Aufgabenstellung

Die einzige Vorgabe war, dass das Projekt eine technische Herausforderung beinhalten muss. Nachdem wir drei Ideen gesammelt hatten, entschieden wir uns dazu, eine App zu entwickeln, die Menschen motiviert, die Zeit wieder mehr mit ihren Liebsten zu genießen, ohne auf das Handy zu schauen. Die technische Herausforderung lag hierbei vor allem in der Verbindung zwischen den Geräten durch Bluetooth, aber auch in der Erstellung einer nativen, production-ready App.

MVP

Anfangs wurde von uns selbst ein MVP mit den grundlegendsten Funktionen definiert. Dazu zählte, sich als User einloggen bzw. registrieren und Sessions starten zu können, in der das Handy nicht verwendet werden sollte. Weiters ist es wichtig, die Verbindung zwischen den Geräten (egal ob NFC, BLE etc.) herzustellen und aufrechtzuerhalten. Die App sollte erkennen, wenn jemand das Handy verwendet, und das den anderen Geräten mitteilen. Wir hatten die Idee, dass die User*innen mehrere Modi spielen können, wobei nur der “Bill Splitter” zum MVP zählt. Dabei sollte man einen Rechnungsbetrag eingeben können und die App zeigt an, wer wie viel schlussendlich zahlen muss, basierend darauf, wie oft jeweils das Handy verwendet wurde. Die App sollte grundsätzlich nativ auf beiden Plattformen (iOS und Android) entwickelt werden und am Ende production-ready sein. Zudem hatten wir uns vorgenommen, eine CI/CD-Pipeline fürs Backend aufzusetzen und eine Website mit rechtlichen Informationen und Links zur App zu entwickeln. Die Website spielt vor allem für die Releases in den Stores eine Rolle.

Nice To Have

Als “Nice To Have” hatten wir uns primär die Erweiterung um 2 zusätzliche Modi vorgenommen: Beim Modus “Pot Lock” legen die Spieler*innen anfänglich fest, welcher Betrag pro Person in einen virtuellen Topf gegeben werden soll, und ab welcher Handynutzungsgrenze (“Threshold”) man seinen Einsatz verliert. Am Schluss teilen sich die Personen, die den Threshold nicht überschritten haben, den Topf. Beim Modus “Group Jar” legt die Gruppe einen Preis pro Handynutzung fest und am Ende der Session sagt die App, wer wie viel insgesamt in die Gruppenkasse zahlen muss.

Weitere Nice-To-Haves waren die Möglichkeit, dass Spieler*innen auch mittendrin einer Session beitreten können (falls jemand sich z. B. verspätet), dass sie sich nach einem Disconnect wieder reconnecten können und dass sie auch früher die Session verlassen können (falls jemand z. B. schon früher nach Hause gehen muss). Abgesehen davon wollten wir, dass die App auch komplett offline funktioniert, damit man sie auch in einer Keller-Bar mit schlechtem Empfang nutzen kann. Zusätzlich wollten wir die App zumindest in einem Store veröffentlichen.

Weiters hatten wir viele coole Ideen, die App durch Features wie Mini Games, einer KI-Funktion zum Rechnung-Scannen (für den Modus “Bill Splitter”), einer History, einem Streak, einer Realtime Abstimmung (für Notfallsituationen, in denen die Handynutzung toleriert wird), einem SSO-Login und einer direkten Zahlung in der App bzw. einer Importfunktion in eine App wie Splitwise oder Tricount zu erweitern, allerdings blieb dafür leider keine Zeit mehr – zumindest in diesem Semester.

Verwendete Technologien

App

Die Apps wurden jeweils nativ, in Swift für iOS und Kotlin für Android geschrieben, um Erfahrung im Bereich der nativen App-Entwicklung zu sammeln.

Website

Die Website wurde mit Next.js, einem React-basierten Framework entwickelt. Für das Styling wurde Tailwind CSS verwendet und für eine typsichere Entwicklung haben wir uns für TypeScript entschieden. Wir verwenden eine klassisch komponentenbasierte Architektur mit wiederverwendbaren Komponenten. Für die Containerisierung verwenden wir Docker.

Projektablauf

Die Arbeit am Semesterprojekt wurde in Sprints aufgeteilt (die an Masterklassen-Einheiten orientiert waren, wobei wir intern auch hin und wieder Meetings dazwischen hatten, wenn der Abstand zwischen den Masterklassen Einheiten zu lange war).

Als Projektmanagement-Tool und zum Verwalten des Backlogs wurde die Software “Linear” verwendet: vor jedem Sprint definierten wir, wer an welchen Tickets arbeitet und teilten diese im Team auf.

Das Endprodukt

Wir haben die MVP Funktionalitäten und Nice-To-Haves wie beschrieben umgesetzt, mit den folgenden kleinen Anpassungen: Unsere App funktioniert komplett offline mit Bluetooth LE und die Session ID wird über das Scannen eines QR-Codes unter den Spieler*innen ausgetauscht. Das Backend hatten wir zwar anfänglich aufgesetzt, es wird momentan allerdings nicht benötigt. Zusätzlich zu den 3 Modi gibt es nun auch einen vierten Modus, das “Basic Leaderboard”, mit welchem sich User*innen ihre eigenen Regeln festlegen können. Weiters implementierten wir einen Solomodus, sodass die App nicht nur in der Gruppe, sondern auch alleine (z. B. beim Lernen) verwendet werden kann. Außerdem setzten wir eine coole CI/CD Pipeline für unsere Website auf und veröffentlichten unsere App in nicht nur einem, sondern in beiden Stores (Apple App Store, Google Play Store).

Link zum iOS App Store-Eintrag

Link zum Android App Store-Eintrag

Beim ersten Öffnen der App wird man durch ein Onboarding geleitet, in welchem die App kurz vorgestellt wird. Hierbei muss man auch einen Namen angeben, welcher innerhalb der App für einen selbst verwendet werden soll. Schließlich landet man am Homescreen (Abb. 3, links). Über das Profil-Icon rechts oben hat man die Möglichkeit, den festgelegten Namen zu ändern. Über den Button “Start New Session” startet man eine neue Gruppensession und kommt zum New Session Screen (Abb. 3, Mitte) – diesen Button muss allerdings nur eine Person in der Gruppe klicken. Alle anderen klicken auf “Join Session”, welcher die Kamera öffnet, um den generierten QR-Code zu scannen, welcher einen dann auch zum New Session Screen weiterleitet. Der Button “Go Solo” führt zum Solomodus, welcher weiter unten genauer beschrieben wird.

Am New Session Screen werden die aktuellen Teilnehmer*innen und der ausgewählte Modus angezeigt. Der “Host” der Session (die Person, die auf “Start New Session” geklickt hat) hat zudem die Möglichkeit, den Modus auszuwählen (Abb. 3, rechts) und notwendige Einstellungen vorzunehmen (z. B. den Preis pro Nutzung für den Group Jar Modus zu setzen).

Wie angekündigt, gibt es auch einen Solomodus. Mit dem Klick auf “Go Solo” am Home Screen kommt man zum New Focus Session Screen (Abb. 4, links), welcher wie ein Group Jar Modus funktioniert – man muss also den Preis pro Nutzung festlegen. Während der Session (Focus Session Screen, Abb. 4, rechts) sieht man die gesamte Nutzungsanzahl und wie viel Geld man sich in das eigene Sparschwein zahlen müssen wird.

Ein weiteres spannendes Feature ist das Starten des Solomodus durch das Ablegen des Handys auf eine bestimmte Stelle. Wir stellen uns den Ablauf für User*innen folgendermaßen vor:

1. User*in setzt sich an den Schreibtisch.
2. User*in legt das Handy auf eine Ablagefläche.
3. bHere App öffnet sich und Solomodus wird automatisch gestartet.

Technisch funktioniert es mit einem NFC-Tag, der einen Deeplink enthält. Für die Projektevernissage 2026 haben wir 100 Tags (NTAG215) bestellt, beschrieben und hergeschenkt. Das Feature haben wir aktuell nur für Android implementiert.

Die App ist auf beiden Plattformen sowohl in Light Mode, als auch in Dark Mode, verfügbar.

Feedback und Verbesserungsmöglichkeiten

Durch die Teilnahme an der Projektvernissage konnten wir wertvolles User-Feedback für potentielle zukünftige Erweiterungen und Verbesserungen der App sammeln: der wohl größte Pain Point der aktuellen Lösung ist die Latenz des implementierten BLE-Mesh. Vor allem bei Sessions mit einer hohen Teilnehmeranzahl kann es aktuell bis zu mehreren Minuten dauern, bis alle Daten zwischen allen Geräten ausgetauscht wurden. Sollte das Projekt noch weiterentwickelt werden, wäre das wohl eines der ersten Tickets, das umgesetzt werden müsste.

Fazit aller Teilnehmer*innen

Im folgenden Abschnitt möchten wir noch unser Fazit und unsere Erfahrungen teilen, die wir im Zuge dieses Semestergruppenprojekts sammeln konnten.

David

Die Arbeit an bHere war für mich eine intensive und lehrreiche Erfahrung. Technisch gesehen war die Implementierung der Bluetooth-Low-Energy-Kommunikation sicherlich die größte Hürde. Es hat einige Iterationen und Research gebraucht, weshalb ich umso stolzer bin, dass wir schlussendlich ein funktionierendes BLE-Mesh auf die Beine stellen konnten.

Eine wichtige Lektion war für mich die Herausforderung der parallelen Entwicklung auf zwei Plattformen. Es zeigte sich schnell: Wenn Details nicht vorab klar definiert sind, kann es passieren, dass sie auf iOS und Android unterschiedlich umgesetzt werden. Das führte dazu, dass die letzten Wochen und Tage vor der Abgabe besonders intensiv waren, da wir viele dieser kleinen Unstimmigkeiten noch angleichen mussten. Auch den Prozess der Veröffentlichung hatte ich unterschätzt – insbesondere die Vorbereitung des Store-Eintrags und die zwingende 14-tägige Testphase im Google Play Store benötigen mehr Vorlaufzeit, als man zu Beginn vermuten würde.

Andreas

Anders als bei der einwöchigen WildWeek, die wir im Laufe des 2. Semesters hatten, wurden wir in diesem Semester in einem technisch herausfordernden Semesterprojekt auf die Probe gestellt. Dies forderte ein hohes Maß an Eigenverantwortung und gute Teamkommunikation. Insbesondere, weil wir die App bhere auf zwei Plattformen (Android und iOS) gleichzeitig aufgebaut haben. Die Tatsache, dass wir uns nicht wie in der WildWeek auf direkten Wege schnell austauschen konnten, machte das Projekt umso lehrreicher, weil es auch nebenbei die heutige Home Office Arbeitsweise gut widerspiegelt hat.

Persönlich habe ich mich speziell im Bereich der Android App Entwicklung einbringen können. Dort war ich mit einigen Kollegen an der Gestaltung der UI unserer Screens dran. Neben dem Entwicklungs-Part habe ich auch an der Gestaltung unseres App-Logos beigetragen und fürs Marketing die Bierdeckeln designed, welche wir dann als Merch an die Interessent:innen verteilt haben. Ich fand die Tasks sehr abwechslungsreich und konnte mich erstmals tiefgründig mit der Programmiersprache Kotlin auseinandersetzen. Erste wirkliche Programmiererfahrung von Apps hatte ich damals noch mit Java.

