HTTP_MAX_HEADERS_SIZE auf einen höheren Wert gesetzt werden, was sicherstellt, dass Anwendungen auch mit größeren Headern reibungslos funktionieren. Für Anwendungen mit WebSocket-Unterstützung, die normalerweise durch das HTTP-Upgrade-Event realisiert wird, schlägt µExpress eine moderne Alternative vor.
Da der HTTP-Server nicht manuell erstellt wird, entfallen klassische Upgrade-Events. Stattdessen existieren zwei praktikable Wege: Zum einen bietet die Schwesterbibliothek Ultimate WS eine kompatible WebSocket-API, die nahtlos mit µExpress zusammenarbeitet. Zum anderen kann direkt auf die uWebSockets-App-Instanz zugegriffen werden, um WebSocket-Routen zu erstellen. Diese Konzepte sorgen für einen einfachen und gleichzeitig leistungsstarken Weg, WebSocket-Kommunikation in Serveranwendungen zu integrieren. Insgesamt zeigt sich, dass µExpress eine starke Alternative für Entwickler ist, die maximale Performance ohne Komfortverlust suchen.
Durch die bewusste Nachbildung des Express-API-Designs bleibt die Entwicklererfahrung vertraut und ermöglicht gleichzeitig innovative Features und deutlich höhere Geschwindigkeiten. Gerade bei skalierenden Anwendungen mit hohem Anfragevolumen oder bei Cloud-Projekten, in denen Ressourcenkosten eine Rolle spielen, kann sich der Einsatz von µExpress spürbar auszahlen. Das Entwicklerteam hinter µExpress bietet umfangreiche Dokumentation und eine aktive Community, was die Integration in bestehende Projekte und die Fehlersuche erleichtert. Der offene Quellcode und die Verwendung der modernen uWebSockets-Technologie zeigen, wie wichtig Effizienz und moderne Programmieransätze im neuen Zeitalter der Webentwicklung sind. Zusammenfassend ist µExpress das Ergebnis einer konsequenten Modernisierung des Express-Framework-Gedankens, der dabei höchste Priorität auf Geschwindigkeit, Kompatibilität und einfache Umsetzbarkeit legt.
Diese Mischung macht es zu einem der interessantesten Frameworks für Node.js-Backend-Entwicklung im Jahr 2024 und darüber hinaus. Wer also auf der Suche nach einem schnellen, Express-kompatiblen HTTP-Server ist, sollte µExpress definitiv in die engere Auswahl nehmen.
