Frontend Serverless Functions: Ein praktischer Leitfaden mit Vercel und Netlify

In der heutigen dynamischen Webentwicklungslandschaft hat die JAMstack-Architektur immense Popularität erlangt und ermöglicht es Entwicklern, schnellere, sicherere und skalierbarere Webanwendungen zu erstellen. Eine Schlüsselkomponente des JAMstack ist die Verwendung von Serverless Functions, die es Ihnen ermöglichen, Backend-Code direkt von Ihrem Frontend aus auszuführen, ohne Server verwalten zu müssen. Dieser Ansatz vereinfacht die Entwicklung, reduziert den operativen Aufwand und verbessert die Anwendungsleistung.

Dieser Leitfaden bietet einen umfassenden Überblick über Frontend Serverless Functions, wobei der Schwerpunkt auf zwei führenden Plattformen liegt: Vercel und Netlify. Wir werden die Vorteile der Verwendung von Serverless Functions untersuchen, uns mit praktischen Beispielen für deren Implementierung mit Vercel und Netlify befassen und Best Practices für den Aufbau robuster und skalierbarer Anwendungen diskutieren.

Was sind Frontend Serverless Functions?

Frontend Serverless Functions (auch bekannt als Serverless API Functions oder Cloud Functions) sind in sich geschlossene, einzelzweckorientierte Funktionen, die in einer Serverless-Umgebung ausgeführt werden. Sie werden typischerweise in JavaScript oder anderen von der Plattform unterstützten Sprachen (z. B. Python, Go) geschrieben und durch HTTP-Anfragen oder andere Ereignisse ausgelöst. Im Gegensatz zu herkömmlichen Backend-Anwendungen werden Serverless Functions vom Anbieter je nach Bedarf automatisch skaliert, um optimale Leistung und Kosteneffizienz zu gewährleisten.

Betrachten Sie sie als kleine, unabhängige Einheiten von Backend-Logik, die Sie direkt an den Edge deployen können. Sie ermöglichen es Ihnen, Aufgaben wie diese zu bewältigen:

• Formularübermittlungen: Verarbeitung von Kontakt- oder Anmeldeformularen, ohne einen dedizierten Backend-Server zu benötigen.
• Datenabruf: Abrufen von Daten von externen APIs und Bereitstellen für Ihr Frontend.
• Authentifizierung: Verwaltung von Benutzerauthentifizierung und -autorisierung.
• Bildverarbeitung: Ändern der Größe oder Optimieren von Bildern im laufenden Betrieb.
• Server-Side Rendering (SSR): Dynamisches Rendern von Inhalten für verbesserte SEO und Leistung.
• A/B-Tests: Implementierung von A/B-Test-Experimenten.
• Personalisierung: Anpassen von Benutzererlebnissen basierend auf individuellen Präferenzen.

Vorteile der Verwendung von Serverless Functions

Die Einführung von Serverless Functions in Ihren Frontend-Entwicklungs-Workflow bietet mehrere Vorteile:

• Vereinfachte Entwicklung: Konzentrieren Sie sich auf das Schreiben von Code, ohne sich um Serververwaltung, Infrastrukturbereitstellung oder Skalierung kümmern zu müssen.
• Reduzierter operativer Aufwand: Die Serverless-Plattform kümmert sich um alle operativen Aspekte, sodass Sie sich auf die Erstellung von Features konzentrieren können.
• Verbesserte Skalierbarkeit: Serverless Functions skalieren automatisch je nach Nachfrage und gewährleisten so eine optimale Leistung auch bei Spitzenverkehr.
• Kosteneffizienz: Sie zahlen nur für die während der Funktionsausführung verbrauchten Ressourcen, was sie zu einer kostengünstigen Lösung für viele Anwendungen macht.
• Verbesserte Sicherheit: Serverless-Plattformen bieten integrierte Sicherheitsfunktionen und wenden automatisch Sicherheitspatches an, wodurch das Risiko von Schwachstellen verringert wird.
• Schnellere Bereitstellung: Serverless Functions können schnell und einfach bereitgestellt werden, was schnellere Iterationszyklen ermöglicht.