Rückblickend betrachtet bin ich froh gewesen, mit unserem Team eine solch innovative App auf die Beine gestellt zu haben. Die Umsetzung hat gezeigt, dass wir mit vielen guten Ideen und einigem Kreativitätsvermögen, auch technisch herausfordernde Anforderungen meistern können. Nichtsdestotrotz ist zu erwähnen, dass der Weg dorthin nicht immer einfach war. Durch die Parallelentwicklung (Android/iOS) mussten wir ständig so up-to-date sein, dass auf beiden Systemen ein ziemlich einheitliches Design und verhalten aufgebaut werden konnte. Außerdem waren zahlreiche Testläufe nötig, bis wir eine stabile, plattformübergreifende Lösung gefunden hatten, um zwischen allen Endgeräten ein BLE-Mesh aufzubauen, über das die Kommunikation schließlich zuverlässig stattfinden konnte.

Felix

Dieses Gruppen-Semesterprojekt war für mich eine sehr spannende Herausforderung, weil wir in einem großen Team eine komplette App für iOS und Android entwickelt haben und diese dann auch veröffentlicht haben. Im Vergleich zu der Wild Programming Week war es finde ich viel anstrengender, weil wir einfach über einen langen Zeitraum uns immer koordinieren mussten. Aber im Großen und Ganzen hat alles gut funktioniert.

Zum Start haben wir zuerst ein Backend entwickelt für User Anmeldung, was dann aber nicht verwendet wurde, weil wir die App offline verwenden wollten, das war anfangs frustrierend, weil dabei Zeit draufgegangen ist, aber natürlich verständlich. Dann habe ich auch ziemlich am Anfang eine Website entwickelt, die, wie ich finde, sehr gut geworden ist. Ansonsten habe ich im Android Team und beim Merch für die Projekte Vernissage geholfen. Das fand ich am spannendsten, da ich Kotlin besser kennenlernen konnte.

Das gesamte Projekt hat mir sehr gut gefallen, vor allem weil es ein sehr reales und arbeitsnahes Projekt war. Wir waren ein gutes Team und haben gute Meetings abgehalten. Es hat alles gut funktioniert, wenn auch nicht ohne Schwierigkeiten.

Caroline

Im Vergleich zur Extreme Programming Week im 2. Semester hatten wir diesmal mehr Zeit fürs Einarbeiten und Ausprobieren, wobei die Entwicklung einer nativen App auf zwei unterschiedlichen Plattformen dafür neue Herausforderungen mit sich brachte. Ich habe hauptsächlich gemeinsam mit Katharina an der iOS-Version gearbeitet, was im Pair-Programming sehr gut funktioniert hat. Besonders hilfreich war dabei, dass sie bereits mehr Erfahrung mit Swift hatte, wodurch ich mich trotz anfänglicher Unsicherheiten schnell einarbeiten konnte.

Eine der größten Herausforderungen war die Umsetzung der Bluetooth-Low-Energy-Kommunikation. Da es auf iOS im Wesentlichen nur Core Bluetooth gibt, mussten wir viele Teile selbst erarbeiten. Zunächst mussten wir die Grundlagen von BLE verstehen und verschiedene Ansätze ausprobieren, bis wir zu einer funktionierenden Lösung kamen, die über mehrere Geräte hinweg funktioniert. Besonders hilfreich war Davids erste Umsetzung eines Meshs auf Android, auch wenn die Übertragung der Logik auf iOS aufgrund plattformspezifischer Unterschiede nicht einfach war.

Zusätzlich haben wir die iOS-Version der App im App Store veröffentlicht, was für mich eine neue und spannende Erfahrung war. Dabei habe ich einen Einblick in den Release-Prozess sowie die dafür notwendigen Schritte und Anforderungen von Apple bekommen.

Insgesamt hat mir das Projekt nochmal gezeigt, wie wichtig klare Absprachen im Team sowie ein möglichst fertiges und einheitliches Design zu Beginn eines Projekts sind. Fehlende oder unklare Definitionen führen später nämlich zu Mehraufwand und Inkonsistenzen zwischen den Plattformen. Rückblickend war das Projekt jedoch sehr lehrreich und hat mir sowohl technisch als auch im Bereich Teamarbeit wertvolle Erfahrungen gebracht.

Sebastian

Auch wenn wir im zweiten Semester die Wild Programming Week hatten, in welcher wir eine App innerhalb einer Woche entwickeln mussten, war dieses Semesterprojekt doch noch einmal ein ganz neues Erlebnis. Eine App über ein ganzes Semester zu entwickeln hat das Ganze leichter wie auch schwerer gestaltet. 

Durch den Zeitrahmen hatten wir um einiges mehr Zeit zu entwickeln, nicht wie in der Wild Week. Aber auch durch diesen größeren Zeitrahmen wurde es schwerer, da es zum einen natürlich den Projektumfang erhöht hat. Gleichzeitig war es auch um einiges schwerer, den nötigen Arbeitsaufwand einzuschätzen, wodurch man zum Beispiel zu Beginn die Arbeitspakete zu klein für einen Sprint geschätzt hat. 

Ich war vor allem mit UI Umsetzungen auf Android, zusammen mit der Implementierung der Nutzungserkennung zuständig. Bei der UI Umsetzung der die größte Herausforderung die Abstimmung zwischen Android und iOS. Zwar sind beide Plattformen von der gleichen Basis ausgegangen, auf beiden gab es aber kleiner Änderungen, welche dafür gesorgt haben, dass das Design nicht komplett einstimmig waren und hat extra Arbeit gegen Ende benötigt zum Anpassen.

Im Ganzen war es aber wieder ein gutes Erlebnis, mit einem tollen Team. Das ganze kam mit wichtigen Erfahrungen, wie Programmiersprachen Erlernung, App Store Einrichtungen und auch das erneute zeigen, wie wichtig gute Kommunikation und Abstimmung ist, um extra Arbeit zu vermeiden. Ich wäre jederzeit bereit, noch ein Projekt mit diesem Team zu machen.

Jan

Es war sehr nett, mit allen Studienkollegen der Masterklasse ein Projekt umzusetzen. Spannend war, wie sich jeder mit seinen Stärken eingebracht hat. Gerne hätte ich noch mehr an diesem Projekt gearbeitet und dafür auf andere Lehrveranstaltungen verzichtet.

Das Projekt hat sich im Laufe der Zeit in eine spannende Richtung entwickelt. Features, die wir anfangs eingeplant hatten, haben sich bei genauerer Betrachtung als nicht wichtig oder sogar als störend erwiesen und wurden daher gestrichen. Ich bin beispielsweise sehr froh über die Entscheidung, dass die App zu 100% offline funktioniert und es kein Backend gibt. Das ermöglicht den flexiblen Einsatz der App, zum Beispiel in Kellerlokalen ohne Mobilfunk, und hat den Vorteil, dass User ohne lästige Account-Erstellung direkt loslegen können. Für uns als Team bedeutet der Wegfall eines Backends, dass wir die Applikation kostengünstiger und mit weniger Aufwand betreiben können.

Wir können stolz darauf sein, dass wir eine neuartige und wirklich nützliche Applikation geschaffen haben, die ausreichend stabil läuft. Natürlich sehen wir noch einige offene Themen, die wir gerne angehen würden. Schade, dass wir vorerst kaum Zeit mehr für bHere haben werden, da wir uns nun auf unsere Masterarbeiten konzentrieren müssen.

Katharina

Das Projekt “bHere” war für mich eine besonders wertvolle Erfahrung. In meiner Rolle als Projektleiterin übernahm ich die Moderation der Sprint-Meetings, repräsentierte die Gruppe gegenüber unseren Stakeholdern (unseren Masterklassenleitern) und behielt den Gesamtüberblick über Fortschritt und offene Punkte.

Zusätzlich war ich gemeinsam mit Caro für die iOS-Entwicklung verantwortlich. Wir haben intensiv im Pair Programming gearbeitet und unsere Zusammenarbeit war dabei sehr produktiv. Besonders spannend war die Integration der BLE-Funktionalität – dank Davids Vorarbeit konnten wir diese auch erfolgreich in die iOS-App einbinden. Die BLE-Kommunikation auch plattformübergreifend zwischen iOS und Android zum Laufen zu bringen, stellte allerdings eine technische Herausforderung dar, da sich insbesondere das Debugging der Verbindung als nicht so trivial erwies.

Zeitlich war das Semester ebenfalls herausfordernder als gedacht. Im Vergleich zur “Wild Week” erforderte dieses Semestergruppenprojekt ein noch höheres Maß an Eigenorganisation und Abstimmung. Gerade gegen Ende kamen viele Aufgaben parallel zusammen, wodurch Priorisierung und Struktur besonders wichtig wurden. Für zukünftige Projekte nehme ich außerdem mit, wie wichtig ein frühzeitig klar definiertes und abgestimmtes Design ist, um plattformübergreifend noch effizienter arbeiten zu können.

Ein besonderes Highlight war für mich die erstmalige App-Einreichung im App Store. Der umfangreiche Einreichungsprozess hat uns auf der Zielgeraden noch einmal intensiv gefordert, ich konnte daraus aber auch sehr viel lernen.

Insgesamt habe ich sehr viel Arbeit und Engagement in dieses Projekt investiert – sowohl in die technische Umsetzung der iOS-App, als auch in die Organisation und Qualitätssicherung des ganzen Projekts. Umso stolzer bin ich auf das entstandene Produkt und auf das, was wir als Team erreicht haben. 

Matthias

Das Projekt hat mir einen spannenden Einblick gegeben, wie komplex die Entwicklung einer mobilen App werden kann, wenn sie plattformübergreifend funktionieren und gleichzeitig komplett offline nutzbar sein soll. Besonders spannend fand ich es, gemeinsam im Team einen Lösungsansatz für unser Bluetooth-Mesh-System zu suchen. Vor allem, weil es für unseren Anwendungsfall keine bestehende Lösung gab. Ich habe dabei auch versucht, ein eigenes Konzept zu entwickeln. Dieses war zwar noch nicht vollständig ausgereift und hätte mehr Zeit benötigt, hat mir aber geholfen, die technischen Herausforderungen besser zu verstehen und viel von den Lösungsansätzen der anderen im Team zu lernen.

Intensiver beschäftigt habe ich mich mit der Umsetzung der Nutzungserkennung unter iOS. Ziel war es, das Verhalten der App während der Nutzung besser nachvollziehen und entsprechende Daten erfassen zu können. Dabei musste darauf geachtet werden, dass möglichst ähnliche Informationen wie auf Android gesammelt werden, damit die Nutzung plattformübergreifend vergleichbar bleibt. Dadurch konnte ich mich stärker mit dem Verhalten von Apps unter iOS auseinandersetzen und besser verstehen, wie Apps im Hintergrund arbeiten und wie solche Informationen sinnvoll für die Weiterentwicklung eines Produkts genutzt werden können.

Außerdem hatte ich die Möglichkeit, den Prozess rund um die Veröffentlichung der App im Apple App Store aus nächster Nähe mitzuerleben. Es war spannend zu sehen, welche Schritte und Anforderungen notwendig sind, bis eine App tatsächlich eingereicht und veröffentlicht werden kann.

Mit am meisten Spaß haben mir die Diskussionen rund um die User Experience der App gemacht. In den Meetings habe ich gemerkt, dass mich dieser Bereich besonders interessiert und ich mich dort auch am besten einbringen kann. Die Kombination aus technischen Überlegungen und der Frage, wie sich eine App für Nutzer:innen möglichst intuitiv bedienen lässt, fand ich besonders spannend.

Während des Projekts bin ich mit vielen neuen Themen in Berührung gekommen und konnte dabei viel lernen, sowohl technisch als auch in der Zusammenarbeit im Team. Gleichzeitig war die Arbeit durch die vielen gemeinsamen Lösungsansätze sehr motivierend, wodurch das Lernen fast nebenbei passiert ist.

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In diesem Artikel werden fünf gängige Architektur-Muster vorgestellt, die wichtigsten Auswahlkriterien erklärt und eine praktische Check­liste für die Entscheidung geliefert. So entsteht bereits vor dem ersten Commit eine solide Basis für eine reibungslose Entwicklung.

Klassische Schichten-Architektur

Die bekannteste Herangehensweise ist die klassische Schichten-Architektur. Dabei wird eine Anwendung in drei Teile gegliedert:

In der Praxis:

Einsatzszenario:

Die klassische Drei-Schichten-Architektur eignet sich besonders für kleine bis mittelgroße Anwendungen und Solo- oder Kleinteam­projekte, weil sie schnell aufgesetzt ist und eine klare Trennung von UI, Logik und Datenzugriff bietet. Hält sich die Domäne jedoch in Grenzen, lässt sich damit langfristig gut arbeiten. Wachsen jedoch Funktionsumfang, Geschäftsprozesse oder Teamgröße, sollte man rechtzeitig über Modularisierung, DDD oder Microservices nachdenken, um die Wartbarkeit nicht zu gefährden.

Frontend-Pattern: MVC und MVVM

In Frontend-Anwendungen treffen Darstellung, Logik und Nutzereingaben direkt aufeinander – ohne klare Struktur wird der Code schnell unübersichtlich. MVC und MVVM sind zwei bewährte Muster, die helfen, diese Bereiche zu trennen und Benutzeroberflächen wartbarer und übersichtlicher zu gestalten.

Model-View-Controller (MVC):

• Model: Alle Daten und Geschäftslogik.
• View: Das, was man sieht und anklickt.
• Controller: Die Brücke dazwischen – nimmt Eingaben der View entgegen und aktualisiert Model oder View.MVC trennt klar, wer was tut, und macht es leicht, einzelne Teile auszutauschen.

Model-View-ViewModel (MVVM):

• Ähnlich wie MVC, ergänzt aber das ViewModel, das View und Model synchron hält.
• Änderungen am Model „binden“ sich automatisch in die View ein und umgekehrt.MVVM ist besonders beliebt in modernen UI-Frameworks (z. B. SwiftUI, Jetpack Compose), weil es mit Datenbindung und Deklarativität perfekt harmoniert.

Einsatzszenario:

• MVC eignet sich für einfache Web-Apps oder klassische Desktop-Anwendungen.
• MVVM glänzt, wenn Frameworks Datenbindung anbieten und man den UI-Code sauber von Logik fernhalten will.

Monolith vs. Microservices

Wenn die Anwendung wächst, stellt sich die Frage, ob man alle Funktionen in einem großen Block (Monolith) lässt oder in kleine, eigenständige Dienste (Microservices) aufteilt.

Einsatzszenario:

Für kleine Teams und einfache Projekte bleibt der Monolith oft die pragmatischere Wahl. Bei hoher Komplexität, vielen Teams oder strengen Skalierungsanforderungen lohnt sich der Umstieg auf Microservices.

Domain-Driven Design (DDD)

Domain-Driven Design ist ein Ansatz, bei dem der Fokus auf dem fachlichen Kern einer Anwendung liegt, also auf dem, was das System inhaltlich wirklich tut. Statt sich zuerst mit Frameworks oder Datenbanken zu beschäftigen, geht es darum, die Abläufe und Begriffe einer bestimmten Domäne, zum Beispiel im Ressourcenmanagement, in der Buchhaltung oder im E-Commerce genau zu verstehen und diese im Code richtig abzubilden. Um diese Idee in der Praxis umzusetzen, nutzt DDD verschiedene Konzepte, die helfen, komplexe Systeme verständlich zu strukturieren und die Zusammenarbeit zwischen Fachexperten und Entwickelnden zu verbessern. Besonders wichtig sind dabei Ubiquitous Language, Bounded Contexts und der Unterschied zwischen Entities und Value Objects.

Ubiquitous Language bedeutet, dass Entwickelnde und Fachexperten eine gemeinsame Sprache verwenden. Fachbegriffe wie „Buchung“, „Ressource“ oder „Projekt“ tauchen dabei direkt im Code auf, zum Beispiel als Klassen oder Methoden. Das sorgt dafür, dass alle dasselbe Verständnis haben und sich leichter austauschen können.

Bounded Contexts helfen dabei, eine große und komplexe Domäne in klar abgegrenzte Bereiche zu unterteilen. Jeder Bereich hat sein eigenes Modell und eigene Regeln. So bleibt der Code übersichtlich, und Änderungen in einem Teil der Anwendung führen nicht automatisch zu Problemen in einem anderen.

Bei Entities handelt es sich um Objekte mit einer eindeutigen Identität, wie zum Beispiel ein Kunde, der sich im Laufe der Zeit verändern kann. Value Objects dagegen, wie ein Geldbetrag, sind unveränderlich und werden nur durch ihre Werteigenschaften beschrieben.

Einsatzszenario:

Wenn die Domäne komplex ist und viele Experten involviert sind, sorgt DDD dafür, dass alle dasselbe Vokabular nutzen, im Code und in Meetings. Das reduziert Missverständnisse und verbessert die Wartbarkeit.

Event-Driven Architektur & CQRS

Bei modernen Anwendungen, die in Echtzeit reagieren oder viele Prozesse gleichzeitig verarbeiten müssen, stoßen klassische, linear aufgebaute Systeme schnell an ihre Grenzen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, haben sich neue Architekturansätze wie die Event-Driven Architecture und Command Query Responsibility Segregation etabliert.

Event-Driven Architecture (EDA):

Statt dass Komponenten direkt miteinander kommunizieren, reagieren sie auf Ereignisse, sogenannte Events. Wenn beispielsweise eine Bestellung aufgegeben wird, löst dieses Ereignis weitere Aktionen aus, wie den Versand einer Bestellbestätigung oder das Aktualisieren des Lagerbestands. Das System bleibt dadurch flexibel, entkoppelt und kann leicht erweitert oder skaliert werden.

Command Query Responsibility Segregation (CQRS):

CQRS trennt Lese- und Schreibvorgänge klar voneinander: Commands verändern den Zustand eines Systems (zum Beispiel „Erstelle Rechnung“), während Queries nur Daten abfragen (etwa „Hole Rechnungsübersicht“). Durch diese Trennung lassen sich beide Bereiche gezielt optimieren. In Verbindung mit Event Sourcing, bei dem jede Zustandsänderung als Ereignis gespeichert wird, können Abläufe besser nachvollzogen und Systeme insgesamt stabiler und fehlertoleranter gestaltet werden, besonders bei komplexen oder verteilten Anwendungen.

Einsatzszenario:

IoT-Netzwerke, Echtzeitanalysen, große Webplattformen oder Finanz­transaktionen, bei denen Latenzen niedrig und Nachvollziehbarkeit hoch sein müssen.

Fazit

In meinem Semesterprojekt habe ich eine Webapp nach dem klassischen Drei-Schichten-Prinzip aufgebaut – Benutzeroberfläche, Geschäftslogik und Datenzugriff. Als alleiniger Entwickler konnte ich so in kurzer Zeit neue Features hinzufügen, ohne dass das System unübersichtlich wurde.

In meiner aktuellen Arbeit an einer umfangreichen Ressourcenmanagement-Plattform mit über zehn Entwicklerinnen und Entwicklern reicht dieses einfache Grundgerüst allerdings nicht mehr aus. Deshalb sind wir auf Domain-Driven Design umgestiegen und nutzen im Code jetzt echte Fachbegriffe wie „Ressource“, „Room“ oder „Desk“. Diese Umstellung hat nicht nur die Einarbeitung neuer Teammitglieder erleichtert, sondern auch die Abstimmung mit den Fachabteilungen deutlich beschleunigt.

Im Laufe verschiedener Projekte ist mir immer wieder aufgefallen, wie schnell selbst kleine Änderungen an der Architektur später großen Aufwand nach sich ziehen können. Wer sich bereits zu Beginn Gedanken über mögliche Wachstums- und Team­szenarien macht, schafft eine solide Grundlage für spätere Erweiterungen. Mir wurde dabei deutlich, dass sich ein wenig zusätzliche Planung im Vorfeld vielfach auszahlt, sei es durch eine bewusste Strukturierung in Schichten, eine klare Trennung fachlicher Kontexte oder den Einsatz von Entkopplungs­mechanismen. Dieses Vorgehen sorgt nicht nur für verständlicheren Code, sondern erleichtert auch das Hinzukommen neuer Mit­arbeiterinnen und Mitarbeiter. Letztlich zahlt sich jeder Moment, den man in die Architektur­entscheidung investiert, in Form von Zeitersparnis und weniger technischen Stolpersteinen aus.

Links

• https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/architecture/modern-web-apps-azure/common-web-application-architectures

• https://learn.microsoft.com/en-us/azure/architecture/guide/architecture-styles

• https://learn.microsoft.com/en-us/azure/architecture/guide/architecture-styles/microservices

• https://martinfowler.com/microservices

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In diesem Beitrag möchte ich den Aufbau der Anwendung, die verwendeten Technologien sowie einige Herausforderungen und Learnings während der Umsetzung vorstellen.

Technologie-Stack

Das Club Dashboard wurde als moderne Webanwendung mit Fokus auf Skalierbarkeit, Sicherheit und einfache Erweiterbarkeit entwickelt.
Hier ein Überblick über die zentralen Technologien:

Framework: Next.js (App Router)

Für das Frontend kam Next.js mit dem neuen App Router zum Einsatz. Diese Architektur erlaubt serverseitiges Rendering (SSR), API-Routen und eine saubere Trennung von Client- und Server-Komponenten. Dadurch konnte ich sowohl UI-Logik als auch Backend-Funktionalität innerhalb eines Frameworks umsetzen.

Vorteile:

• Serverseitiges Rendering für bessere Performance und SEO
• Integrierte API-Routen für serverseitige Logik (z. B. Payment Handling)
• Moderne Struktur durch den App Router

Data Layer: Convex

Anstatt einer klassischen REST- oder GraphQL-API habe ich mich für Convex entschieden – eine innovative Backend-as-a-Service-Lösung, die reaktive Datenabfragen, serverseitige Funktionen und Auth-Integration out of the box bietet.

Convex ermöglicht es, Daten- und Serverlogik in TypeScript zu schreiben und nahtlos mit dem Frontend zu verbinden. Dadurch entfällt ein Großteil der sonst notwendigen API- und Datenbankkonfiguration.

Styling & UI: TailwindCSS & shadcn

Für das Styling habe ich auf TailwindCSS gesetzt – ein Utility-First-CSS-Framework, das schnelles Prototyping und einheitliches Design ermöglicht.
Zusätzlich kam shadcn zum Einsatz, eine leichtgewichtige Component Library mit Fokus auf Barrierefreiheit, Dark Mode und Customizability.