Vercel und Netlify: Führende Serverless-Plattformen

Vercel und Netlify sind zwei der beliebtesten Plattformen für die Bereitstellung und das Hosting moderner Webanwendungen, einschließlich solcher, die Serverless Functions verwenden. Beide Plattformen bieten ein nahtloses Entwicklererlebnis, automatische Bereitstellungen und integrierte CDN-Funktionen.

Vercel

Vercel (früher Zeit) ist eine Cloud-Plattform, die speziell für Frontend-Entwickler entwickelt wurde. Sie legt Wert auf Geschwindigkeit, Einfachheit und Zusammenarbeit. Vercel lässt sich nahtlos in beliebte Frontend-Frameworks wie React, Vue.js und Angular integrieren und bietet ein globales Edge-Netzwerk für die Bereitstellung von Inhalten mit geringer Latenz.

Netlify

Netlify ist eine weitere führende Plattform für die Erstellung und Bereitstellung von Webanwendungen. Es bietet eine umfassende Suite von Funktionen, darunter Continuous Deployment, Serverless Functions und Edge Computing. Die benutzerfreundliche Oberfläche und der robuste Funktionsumfang von Netlify machen es zu einer beliebten Wahl für Entwickler aller Erfahrungsstufen.

Implementierung von Serverless Functions mit Vercel

Um eine Serverless Function mit Vercel zu erstellen, erstellen Sie typischerweise eine Datei im Verzeichnis api Ihres Projekts. Vercel erkennt diese Dateien automatisch als Serverless Functions und stellt sie entsprechend bereit. Die Datei sollte eine Funktion exportieren, die zwei Argumente annimmt: req (das Anfrageobjekt) und res (das Antwortobjekt).

Beispiel: Eine einfache "Hello World"-Funktion

Erstellen Sie eine Datei namens api/hello.js mit folgendem Inhalt:

export default function handler(req, res) {
  res.status(200).json({ message: 'Hello, world!' });
}

Stellen Sie Ihr Projekt auf Vercel bereit. Nach der Bereitstellung können Sie auf diese Funktion unter dem Endpunkt /api/hello zugreifen (z. B. https://your-project-name.vercel.app/api/hello).

Beispiel: Verarbeitung von Formularübermittlungen

Erstellen wir eine Funktion zur Verarbeitung von Formularübermittlungen. Angenommen, Sie haben ein Kontaktformular auf Ihrer Website, das Daten an diese Funktion sendet.

Erstellen Sie eine Datei namens api/contact.js mit folgendem Inhalt:

export default async function handler(req, res) {
  if (req.method === 'POST') {
    const { name, email, message } = req.body;

    // TODO: Implementieren Sie hier Ihre Logik zum Senden der E-Mail oder zum Speichern der Daten.
    // Dies könnte die Verwendung eines E-Mail-Dienstes wie SendGrid oder das Speichern
    // der Daten in einer Datenbank beinhalten.

    // Zu Demonstrationszwecken protokollieren wir die Daten nur in der Konsole.
    console.log('Name:', name);
    console.log('Email:', email);
    console.log('Message:', message);

    res.status(200).json({ message: 'Formular erfolgreich übermittelt!' });
  } else {
    res.status(405).json({ message: 'Methode nicht erlaubt' });
  }
}

In diesem Beispiel:

• Wir prüfen, ob die Anfrage-Methode POST ist.
• Wir extrahieren die Daten aus dem Anfragekörper (req.body).
• Wir fügen einen Platzhalterkommentar // TODO: Implementieren Sie hier Ihre Logik... ein, um Sie daran zu erinnern, dass Sie hier eine Verbindung zu einem externen Dienst oder einer Datenbank herstellen würden.
• Wir senden eine Erfolgsantwort mit dem Statuscode 200.
• Wenn die Anfrage-Methode nicht POST ist, senden wir eine Fehlerantwort mit dem Statuscode 405 (Methode nicht erlaubt).

Denken Sie daran, Fehler in Ihren Funktionen ordnungsgemäß zu behandeln. Verwenden Sie try...catch-Blöcke, um Ausnahmen abzufangen und informative Fehlermeldungen an den Client zurückzugeben.