Vorteile dieser Kombination:

• Konsistentes UI mit klarer Design-Sprache
• Wiederverwendbare Komponenten
• Effiziente Entwicklung durch Utility-Klassen
• Code Ownership: Components werden einfach ins Projekt kopiert

Authentifizierung: Clerk

Die Authentifizierung wird durch Clerk umgesetzt – denselben Anbieter, den ich bereits im ersten Semesterprojekt genutzt habe. Clerk bietet ein modernes User Management inklusive OAuth-Integration und JWT-Handling, was eine einfache Verbindung mit Convex und Next.js ermöglicht.

Durch Clerk konnte ich schnell eine sichere Login-, Logout- und Session-Logik aufsetzen, ohne selbst komplexe Authentifizierungssysteme implementieren zu müssen.

Payment Provider: Stripe

Ein zentrales Feature dieses Projekts war die Integration von Stripe als Payment Provider. Nutzer:innen können direkt über die Website eine Skiausfahrt buchen und bezahlen.
Dazu wurde das Stripe Checkout-System in die App eingebunden – inklusive Webhook-Handling, um Payment-Status-Änderungen serverseitig zu verarbeiten.

Beispielhafte Flows:

• User wählt eine Ausfahrt aus → Klick auf „Buchen“
• Stripe Checkout öffnet sich → Zahlung erfolgt
• Stripe sendet einen Webhook an das System → Buchung wird bestätigt und gespeichert

Diese End-to-End-Integration war der Kern des Projekts und erforderte ein gutes Zusammenspiel zwischen Frontend, Convex Backend und Stripe Webhooks.

Kommunikation & Webhooks

Ein spannender Teil des Projekts war die Kommunikation zwischen den verschiedenen Systemen.
Sowohl Stripe als auch Clerk arbeiten mit Webhooks, um Echtzeit-Informationen an das System zu senden (z. B. erfolgreiche Zahlungen oder neue Benutzer).
Die Webhooks werden über API-Routen in Next.js empfangen und anschließend in Convex weiterverarbeitet – beispielsweise um Buchungsdaten zu aktualisieren oder Rechnungen zu speichern.

Herausforderungen & Learnings

Während der Entwicklung gab es mehrere interessante Herausforderungen:

• Webhook-Handling: Das Zusammenspiel von Stripe, Clerk und Convex erfordert saubere Trennung von Sicherheits- und Logikschichten. Insbesondere das Validieren von Webhook-Signaturen war anfänglich fehleranfällig.
• Datenmodellierung in Convex: Da Convex ein eigenes Datenmodell nutzt, war es notwendig, sich in dessen Schema-System einzuarbeiten.
• SSR + Client-Komponenten: Der Wechsel zwischen Server- und Client-Komponenten im Next.js App Router war zunächst ungewohnt und erforderte ein gutes Verständnis des Rendering-Modells.

Trotz dieser Hürden war die Entwicklung äußerst lehrreich – vor allem im Hinblick auf Payment-Flows, Security und API-Kommunikation.

Fazit

Das Club Dashboard war ein spannendes Projekt, das mir erstmals die Umsetzung einer vollständigen End-to-End-Integration mit Stripe ermöglicht hat.
Durch den Einsatz moderner Tools wie Next.js, Convex, Clerk und Stripe konnte ich einen funktionalen MVP umsetzen, der reale Buchungsprozesse abbildet.

Besonders interessant war zu sehen, wie gut sich die verschiedenen Services über Webhooks und API-Routen integrieren lassen – und wie wichtig saubere Datenflüsse und Sicherheit in einem Payment-System sind.

Im nächsten Schritt plane ich, das Dashboard um weitere Funktionalitäten zu erweitern, um einem produktionsreifen Produkt näher zu kommen, das sich veröffentlichen und vertreiben lässt.

Screenshots

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Aufgabenstellung

Die Aufgabenstellung und das MVP wurde uns größtenteils vorgegeben, wobei wir vor allem bei den optionalen zusätzlichen Features mitreden konnten. Prinzipiell war die Idee, eine App zu entwickeln, über die man gewisse Echtzeitdaten wie Standort, Geschwindigkeit, Herzfrequenz etc. mit einer Gruppe austauscht. Einsatzbereiche gibt es dabei mehrere. Beispielsweise könnte man sich auf den Sport- (Laufen, Radfahren etc.) oder auf den Gesundheitsbereich (inkl. Fallerkennung) fokussieren. Letztendlich haben wir uns für den Bereich “gegeneinander Laufen” entschieden.

MVP (Minimum Viable Product)

Um am Ende sagen zu können, dass wir die Aufgabe gemeistert haben, wurde ein MVP (Minimum Viable Product) mit den grundlegendsten Funktionen definiert. Was den Client betrifft, waren das Auslesen und sinnvolle Übertragen von Sensor-Daten, Login und Teambildung aber auch eine “coole Darstellung” wichtig. Vor allem beim letzten Punkt sollten wir uns wirklich Gedanken machen, was im Kontext gut funktioniert, anstatt einfach nur alle Daten in Zahlenform anzuzeigen.
Serverseitig lag der Fokus auf der Verteilung der Daten in Echtzeit im Team.
Außerdem sollte die App auf mindestens einer Plattform nativ im Testmodus verfügbar sein.

NTH (Nice to Have)

Neben dem MVP wurden auch optionale Features notiert, genannt “Nice to Haves”, die dann umgesetzt werden sollten, sobald das MVP fertig ist. Diese Liste wurde auch während der Woche erweitert.
Dazu gehörte die Distribution auf beiden Plattformen (iOS und Android) oder das Einführen eines Handicaps, welches dazu genutzt werden kann, dass unterschiedlich starke Leute in einer Sportart gegeneinander antreten können. Eine History vergangener Sessions, eine Exportmöglichkeit der Daten, Gamification, das Laufen der App im Hintergrund, Micro-Interactions und Vibration waren ebenso Punkte auf dieser Liste. Andere Ideen waren die Berechnung eines Leistungswerts, Tests oder die Verwendung eines QR-Codes zur Gruppenbildung.

Verwendete Technologien

Im Projekt setzten wir auf Technologien, die wir bereits im vorherigen Semester kennenlernen durften bzw. mit denen einige unserer Gruppenmitglieder*innen bereits Erfahrung hatten. Von Anfang an war klar, dass sich eine native Umsetzung unserer App für sowohl Android als auch iOS wohl zeitlich nicht ausgehen würde, weshalb wir im Frontend auf eine Cross-Plattform Technologie setzten.

Frontend

Im Frontend arbeiteten wir mit dem Cross-Platform Framework Ionic (Capacitor), in Kombination mit der Frontend-Technologie React – geschrieben in Typescript. Die Wahl fiel darauf, da wir im 1. Semester unseres Studiums sowohl ein Projekt mit React umsetzen mussten, als auch in unserer Masterklasse mit dem Ionic Framework arbeiteten.

Die ersten Screen-Prototypes designten wir mit der Design-Software Figma.

Backend

Im Backend verwendeten wir NestJS, ebenfalls in Kombination mit Typescript, da wir diese Backend-Technologie ebenfalls im 1. Semester unserer Masterklasse in einem Projekt verwendeten und so die Einstiegshürde wegfiel.

Da unsere App sehr stark auf Live-Daten angewiesen ist (sowohl das Senden der aktuellen Sensordaten eines Users, als auch das Erhalten der Live-Daten anderer User während einer Aktivität), entschieden wir uns, hierfür auf Websockets zurückzugreifen, welche nahtlos in NestJS unterstützt wurden. Beim Erstellen einer Session für alle Teilnehmer*innen wurde ein Websocket “Topic” erstellt, welches in den Apps aller Nutzer*innen subscribed werden konnte und mit welchem immer die aktuellen Live-Daten in einem fest definierten Intervall ausgetauscht wurden.

Datenbank

Für die Persistenz unserer Daten setzten wir auf eine PostgreSQL Datenbank, ergänzt durch den Object-Relational Mapper (ORM) TypeORM. Wir wählten PostgreSQL aufgrund seiner Zuverlässigkeit und weiten Verbreitung als relationale Datenbank, was uns eine solide Basis für unsere Anwendung bot und zukünftige Skalierbarkeit ermöglichte. Ein weiterer ausschlaggebender Faktor war die exzellente Kompatibilität mit NestJS und die vorhandene Teamerfahrung mit TypeORM.

Die Struktur unserer Datenbank wird ist in diesem ER-Diagramm veranschaulicht. Die Kernentitäten bilden User, Session und Messerwerte. Zwischen :

• User: Hier hinterlegen wir alle notwendigen Benutzerinformationen, darunter Id, Vorname, Nachname, Email, Passwort und physiologische Daten wie Geburtsdatum, Groesse, Gewicht und Geschlecht. Diese Informationen sind essenziell, insbesondere das Geburtsdatum für die Berechnung der individuellen Herzfrequenzzonen.
• Session: Diese Entität verwaltet die Details der Lauf-Sessions, wie Id, Status, Enddatum, Typ und Startdatum.
• User_Session: Als Verbindungstabelle stellt sie die Beziehung zwischen Benutzern und Sessions dar und speichert die Rolle des Teilnehmers innerhalb einer Session.
• Messwerte: Diese zentrale Entität ist für die Speicherung der während einer aktiven Session gesammelten Sensordaten zuständig. Dazu gehören Zeitstempel, Geschwindigkeit, Breitengrad, Längengrad, Lage, Richtung, Herzfrequenz und Schrittfrequenz. Diese Daten bilden die Grundlage für unsere Echtzeitanzeigen und potenzielle historische Analysen.

Mit unserer PostgreSQL DB wird somit das Rückgrat unserer App, indem alle statischen Benutzer- und Sitzungsdaten sowie die dynamischen Sensordaten gespeichert sind, die für die Kernfunktionen und die Visualisierung notwendig sind, gebildet.

Um diese DB stabil und einfach zu handhaben, nutzten wir Docker. Das erlaubte uns, die PostgreSQL-Datenbank in einem eigenen, isolierten “Container” laufen zu lassen. Dies vereinfacht nicht nur die Einrichtung erheblich, sondern stellt auch sicher, dass die Datenbank immer in einer konsistenten Umgebung läuft und ihre Daten sicher verwahrt bleiben. Dank dieser Docker-Einrichtung konnte sich unser Backend-Service problemlos und zuverlässig mit der Datenbank verbinden, sobald diese bereit war. Die Konfiguration mit TypeORM wiederum sorgte dafür, dass unsere App die Daten korrekt lesen, schreiben und verwalten konnte. Besonders wichtig dabei waren unsere TypeORM Datenbank-Migrationen. Diese funktionieren wie kleine, versionierte Skripte, die es uns ermöglichten, die Struktur der Datenbank (wie z.B. neue Spalten hinzufügen oder bestehende ändern) im Laufe der Entwicklung schrittweise und kontrolliert anzupassen, ohne Daten zu verlieren.

OpenAPI

Damit wir in unserem Frontend nicht noch einmal alle Backend Objekte doppelt anführen müssen und um Zeit zu sparen, haben wir uns dazu entscheiden, den OpenAPI Generator zu verwenden. Die grundsätzliche Funktion von diesem ist, dass man im Backend mithilfe eines Decorators, wie Swagger, die Endpunkte definiert und dokumentiert. Mithilfe dieser Dokumentation, kann man dann für das Frontend Client-Funktionen erstellen lassen, welche mit dem Backend konsistent und typensicher sind. In unserem Backend haben wir Swagger verwendet, um per Decorator die Endpoint Spezifikationen anzugeben. Im Frontend haben wir dann die @openapitools/openapi-generator-cli installiert, welche einen Befehl bereitstellt, mit welchem man die API erstellen kann. Davor ist noch eine OpenAPI Spec Datei benötigt, welche openapitool.json heißt, in welcher man die Einstellungen für die API angibt. Danach kann man jederzeit die API generieren lassen und sie verwenden.

CI/CD

Für unsere Backend-Applikation wurde uns ein Server auf unserer FH-Cloud zur Verfügung gestellt. Haben wir nun unsere NestJS Applikation per FTP auf diesen Server geladen? Natürlich nicht! Haben wir stattdessen viel Zeit in Continuous Integration und Deployment (CI/CD) investiert? Selbstverständlich! Schon am ersten Tag der Woche haben wir ein docker-compose.yml geschrieben. Damit ließ sich die Backend-Applikation mit einer Postgres Datenbank starten. Mit der Unterstützung unseres Masterklassenleiters Armin haben wir am Morgen des zweiten Tages Docker auf unserem Server installiert. Dann haben wir einen GitLab Runner mit dem Shell Executor eingerichtet und das .gitlab-ci.yml geschrieben. Darin haben wir einen Deploy Job definiert, der bei einem Commit auf den “main” Branch docker-compose ausführt und damit die neueste Version der Anwendung auf unserem Server startet. Ebenfalls haben wir den Build unserer Android-App automatisiert. Dafür brauchte es einen Job um die Dependencies der Ionic App zu installieren, einen Job um die Frontend-Applikation zu bauen, einen um das .apk zu bauen und schließlich einen Job um das .apk zu publishen. Damit wir reproduzierbare Builds und einen sauberen Server haben, wollten wir all diese Jobs in Containern ausführen. Dazu mussten wir einen weiteren GitLab Runner aufsetzen, der dieses Mal den Docker Executor verwendet. Der Build der Android App verwendet das Image alvrme/alpine-android und die anderen ein simples Node.js Image. Continuous Deployment war geschafft, Continuous Integration folgte.

Wenn man ein neues NestJS-Projekt startet, werden automatisch Eslint mit Prettier und Jest eingerichtet. Damit das Code-Linting/Formatting und die Tests auch in der Pipeline ausgeführt werden, haben wir dafür jeweils einen Job in einem “test” Step in unsere Pipeline erstellt. Vorgelagert findet ein Job statt, der die Dependencies installiert. Alle drei Jobs werden in einem Node.js Image ausgeführt. Hätten wir noch mehr Zeit gehabt, hätten wir noch für das Frontend einen Linting- und Test-Job erstellt.

Im Hinblick auf CI war zwar die Basis für Unit Tests im Backend gelegt, aber leider fehlten uns die Tests, um wirklich Nutzen davon zu haben. Der GitLab Test Reporter zeigt die traurige Situation unserer Unit Tests (siehe folgenden Screenshot). Um das zu kompensieren, haben wir End-To-End-Tests geschrieben, die zumindest einen Teil der User Flows abdecken. Mit Cypress durchlaufen wir den Registrierungs- und Anmeldeprozess und starten einen neuen Gruppenaktivität. Die Cypress Tests werden leider nicht in der Pipeline ausgeführt, da unsere GitLab Runner mit den existierenden Jobs bereits alle Hände voll zu tun hatten. Gegen Ende der Woche, als der Zeitdruck stieg, mussten wir sogar manche Pipeline Steps deaktivieren, um das Deployment zu beschleunigen.

Internes App-Publishing

Eine der Anforderungen unserer Auftraggeber war es, die fertige App auch auf zumindest einer der beiden Plattformen auf eine beliebige Weise öffentlich zur Verfügung zu stellen. Wir entschieden uns dafür Firebase App Distribution zu verwenden, um unsere Android App einer fest definierten Personengruppe ausliefern zu können. Es wurde ein Build Job in unserer GitLab Pipeline eingerichtet, der uns ein APK-File gebaut hat und dieses über die Firebase CLI in einen geschlossenen Test hochgeladen hat, in denen sowohl alle Teammitglieder*innen als auch unsere Dozenten eingeladen wurden. So wurde nach jedem Commit auf unseren master-branch eine neue App-Version veröffentlicht, die mit einem Klick in der Firebase App Distribution App heruntergeladen werden konnte.

Sensoren

In Bezug auf Sensoren wurden wir mit verschiedenen Heart Rate Monitors (HRMs) wie Wahoo Tickr Fit und einem Modell von Moofit ausgestattet. Um diese Daten auslesen zu können, haben wir das Capacitor Community Plugin “Bluetooth Low Energy” verwendet.

Arbeitsablauf

Generell haben wir beschlossen, dass wir jeden Tag um 9 Uhr mit der Arbeit beginnen werden. Wir haben auch die gesamte Woche vor Ort gearbeitet, da wir es als die bessere Option empfunden haben und gehört haben, wie schlecht es der Gruppe ging, welche nur im Home Office gearbeitet hat. Um uns besser organisieren zu können, haben wir jeden Tag um 10:00 ein Daily Standup abgehalten, wo wir unseren derzeitigen Stand den Dozenten gezeigt und erklärt haben und wir Feedback auf diesen erhalten haben. Bei diesen Standups haben wir auch unsere Ziele für den Tag festgelegt, damit wir wissen, auf was wir uns fokussieren werden.

Ziel des ersten Tages war es, ein Monorepo auf GitLab anzulegen und das Projekt zu initialisieren. Im Frontend beschäftigten wir uns mit den ersten Sensoren, und im Backend wurde die Datenbank aufgesetzt und mit den Websockets begonnen. Weiters richteten wir Firebase App Distribution für die Android Plattform ein.

Am Dienstag besprochen wir, wie unsere Entities/Daten aussehen würden. Das Feature “User Registrierung und Login” wurde implementiert, und wir machten uns Gedanken über das UI-Konzept und die Datenvisualisierung. Zusätzlich überlegten wir uns die Verwendung und Berechnung der Rohdaten der Sensoren, und implementierten automatisierte Android Builds.

Am Mittwoch, nachdem wir Feedback zu unserem UI-Konzept erhielten, verfeinerten wir dieses und überlegten uns ein bestimmtes Szenario für die Datenvisualisierung. Danach machten wir uns daran, die UI umzusetzen, ClientSDK zu generieren und Endpoints und Services im Backend zu erstellen. Weitere Ziele waren, Sensordaten über Websockets schicken und empfangen zu können, und eine Session sowohl im Frontend als auch im Backend erstellen zu können.

In den letzten beiden Tagen ging es darum, alle Features des MVP fertigzustellen und letzte Bugs zu fixen. Dazu gehörten: Auth (Route Guard, Token, …), alles rund um Sessions (Create, Join, End, Leave), die Kommunikation der Daten über Websockets, Edit Profile, Datenvalidierung (null, -1, …), Loading Indicator, und mehr.

Am Freitagnachmittag wurde das Endprodukt präsentiert – mehr dazu etwas später in diesem Blogbeitrag.

Neben der Arbeit kam aber auch nicht der Spaß zu kurz. Darum nutzten wir als Team am 4. Tag der Wild Week (Donnerstag) die Möglichkeit, beim FH internen “IMFix” Event vorbeizuschauen. Neben Snacks, Bier und guter Laune konnten wir uns bei mehreren Multiplayer Spielen entspannen, bevor es dann in die heiße Endphase des Projektes ging.

Abgeliefertes Endprodukt

Unsere App ist in mehrere übersichtliche Screens unterteilt, die den User Schritt für Schritt durch den gesamten Ablauf führen. Von der Anmeldung über die Erstellung oder Teilnahme an einer Session bis hin zur aktiven Nutzung während eines Laufs sind alle Funktionen klar strukturiert. Im Mittelpunkt stehen dabei das Dashboard als zentrale Steuerzentrale, der WaitingScreen zur Organisation der Teilnehmer*innen, sowie das Userprofil, in dem persönliche Daten verwaltet werden können. Während einer aktiven Session rücken das Leaderboard und die Kartenansicht in den Vordergrund. Hier werden in Echtzeit alle relevanten Informationen der Teilnehmer*innen angezeigt. 
Bevor jedoch der eigentliche Ablauf startet, erfolgt der Einstieg über den Login oder die Registrierung.

Login und Registrierung

Beim ersten Öffnen der App wird der User auf den Login-Screen weitergeleitet. Hier kann man sich entweder mit bestehenden Zugangsdaten anmelden oder sich neu registrieren. Die Registrierung erfolgt über ein kurzes Formular, bei dem grundlegende Daten wie Benutzername, E-Mail-Adresse und Passwort abgefragt werden.

Dashboard

Sobald der Login oder die Registrierung abgeschlossen ist, gelangt der User auf das Dashboard. Hier stehen zwei Optionen zur Verfügung: Entweder eine neue Session zu erstellen oder einer bestehenden Session beizutreten. Diese Optionen sind jedoch zu Beginn ausgegraut dargestellt und können erst genutzt werden, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind.

Auf dem Dashboard befinden sich drei Buttons zur Aktivierung der benötigten Sensoren:

• GPS
• Herzfrequenzsensor (inkl. Bluetooth-Verbindung zu einem Wearable)
• Heading-Sensor

Zu Beginn sind alle drei Buttons rot eingefärbt, um anzuzeigen, dass die jeweiligen Sensoren noch nicht aktiv sind. Nach dem erfolgreichen Aktivieren – sei es durch das Einschalten eines Gerätesensors oder die Herstellung einer Verbindung – wechselt die Farbe auf grün, was visuell signalisiert, dass der jeweilige Sensor nun einsatzbereit ist.

Erst wenn entweder das GPS-Signal oder der Herzfrequenzsensor aktiviert wurde, werden die beiden Optionen „Session erstellen“ und „Session beitreten“ freigeschaltet und können ausgewählt werden. Optional kann zusätzlich der Heading-Sensor aktiviert werden, der später auf der Karte eine genauere Bewegungsrichtung ermöglicht.

Beim Beitritt zu einer Session muss zuvor die Session-ID, die man über einen QR-Code oder eine Nachricht erhalten hat, in ein Inputfeld eingegeben werden. Danach geht es automatisch weiter zum nächsten Screen.

WaitingScreen

Am WaitingScreen wird die aktuelle Teilnehmerliste angezeigt. Dort sieht der User, wer sich bereits angemeldet hat. Die Liste aktualisiert sich automatisch, sobald weitere Personen hinzukommen.

Über den Abmelde-Button kann sich der User jederzeit wieder von der Session entfernen. Man wird dabei direkt zurück ins Dashboard geleitet. Sollte jedoch der Host selbst auf „Abmelden“ klicken, wird nicht nur die eigene Verbindung getrennt, sondern die komplette Session gelöscht, inklusive aller Teilnehmerinnen. Auch in diesem Fall gelangen alle automatisch zurück ins Dashboard.