Implementierung von Serverless Functions mit Netlify

Netlify verwendet einen ähnlichen Ansatz wie Vercel zur Erstellung von Serverless Functions. Sie erstellen ein Verzeichnis (normalerweise netlify/functions genannt) in Ihrem Projekt und legen Ihre Funktionsdateien darin ab. Netlify erkennt diese Dateien automatisch und stellt sie als Serverless Functions bereit.

Beispiel: Eine einfache "Hello World"-Funktion

Erstellen Sie ein Verzeichnis namens netlify/functions und eine Datei namens netlify/functions/hello.js mit folgendem Inhalt:

exports.handler = async (event, context) => {
  return {
    statusCode: 200,
    body: JSON.stringify({ message: 'Hello, world!' }),
  };
};

Stellen Sie Ihr Projekt auf Netlify bereit. Nach der Bereitstellung können Sie auf diese Funktion unter dem Endpunkt /.netlify/functions/hello zugreifen (z. B. https://your-project-name.netlify.app/.netlify/functions/hello).

Beispiel: Verarbeitung von Formularübermittlungen

Erstellen Sie eine Datei namens netlify/functions/contact.js mit folgendem Inhalt:

exports.handler = async (event, context) => {
  if (event.httpMethod === 'POST') {
    try {
      const data = JSON.parse(event.body);
      const { name, email, message } = data;

      // TODO: Implementieren Sie hier Ihre Logik zum Senden der E-Mail oder zum Speichern der Daten.
      // Dies könnte die Verwendung eines E-Mail-Dienstes wie SendGrid oder das Speichern
      // der Daten in einer Datenbank beinhalten.

      // Zu Demonstrationszwecken protokollieren wir die Daten nur in der Konsole.
      console.log('Name:', name);
      console.log('Email:', email);
      console.log('Message:', message);

      return {
        statusCode: 200,
        body: JSON.stringify({ message: 'Formular erfolgreich übermittelt!' }),
      };
    } catch (error) {
      console.error('Fehler bei der Verarbeitung der Formularübermittlung:', error);
      return {
        statusCode: 500,
        body: JSON.stringify({ message: 'Formular konnte nicht übermittelt werden. Bitte versuchen Sie es später erneut.' }),
      };
    }
  } else {
    return {
      statusCode: 405,
      body: JSON.stringify({ message: 'Methode nicht erlaubt' }),
    };
  }
};

In diesem Beispiel:

• Wir prüfen, ob die Anfrage-Methode POST ist, indem wir event.httpMethod verwenden.
• Wir parsen den Anfragekörper mit JSON.parse(event.body).
• Wir extrahieren die Daten aus dem geparsten Körper.
• Wir fügen einen Platzhalterkommentar // TODO: Implementieren Sie hier Ihre Logik... für Ihre benutzerdefinierte Logik ein.
• Wir verwenden einen try...catch-Block, um potenzielle Fehler während der Verarbeitung oder des Parsens zu behandeln.
• Wir geben ein Antwortobjekt mit statusCode und body zurück.

Gängige Anwendungsfälle für Frontend Serverless Functions

Serverless Functions können für eine Vielzahl von Frontend-Aufgaben verwendet werden. Hier sind einige gängige Anwendungsfälle:

1. Verarbeitung von Formularübermittlungen

Wie in den obigen Beispielen gezeigt, eignen sich Serverless Functions ideal für die Verarbeitung von Formularübermittlungen. Sie können problemlos mit E-Mail-Diensten, Datenbanken oder anderen APIs integriert werden, um die übermittelten Daten zu verarbeiten.

2. Authentifizierung von Benutzern

Serverless Functions können zur Authentifizierung von Benutzern mit Diensten wie Auth0, Firebase Authentication oder Netlify Identity verwendet werden. Sie können Funktionen zur Bearbeitung von Benutzerregistrierung, Anmeldung und Zurücksetzung des Passworts erstellen.

Beispiel: Integration mit Auth0 (Konzeptionell)

Obwohl die genaue Implementierung vom Auth0 SDK abhängt, ist die allgemeine Idee wie folgt:

1. Das Frontend sendet eine Login-Anfrage an Ihre Serverless Function.
2. Die Serverless Function verwendet die Auth0 Management API, um die Anmeldeinformationen des Benutzers zu überprüfen.
3. Wenn die Anmeldeinformationen gültig sind, generiert die Serverless Function ein JWT (JSON Web Token) und gibt es an das Frontend zurück.
4. Das Frontend speichert das JWT und verwendet es zur Authentifizierung nachfolgender Anfragen.