QR-Modal

Für den Ersteller der Session gibt es die Möglichkeit, einen QR-Code zu generieren. Dieser Button befindet sich oberhalb der Teilnehmerliste. Nach dem Klick öffnet sich ein Modal, in dem der QR-Code angezeigt wird. Dieser enthält die Session-ID und kann über einen Button ebenso in die Zwischenablage kopiert werden. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, die Session-ID direkt per Nachricht oder Social Media zu teilen. Wenn der Host entscheidet, dass alle bereit sind, kann die Session jederzeit über den Start-Button gestartet werden.

Sobald der Host einer Session auf “Start” klickt, kommen alle User*innen einer Session auf das Leaderboard. Dort befindet sich das Grundkonzept unserer App. Ganz oben am Screen findet man zwei Tabs, um zwischen 2 Ansichten zu wechseln: das Leaderboard und die Kartenansicht.

Leaderboard

Oben am Bildschirm findet der*die User*in die Ranganzeige. Der eigene Rang wird ziemlich groß dargestellt, damit man sofort erkennt, wo man sich am Leaderboard befindet. Gleich darunter findet sich das eigentlich wichtigste Feature unserer App, nämlich die visuelle Anzeige der Herzfrequenz und der Geschwindigkeit. Die Herzfrequenz wird bei uns in 3 Zonen eingeteilt. In der mittleren Zone befindet sich die “ideale Herzfrequenz” für den*die User*in für die aktuelle Aktivität. Sobald man sich in der linken oder in der rechten Zone befindet, bedeutet das, dass die Herzfrequenz zu niedrig bzw. zu hoch ist. Die “ideale Herzfrequenz” berechnet sich aus dem Alter des Users bzw. der Userin, damit die Fairness bei Teilnehmer*innen unterschiedlichen Alters erhalten bleibt. Die visuelle Darstellung wurde als Balken gelöst, da wir so die 3 Zonen in Farben unterteilen konnten und die aktive Herzfrequenz auf diesem Balken hin- und herwandern kann. Innerhalb der Balken befindet sich auch die Anzahl der Punkte, die man bekommt, je nachdem, in welcher Zone man sich befindet. Das Punktesystem für die Herzfrequenz wurde so gelöst, dass nur die mittlere Zone, also Zone 2, die meisten Punkte (+5 Punkte) bekommt. Die anderen zwei Zonen bekommen jeweils +2 Punkte. Somit bekommt der*die Nutzer*in alle 3 Sekunden, je nach Zone, die Punkte gutgeschrieben. 

Unterhalb des Herzfrequenz-Balkens befindet sich der Geschwindigkeits-Balken, dieser basiert auf dem gleichen Prinzip. Je nach Geschwindigkeit gehen die Punkte nach oben, je schneller desto mehr Punkte. Auch hier wurde der Balken in mehrere Zonen unterteilt, die farblich markiert sind.

Unterhalb der beiden Balken befindet sich auch schon das Leaderboard. Dort werden alle Teilnehmer*innen angezeigt, sowie deren Punktzahl. Alle Punkte werden permanent alle 3 Sekunden geupdatet, damit das Board ständig in Bewegung ist. Wenn sich Plätze ändern, passiert dies in einer überlappenden Animation. Außerdem werden Plätze 1-3 in den klassischen Farben Gold, Silber, Bronze dargestellt.

Kartenansicht

Auf dieser Seite befindet sich eine Karte von “Leaflet”, die in voller Bildschirmgröße dargestellt wird. Sie dient dazu, dass man jederzeit alle Teilnehmer*innen aktiv auf der Karte verfolgen kann, sollte sich beispielsweise ein*e User*in in einer anderen Stadt befinden. Alle Teilnehmer*innen werden jeweils als Dreieck, in einer individuellen Farbe, dargestellt. Wir haben uns für Dreiecke entschieden, weil wir so die Richtung anzeigen können, in die sich ein*e Nutzer*in bewegt. Aufgrund zeitlicher Begrenzung war das auch schon die Funktion unserer Karte.

User-Profil

Das Userprofile ist sehr simpel gehalten und bietet nur die Möglichkeit, Daten der Nutzer*innen zu ändern, wie zum Beispiel das Alter. Außerdem befindet sich dort der Logout Button.

Endpräsentation und Feedback

Ablauf der Präsentation / Abgabe

Am Nachmittag des fünften und letzten Tags der Extreme Programming Week war es soweit: das Produkt der Woche sollte präsentiert werden. Kurz vor dem ausgemachten Termin mit unseren Masterklasseleitern war es noch recht stressig, da noch einige kleine Bugs aufkamen, die gefixt werden mussten. Trotzdem schafften wir es recht pünktlich, mit der App-Demo anzufangen.

Zuerst installierten wir die App auf unseren Handys: auf Android via Firebase App Distribution und für iOS direkt von Xcode am Laptop auf das iPhone via USB-Kabel. Danach zeigten wir unseren Masterklasseleitern, wie man sich in der App registrieren und einloggen kann, und wie das Dashboard und die Account-Seite aussehen, sobald man eingeloggt ist. Die Herzfrequenz-Sensoren, welche wir zur Verfügung hatten, wurden unterschiedlichen Personen angelegt und mit Handys verbunden.

Schließlich war es Zeit für eine Demonstration der App in einem echten Szenario: eine Person unter uns erstellte eine Session und alle anderen traten dieser bei. Sobald alle drinnen waren, machten wir uns auf den Weg. Während einem Spaziergang rund um das Gebäude (der Rückweg wurde sogar gelaufen!) probierten wir die App aus und beobachteten dabei unsere eigenen Werte (Herzfrequenz, Position, Geschwindigkeit), sowie die Punkte auf dem Leaderboard.

Als wir zu dem Raum der Lehrveranstaltung zurückkehrten, gaben unsere Masterklasseleitern ihr Feedback zu unserem Endprodukt. Dadurch, dass wir die Anforderungen des MVP erfüllten, und auch noch einige Nice-To-Have-Funktionalitäten einbauten, war unser Projekt erfolgreich. Wir freuten uns über die positiven Rückmeldungen und über Ideen für mögliche Erweiterungen und Verbesserungen der App.

Erhaltenes Feedback: Verbesserungspotenzial

Im Laufe der interaktiven Live-Demo und im Anschluss zur Präsentation erhielten wir folgendes Feedback:

• Die WebSocket-Verbindung bricht öfters ab (z.B. beim Wechsel von WLAN zu Mobilen Daten, und auch nach einer Weile von Inaktivität). Eine Möglichkeit, sich (automatisch) wieder verbinden zu können, sollte implementiert werden.
• Die Berechnung der Daten (Punkte für das Leaderboard) wird momentan clientseitig durchgeführt. Die Berechnung sollte serverseitig passieren.
• Wenn sowohl die Herzfrequenz, als auch die GPS-Daten null sind, verschwindet der visuelle Balken dieser Person im Leaderboard.
• Der Code, der eingegeben werden muss, um einer Session beizutreten, sollte kürzer sein. Zusätzlich wäre ein eingebauter QR-Code-Reader cool. (Dies hatten wir eigentlich vor, es ist sich zeitlich aber leider nicht ganz ausgegangen)
• Es wäre gut, während der Session sehen zu können…
  • …wie akkurat die Daten sind (z.B. Position).
  • …ob eine Person einen Herzfrequenz-Sensor verbunden hat. (Zusätzlich wäre es von Vorteil, sich während der Session auch später noch mit einem Herzfrequenz-Sensor verbinden zu können.)
  • …ob eine Person momentan disconnected ist.
• Ein Nice-To-Have wäre noch, dass man in dem Leaderboard während der Session auf einzelne User*innen draufklicken kann, um Detaildaten zu der Person zu sehen. Eventuell könnten in der View die Daten der anderen Person auch gleich mit den eigenen verglichen werden.

Fazit aller Teilnehmer*innen

Im folgenden Abschnitt möchten wir noch unser Fazit und unsere Erfahrungen teilen, die wir während der Extreme Programming Week sammeln konnten.

Katharina

Ich bin sehr stolz auf das, was wir in diesen fünf Tagen geleistet haben. Die Extreme Programming Week hat nicht nur unsere Zeitmanagement-Skills, sondern auch zum ersten Mal unsere koordinierte Zusammenarbeit als Team auf die Probe gestellt. Ich war positiv überrascht, wie gut dies funktioniert hat – ich glaube, die täglichen Meetings haben sehr stark zu unserem Erfolg beigetragen.

Meine Aufgaben während der Woche waren unter anderem das Leiten der Meetings, das Testen und Debuggen der nativen Funktionalitäten (insbesondere auf dem iPhone) und Frontend Development. Dabei habe ich mich zum Beispiel intensiv mit Device-Daten (Geolocation, Accelerometer, Gyroskop, etc.) beschäftigt, um diese einerseits in der App anzuzeigen, und andererseits, um sie zur Berechnung von Herzfrequenzzonen, Kalorienverbrauch und sogar einem Schrittzähler zu verwenden. Letzteres hat es aus Zeitgründen leider nicht in das Endprodukt geschafft, aber die Erfahrungen, welche ich dabei gesammelt habe, bleiben mir erhalten.

Im Laufe der Woche hatte ich auch die Möglichkeit, gemeinsam mit Caro im Pair-Programming-Stil an der Authentifizierung im Frontend zu arbeiten. Diese Art des Arbeitens war recht neu für mich, aber ich muss sagen, dass ich eine sehr positive Erfahrung damit gemacht habe – wenn zwei kreative Köpfe zusammenkommen, kann so einiges entstehen!

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Woche recht stressig war, besonders gegen Ende hin, aber ich habe sehr viel dabei gelernt. Vom technischen Know-how bis hin zu Leadership, Zeitmanagement und Team-Skills war alles dabei. Ich wünschte, ich hätte noch mehr Einblick in das Backend und den CI/CD-Prozess bekommen können, aber aus Zeitgründen war das nicht möglich. Alles in allem blicke ich positiv auf die Extreme Programming Week zurück: es war eine spannende Woche voller wertvoller Erfahrungen, welche uns als Team noch enger zusammengeschweißt hat, und aus der ich viel neues Wissen für die Zukunft mitnehme.

David

Ich blicke gerne auf die Wild Week zurück und bin stolz auf das Endprodukt, das wir als Team in der Woche geschaffen haben. Es war schön zu sehen, wie jedes Teammitglied seine bisherigen technischen Erfahrungen bei den verschiedenen Teilaufgaben des Projekts einbringen konnte. Durch das Setup (alle Teammitglieder ständig in einem Raum) konnten wir das Know-How auch sehr gut mit allen teilen.

Sehr motivierend fand ich auch die Aufteilung in tägliche Sprints mit einem Meeting in der Früh, in dem wir immer die Aufgaben definierten und zwischen den Teammitgliedern verteilten, da man so ein festes Ziel für den Tag vor Augen hatte, auf das man hinarbeiten konnte.

Ich konnte auf jeden Fall ein paar persönliche Learnings aus der Wild Week mitnehmen: Da das zu entwickelnde Produkt ja am Freitag zu präsentieren war und dadurch die Zeit ein extrem limitierender Faktor, war es essentiell, sich auf das MVP zu konzentrieren und sich nicht in Details zu verlieren. Das hat im Laufe der Woche mal mehr, mal weniger gut geklappt. Es ist auch gar nicht so leicht, stets den Fokus auf die Grundfunktionalität zu behalten, da man bei Projekten mit kompletter Entscheidungsfreiheit als Entwickler automatisch darüber nachdenkt, welche Features man nicht noch hinzufügen könnte. Gegen Ende der Woche hat sich das Pareto-Prinzip aus meiner Sicht auch wieder zum Teil bewahrheitet. Durch Erfolgsmomente am Anfang des Projekts ist man leicht dazu verleitet anzunehmen, dass die Entwicklungsgeschwindigkeit im selben Tempo bis zum Abschluss beibehalten werden kann – was sich nicht bewahrheitet hat. In einem zukünftigen Projekt dieser Art wäre es für mich wichtig, mehr Fokus darauf zu legen, wirklich beim MVP zu bleiben und den ganzen Entscheidungsprozess über zusätzliche Features erst gar nicht aufkommen zu lassen.

Aus technischer Sicht fand ich super, mich wieder mehr mit React beschäftigen zu können. Hier habe ich einiges an Know-How aus der Woche mitnehmen können. Zusätzlich fand ich die Diskussionen mit meinen TeamkollegInnen über Architekturentscheidungen sehr spannend und fand es super, das ganze Tech Setup inkl. CI/CD für ein Projekt dieser Art von Grund auf einzurichten. Es war auch das erste Mal, dass ich an einer App gearbeitet habe, die hauptsächlich Websockets als Kommunikationskanal verwendet – es war spannend, mal mit einem anderen Schnittstelle als REST zu arbeiten.

Andreas

8 Teammitglieder, fast 5 Tage Entwicklungszeit und eine gemeinsame App-Idee realisieren – das war unser intensives und lehrreiches Projekt am Anfang des 2. Semesters, aus dem ich persönlich viel mitnehmen konnte. Die Woche war geprägt von enger Teamkommunikation, klarer Aufgabenverteilung und vielen kleinen Abstimmungen, die am Ende zu einem funktionierenden Gesamtprodukt geführt haben. Besonders interessant war für mich, wie unterschiedlich einzelne Teammitglieder an Aufgaben herangegangen sind – sowohl inhaltlich als auch methodisch. Dabei habe ich nicht nur verschiedene Denkansätze kennengelernt, sondern auch praktische Coding-Tipps und Lösungsstrategien aufgeschnappt, die mir in Zukunft sicher weiterhelfen werden.

Mein Fokus lag zu Beginn auf der Planung unserer Datenbank. Zusammen mit Matthias habe ich verschiedene Datenbanktypen – wie z.B. relationale, NoSQL und Time-Series DBs – hinsichtlich ihrer Eignung für unseren Use Case bewertet. Auf Basis dieser Überlegungen sind wird bei einer klassischen relationalen DB geblieben, für die Matthias und ich ein erstes ER-Diagramm entworfen haben, das wir anschließend im Team besprochen und gemeinsam überarbeitet haben. Auch wenn dieser Prozess Zeit gekostet hat, konnten wir dadurch eine saubere, tragfähige Struktur aufsetzen, die sich später fast vollständig problemlos in NestJS integrieren ließ. Im weiteren Verlauf (nachdem der technische Aufbau der DB gestanden ist) habe ich mich verstärkt dem Frontend gewidmet, insbesondere der Nebenmaske für die User*innendaten, die noch nicht von meinen Kolleg*innen bearbeitet wurden. Dort konnte ich eigenständig erste Komponenten entwickeln, gerade bei Bereichen mit direktem Bezug zur Datenbank. Bei komplexeren Problemen habe ich auf Pair Programming gesetzt, um gemeinsam mit dem gebündelten Stärken meiner Kolleg*innen gezielte Lösungen zu finden.

Eine besondere Herausforderung war auch für mich der Umgang mit dem begrenzten Zeitrahmen bei gleichzeitigem Anspruch auf sauberen, wartbaren Code. Ich habe gelernt, wie entscheidend es ist, in der Entwicklung frühzeitig sinnvolle Prioritäten zu setzen – also die „richtige“ Reihenfolge zu finden: Was muss funktionieren, was ist optional, und was kann man notfalls zurückstellen? Diese Balance war nicht immer einfach, aber essenziell, um alle Kernfunktionen zuverlässig umzusetzen. Mein Versuch, am Ende noch die Safe-Area technisch sauber zu integrieren, ist trotz mehrerer Ansätze gescheitert – aber genau daraus habe ich am meisten gelernt: Nicht jede Idee lässt sich unter Zeitdruck noch sinnvoll umsetzen, und pragmatisches Handeln ist oft wichtiger als Perfektion im Detail.

Um mein Fazit abzurunden, möchte ich gerne festhalten, dass dieses Projekt nicht nur meine technischen Fähigkeiten weiterentwickelt, sondern auch mein Verständnis für effiziente Teamarbeit unter Druck geschärft hat. Besonders der Umgang mit begrenzter Zeit und die bewusste Fokussierung auf das Wesentliche haben mir gezeigt, worauf es in realen Entwicklungsprozessen wirklich ankommt.

Felix

Die Programming Week war für mich auf jeden Fall ein Highlight. In einer relativ großen Gruppe so ein Projekt in nur 5 Tagen umzusetzen war nicht nur super anstrengend, sondern auch spannend und lustig. Ich muss echt sagen, dass ich sehr viel gelernt habe, auch wenn ich leider von manchen Bereichen des Projekts nicht so viel mitbekommen habe, was aber durchaus verständlich ist, wenn man unter diesem Zeitdruck steht.

Ich habe viel im Pair-Programming gearbeitet und das vor allem am Frontend. Das war für mich echt nützlich, da ich so schneller in das Projekt und in React reinfinden konnte. Ich habe mit Caro zuallererst begonnen, dass wir den Heart-Rate-Sensor mit Bluetooth verbinden können und die Daten auslesen können, das hat Anfangs ein bisschen schwierig funktioniert, aber dann haben wir zusammen auch schnell eine Lösung gefunden, was gerade am ersten Tag super motivierend war. Auch sonst war das gesamte Projekt sehr gut aufgebaut, weil wir jeden Tag mit einem Meeting begonnen haben, um die heutigen Ziele festzulegen. Anfangs dachte ich, dass wird ja dann echt einfach am Freitag fertig zu werden, wenn alles so schnell weitergeht, aber wie so oft unterschätzt man dann den Stress der letzten Tage. Wie ich schon einmal erwähnt habe, hätte ich noch sehr gerne mehr in das Backend und in die Websockets geschaut, aber leider war das zeitlich nicht mehr ganz möglich, aber dafür konnte ich im Frontend fast überall mitarbeiten, was natürlich auch dort mein Wissen verbessert hat.

Das gesamte Projekt haben wir echt gut als Gruppe gemeistert. Wir hatten Spaß, waren gestresst und haben alle glaube ich sehr viel dabei gelernt. Das Endprodukt konnte sich bei der Präsentation auch sehen lassen, außer vielleicht ein paar kleine Bugs. Ich konnte auf jeden Fall sehr viel lernen und würde diese Art von Projekt gerne wiederholen, auch wenn eine Pause nach dieser Woche sehr gut getan hat. 

Caroline

Es war sehr spannend zu sehen, wie viel man zu acht in einer Woche bzw. 5 Tagen schafft zu entwickeln. Ich habe mich vor allem mit dem Frontend beschäftigt und dabei meist Pair Programming mit verschiedenen Personen betrieben. Dieses Konzept ist mir bereits aus dem Bachelor bekannt und mir persönlich gefällt es sehr gut, da man so schneller Fehler bemerkt.

Montags habe ich mich mit Felix um die Verbindung zum Heart Rate Sensor gekümmert. Anfangs gab es ein paar Schwierigkeiten, doch dann folgte das Erfolgserlebnis. Die Verwendung von HRMs und Bluetooth LE war für mich neu, aber sehr interessant. Dienstags habe ich mich vor allem mit dem Login- und Registrierungs-Screen beschäftigt und dafür anfangs Farben und Schriftarten global definiert und Tailwind aufgesetzt. In Bezug auf die Formulare auf den zwei Screens nutze ich React Hook Form, wobei ich die Library zu einem späteren Zeitpunkt ersetzt habe, da der State nicht immer aktualisiert wurde. Nachdem wir am Mittwoch unser UI-Konzept und die Datenvisualisierung überarbeitet hatten, habe ich mit Felix die Umsetzung des LiveActivity-Screens begonnen. Donnerstags war ich mit Katharina für den Authentifizierungscheck beim Aufruf gewisser Routen verantwortlich und habe Andi beim Bearbeiten der Profilinformationen geholfen. Am letzten Tag war Endspurt angesagt und somit auch Bug Fixing. Dabei habe ich einerseits David bei der Verwendung der WebSockets im Frontend unterstützt, andererseits Matthias bei der Session Erstellung/Teilnahme.

Ich finde, wir haben das als Gruppe sehr gut gemeistert, mit dem Daily Planning am Anfang war klar definiert, was gemacht wird, und das Endprodukt (bis auf die paar Bugs) kann sich sehen lassen. Vor allem was die Verbindung mit den Sensoren und die Erstellung eigener sogenannter Guarded Routes betrifft, habe ich einiges gelernt, was auch in Zukunft hilfreich sein könnte. Neben den technischen Aspekten habe ich nochmals gesehen, wie wichtig es ist, sich zuerst auf das MVP zu konzentrieren und sicherzustellen, dass das die anderen auch tun, da man sonst Zeit verliert und sich verrennen kann.

Sebastian

Die Wild Week war ein wirklich interessantes und spannendes Erlebnis. Ein ganzes Projekt in nicht einmal 5 Tagen auf die Beine zu stellen war extremst stressig, aber auch wirklich toll zu sehen, was man eigentlich in so kurzer Zeit auf die Beine stellen kann, wenn man sich wirklich ins Zeug lägt. Auch konnte ich einiges aus dieser Woche mitnehmen.

Zum einen hatte ich bisher noch keine Erfahrung mit Ionic in Verbindung mit React. Ich habe nur Ionic und Angular oder React Native verwendet, aber nicht beide zusammen. Auch habe ich einiges über die Verwendung von Herz Sensoren erfahren, auch wenn meine Erfahrung hier etwas kurz gekommen ist, da ich größtenteils im Backend zuständig war. Ich hätte sehr gerne auch andere Bereiche mir angeschaut, aber aufgrund des Zeitstresses ist es verständlich, dass dies nicht wirklich möglich war. In der Woche habe ich manchmal allein gearbeitet, zum Beispiel für die Erforschung, wie das Accelerometer im Handy funktioniert oder im Backend die Datenspeicherung über die passenden Endpoints zu ermöglichen, habe aber auch einiges im Pair Programming gemacht. Auf beiden Seiten. Auch wenn ich diese Technik schon aus dem Bachelor kannte, ist es trotzdem immer interessant zu sehen, wie gut Pair Programming funktioniert. Eine weitere Person neben sich zu haben, die sich nur darauf konzentrieren kann, was geschrieben wird und sofort erkennen kann, wenn man eine Sache vergisst oder welche einem bei Problemen hilft, ist sehr wertvoll, vor allem wenn nicht jede Person im Team an einer eignen Sache arbeiten kann.

Im großen und ganzem finde ich das die Wild Week wirklich toll gelaufen ist. Wir haben uns viel vorgenommen, dies aber auch toll hinbekommen. Mit den Daily Stand-ups, welche wir immer in der Früh gemacht haben, konnten wir uns jeden Tag auf unsere Ziele festlegen und auf diese fokussieren. Man konnte auch wirklich gut erkenne, weshalb das Prinzip eines MVPs existiertet. Ich hätte nichts dagegen, einmal wieder so ein Projekt zu wiederholen.