3. Abrufen von Daten von APIs

Serverless Functions können verwendet werden, um Daten von externen APIs abzurufen und sie für Ihr Frontend bereitzustellen. Dies ermöglicht es Ihnen, Ihre API-Schlüssel und andere sensible Informationen vor dem Client zu verbergen.

Beispiel: Abrufen von Wetterdaten von einer öffentlichen API

// Dieses Beispiel verwendet die OpenWeatherMap API.
const API_KEY = process.env.OPENWEATHERMAP_API_KEY; // Speichern Sie Ihren API-Schlüssel in Umgebungsvariablen!

exports.handler = async (event, context) => {
  const { city } = event.queryStringParameters; // Holen Sie sich die Stadt aus den Query-Parametern.

  if (!city) {
    return {
      statusCode: 400,
      body: JSON.stringify({ message: 'Bitte geben Sie eine Stadt an.' }),
    };
  }

  try {
    const url = `https://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=${city}&appid=${API_KEY}&units=metric`;
    const response = await fetch(url);
    const data = await response.json();

    if (!response.ok) {
      throw new Error(`Fehler beim Abrufen von Wetterdaten: ${response.status} ${response.statusText}`);
    }

    return {
      statusCode: 200,
      body: JSON.stringify(data),
    };
  } catch (error) {
    console.error('Fehler beim Abrufen von Wetterdaten:', error);
    return {
      statusCode: 500,
      body: JSON.stringify({ message: 'Fehler beim Abrufen von Wetterdaten.' }),
    };
  }
};

Wichtig: Speichern Sie Ihre API-Schlüssel und andere sensible Informationen immer in Umgebungsvariablen, nicht direkt in Ihrem Code. Vercel und Netlify bieten Mechanismen zum Festlegen von Umgebungsvariablen.

4. Generieren von dynamischen Bildern

Serverless Functions können verwendet werden, um dynamische Bilder basierend auf Benutzereingaben oder Daten zu generieren. Dies ist nützlich für die Erstellung von personalisierten Bannern, Social-Media-Vorschauen oder anderen dynamischen Inhalten.

5. Implementierung von Server-Side Rendering (SSR)

Obwohl Frameworks wie Next.js und Nuxt.js integrierte SSR-Funktionen bieten, können Sie auch Serverless Functions verwenden, um SSR für bestimmte Teile Ihrer Anwendung zu implementieren. Dies kann die SEO und Leistung für inhaltsreiche Seiten verbessern.

Best Practices für die Erstellung von Serverless Functions

Um robuste und skalierbare Serverless Functions zu erstellen, beachten Sie die folgenden Best Practices:

• Funktionen klein und fokussiert halten: Jede Funktion sollte einen einzigen, klar definierten Zweck haben. Dies macht sie leichter zu verstehen, zu testen und zu warten.
• Umgebungsvariablen für die Konfiguration verwenden: Speichern Sie API-Schlüssel, Datenbankanmeldeinformationen und andere sensible Informationen in Umgebungsvariablen.
• Fehler elegant behandeln: Verwenden Sie try...catch-Blöcke, um Ausnahmen abzufangen und dem Client informative Fehlermeldungen zurückzugeben.
• Funktionsleistung optimieren: Minimieren Sie die Menge an Code und Abhängigkeiten in Ihren Funktionen. Verwenden Sie asynchrone Operationen, um die Ereignisschleife nicht zu blockieren.
• Protokollierung und Überwachung implementieren: Verwenden Sie Protokollierungs- und Überwachungstools, um die Leistung Ihrer Funktionen zu verfolgen und Probleme zu identifizieren.
• Funktionen sichern: Implementieren Sie geeignete Sicherheitsmaßnahmen, um Ihre Funktionen vor unbefugtem Zugriff zu schützen. Dies kann Eingabevalidierung, Authentifizierung und Autorisierung umfassen.
• Cold Starts berücksichtigen: Achten Sie auf die potenziellen Auswirkungen von Cold Starts auf die Funktionsleistung. Cold Starts treten auf, wenn eine Funktion zum ersten Mal oder nach einer Inaktivitätsperiode aufgerufen wird. Sie können die Auswirkungen von Cold Starts abmildern, indem Sie Ihre Funktionen klein halten und bereitgestellte Parallelität (falls verfügbar) verwenden.
• Funktionen gründlich testen: Schreiben Sie Unit-Tests und Integrationstests, um sicherzustellen, dass Ihre Funktionen korrekt funktionieren.
• Konsistenten Code-Stil verwenden: Befolgen Sie einen konsistenten Code-Stil, um die Lesbarkeit und Wartbarkeit zu verbessern.
• Funktionen dokumentieren: Stellen Sie eine klare und prägnante Dokumentation für Ihre Funktionen bereit.

Sicherheitsaspekte

Serverless Functions führen neue Sicherheitsaspekte ein, die Sie beachten müssen:

• Eingabevalidierung: Validieren Sie Benutzereingaben immer, um Injection-Angriffe und andere Sicherheitslücken zu verhindern.
• Authentifizierung und Autorisierung: Implementieren Sie ordnungsgemäße Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen, um den Zugriff auf sensible Daten und Funktionen einzuschränken.
• Abhängigkeitsverwaltung: Halten Sie Ihre Abhängigkeiten auf dem neuesten Stand, um bekannte Sicherheitslücken zu beheben.
• Geheimnisverwaltung: Verwenden Sie sichere Geheimnisverwaltungspraktiken, um API-Schlüssel, Datenbankanmeldeinformationen und andere sensible Informationen zu schützen. Vermeiden Sie es, Geheimnisse direkt in Ihrem Code oder Ihren Konfigurationsdateien zu speichern.
• Regelmäßige Sicherheitsaudits: Führen Sie regelmäßige Sicherheitsaudits durch, um potenzielle Schwachstellen zu identifizieren und zu beheben.

Globale Überlegungen

Berücksichtigen Sie bei der Entwicklung von Serverless Functions für ein globales Publikum Folgendes:

• Zeitzonen: Behandeln Sie Zeitzonenkonvertierungen ordnungsgemäß, wenn Sie mit Datums- und Zeitangaben arbeiten. Verwenden Sie eine Bibliothek wie moment-timezone oder date-fns-tz, um die Zeitzonenbehandlung zu vereinfachen.
• Lokalisierung: Implementieren Sie Lokalisierung zur Unterstützung mehrerer Sprachen und Kulturen. Verwenden Sie eine Bibliothek wie i18next oder react-intl, um Übersetzungen zu verwalten.
• Währungen: Behandeln Sie Währungskonvertierungen ordnungsgemäß, wenn Sie Finanztransaktionen durchführen. Verwenden Sie eine API wie die Exchange Rates API oder Open Exchange Rates, um aktuelle Wechselkurse zu erhalten.
• Datenschutz: Beachten Sie die Datenschutzbestimmungen in verschiedenen Ländern und Regionen. Halten Sie sich an Vorschriften wie die DSGVO (Datenschutz-Grundverordnung) und den CCPA (California Consumer Privacy Act).
• Content Delivery Network (CDN): Verwenden Sie ein CDN, um Inhalte von Servern bereitzustellen, die sich näher an Ihren Benutzern befinden. Dies kann die Leistung verbessern und die Latenz verringern, insbesondere für Benutzer in geografisch entfernten Standorten. Vercel und Netlify bieten beide integrierte CDN-Funktionen.

Fazit

Frontend Serverless Functions bieten eine leistungsstarke und flexible Möglichkeit, moderne Webanwendungen zu erstellen. Durch die Nutzung von Plattformen wie Vercel und Netlify können Sie die Entwicklung vereinfachen, den operativen Aufwand reduzieren und die Anwendungsleistung verbessern. Indem Sie die in diesem Leitfaden beschriebenen Vorteile, Anwendungsfälle und Best Practices verstehen, können Sie das volle Potenzial von Serverless Functions ausschöpfen und erstaunliche Weberlebnisse für Ihre Benutzer schaffen.

Nutzen Sie die Leistung von Serverless und bringen Sie Ihre Frontend-Entwicklung auf die nächste Stufe!