Jan

Es war eine spannende Woche! In fünf Tagen haben wir viel diskutiert, Entscheidungen getroffen und fleißig in die Tasten gehauen. Das Ergebnis ist ein Proof of Concept, der unsere interessante App-Idee greifbar macht. Mit diesem Ergebnis sind wir insgesamt sehr zufrieden. Allerdings schwingt beim „insgesamt“ auch ein kleiner Vorbehalt mit: Hätten wir vielleicht noch mehr aus dieser Woche herausholen können?

Viel Zeit hat unser Team zur Konzeption der App aufgewendet. Diese Zeit scheint mir rückblickend gut investiert. Es war wichtig, eine Idee auszuarbeiten, die wir spannend und sinnvoll fanden. Erst mit dieser klaren Vorstellung konnten wir mit Elan loslegen. Unsere Schwächen sehe ich eher bei der Aufteilung und Priorisierung der Arbeit. Die Features der App haben wir in Backend und Frontend unterteilt und zu unabhängig voneinander umgesetzt. Das führte dazu, dass im Backend Funktionen implementiert wurden, die im Frontend letztlich keine Verwendung fanden. Wie im Kapitel zu CI/CD erwähnt, haben wir außerdem zu viel Energie in unsere Pipelines gesteckt. Ein weiteres Problem der Aufteilung war, dass das Zusammenführen der Arbeiten erst spät erfolgte, wodurch wir auch erst spät auf Probleme aufmerksam wurden. Sinnvoller wäre es wohl gewesen, wenn Sub-Teams End-to-End an einzelnen Features gearbeitet hätten, sodass die App schrittweise gewachsen wäre.

Insgesamt war es jedoch eine produktive Woche, in der wir als Team nicht nur viel geschafft, sondern auch viel Spaß gehabt haben. Es war wirklich schön, sich fünf Tage lang intensiv in ein völlig neues Thema zu vertiefen – eine willkommene Abwechslung! Die Erfahrungen aus dieser Woche und das gestärkte Teamgefühl werden uns im nächsten Projektsemester mit Sicherheit zugutekommen.

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Zusammenfassung

Kotlin hat sich in den letzten Jahren als eine beliebte Alternative zu Java etabliert, insbesondere in der mobilen Entwicklung aber auch darüber hinaus. Mit einem modernen Ansatz, der sich durch reduzierte Boilerplate-Syntax, Null-Sicherheit und fortschrittliche Sprachfeatures auszeichnet, konnte Kotlin eine beachtliche Akzeptanz erlangen. Der Artikel analysiert, wie Kotlin typische Schwächen von Java adressiert und beleuchtet Statistiken und Trends, die seine wachsende Verbreitung in der Softwareentwicklung unterstreichen.

1 Einleitung

Seit seiner Einführung im Jahr 1995 hat sich Java zu einer der dominantesten Programmiersprachen der Welt entwickelt. Mit seiner weitreichenden Anwendung in Bereichen wie Unternehmenssoftware, Webentwicklung und insbesondere der Android-Entwicklung bleibt Java ein entscheidender Bestandteil der Softwareentwicklung. Doch trotz seiner Beliebtheit wird Java häufig für seine hohe Komplexität und den umfangreichen Boilerplate-Code kritisiert, der die Entwicklung unnötig aufbläht und die Lesbarkeit des Codes beeinträchtigt. [1]
Die Programmiersprache Kotlin, die 2011 von JetBrains entwickelt wurde, ist als Antwort auf diese und andere Herausforderungen entstanden. Kotlin verfolgt das Ziel, eine moderne, prägnante und sichere Programmiersprache zu schaffen, die gleichzeitig mit bestehendem Java-Code vollständig interoperabel ist. Im Vergleich zu Java bietet Kotlin zahlreiche Verbesserungen, die den Entwicklungsprozess effizienter und fehlerfreier gestalten. [2]
Dieser Artikel untersucht, wie Kotlin als zeitgemäße Alternative zu Java genutzt werden kann, beleuchtet konkrete Verbesserungen durch die Sprache und zeigt, warum sich immer mehr Unternehmen und Entwickler/innen für Kotlin entscheiden.

2 Die wachsende Popularität von Kotlin

2.1 Statistische Verbreitung

Seit der offiziellen Unterstützung durch Google im Jahr 2017 hat Kotlin eine bemerkenswerte Erfolgsgeschichte geschrieben. Die Programmiersprache wird mittlerweile weltweit von Millionen Entwickler/innen genutzt und wächst kontinuierlich in ihrer Verbreitung. [3]

• Eine Studie von AppBrain ergab, dass über 80 % aller Android-Apps Kotlin verwenden, darunter prominente Anwendungen wie Pinterest, Netflix und Trello. [3]
• Im GitHub-Report State of the Octoverse 2024 wird Kotlin als eine der am schnellsten wachsenden Sprachen aufgeführt. Die Zahl der Repositories, die Kotlin nutzen, ist in den letzten fünf Jahren stark angestiegen. [4]
• Laut der Stack Overflow Developer Survey 2024 zählt Kotlin zu den Top-20-Programmiersprachen mit einer besonders hohen Zufriedenheitsrate unter Entwicklern: Mehr als 80 % der Befragten gaben an, gerne mit Kotlin zu arbeiten. [1]

Diese Statistiken zeigen, dass Kotlin sich nicht nur in der mobilen Entwicklung etabliert hat, sondern auch in anderen Bereichen wie der Backend-Entwicklung, Data Science und Multiplattform-Anwendungsentwicklung zunehmend genutzt wird.

2.2 Unternehmensadoption

Die wachsende Popularität von Kotlin lässt sich nicht nur in der breiten Entwicklergemeinschaft erkennen, sondern auch in der steigenden Nutzung durch namhafte Unternehmen in diversen Branchen.
Unternehmen wie Netflix, Slack, Trello und Square haben Kotlin in ihren Entwicklungsprozessen integriert, vor allem aufgrund seiner Vorteile hinsichtlich Produktivität und Code-Qualität. Netflix nutzt beispielsweise Kotlin Multiplatform für die Entwicklung der App Prodicle, die bei der Produktionsplanung für TV-Shows und Filme hilft. Trello, eine beliebte Projektmanagement-Plattform, setzt Kotlin ein, um die Wartbarkeit und Weiterentwicklung ihrer mobilen Anwendungen zu erleichtern. Dank der ausdrucksstarken Syntax von Kotlin können Funktionen effizienter implementiert und aktualisiert werden. Square, ein Unternehmen für mobile Zahlungslösungen, nutzt Kotlin für seine Android-Anwendungen, wobei besonders die Sicherheits- und Lesbarkeitsvorteile geschätzt werden. [5] [6]

3 Boilerplate in Java: Ein Hindernis für Effizienz

Ein zentrales Problem von Java, das viele Entwickler/innen bei der Arbeit mit der Sprache frustriert, ist der hohe Anteil an Boilerplate-Code. Boilerplate-Code bezeichnet repetitiven und unnötig ausführlichen Code, der keine logische Funktionalität bietet, sondern lediglich für die Struktur oder den Ablauf der Anwendung notwendig ist. Ein einfaches Beispiel hierfür sind die Java-Datenklassen. Wenn man eine Klasse erstellen möchte, die als Datencontainer dient, muss man in Java typischerweise Konstruktoren, Getter- und Setter-Methoden sowie die toString(), equals() und hashCode() Methoden manuell implementieren. Dieser zusätzliche Aufwand führt zu einer erhöhten Codegröße, erschwert die Wartbarkeit des Codes und erhöht die Wahrscheinlichkeit von Fehlern.

Code-Beispiel 1: Eine einfache Datenklasse in Java

public class User {
    private String name;
    private int age;
    public User(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override public String toString() {
        return "User{id=" + id + ",name='" + name + "'}";
    }
    @Override public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        User user = (User) o;
        return age == user.age && Objects.equals(name, user.name);
    }
    @Override public int hashCode() {
        return Objects.hash(name, age);
    }
}

Das Code-Beispiel 1 zeigt, wie viel Boilerplate-Code erforderlich ist, um selbst so eine einfache Datenklasse zu erstellen, die nur die Merkmale eines Users halten soll. Dies erschwert die Wartbarkeit und erhöht die Wahrscheinlichkeit von Fehlern. [7]
Kotlin adressiert dieses Problem im Vergleich durch eine prägnantere Syntax und durch Features, die es Entwickler/innen ermöglichen, den Code deutlich zu vereinfachen. So werden zum Beispiel in Kotlin’s data classes die Methoden equals(), hashCode() und toString() automatisch generiert, ebenso wie Getter und Setter für Properties, die direkt in der Konstruktor-Annotation hinzugefügt werden können. [8]

Code-Beispiel 2: Eine einfache Datenklasse in Kotlin

data class User(val name: String, val age: Int)

4 Minimalistische Syntax in Kotlin

Ein zentrales Merkmal von Kotlin ist seine minimalistische und ausdrucksstarke Syntax, die darauf abzielt, den Code so kurz und prägnant wie möglich zu gestalten, ohne auf Lesbarkeit zu verzichten. Im Vergleich zu Java hat Kotlin eine weitaus kompaktere Syntax, die es Entwickler/innen ermöglicht, schneller und mit weniger Aufwand zu arbeiten.
Ein gutes Beispiel für die minimalistische Syntax in Kotlin ist die Verwendung von Variablen. In Java muss für jede Variable explizit der Typ angegeben werden und in vielen Fällen ist auch eine initiale Zuweisung erforderlich. In Kotlin hingegen wird der Typ automatisch aus dem Kontext abgeleitet, der geschriebene Code ist dadurch weitaus kürzer.

Code-Beispiel 3: Automatische Ableitung des Typs in Kotlin

var name = "Kotlin" // Typ String
val age = 5 // Typ Int

Im Code-Beispiel 3 wird der Typ von name als String und der Typ von age als Int automatisch vom Compiler abgeleitet, basierend auf den zugewiesenen Werten. Diese Art der Variablendeklaration reduziert den Aufwand für Entwickler/innen und trägt zur Leserlichkeit des Codes bei. [9]
Ebenfalls wird dargestellt, dass es in Kotlin die Möglichkeit gibt, Properties als immutable zu kennzeichnen – durch die Angabe vom Keyword val wird eine erneute Zuweisung eines Wertes zu einem späteren Zeitpunkt verhindert. Die Werte von Properties, welche mit dem Keyword var instanziert wurden, können hingegen jederzeit wieder neu zugewiesen werden. [10]

5 Moderne Sprachfeatures in Kotlin

Neben der Reduktion von Boilerplate-Syntax bietet Kotlin auch moderne Sprachfeatures, die in Java gänzlich fehlen oder umständlich implementiert werden müssen.

5.1 Null-Sicherheit

Java ist bekannt für die häufig auftretende NullPointerException (NPE), da jedem beliebigen Typ zur Laufzeit grundsätzlich auch der Wert null zugewiesen werden kann. Dies kann zu unvorhergesehenen Fehlern führen und schwer zu debuggen sein. [11]
Kotlin löst dieses Problem durch eine strikte Trennung von nullable und non-nullable Typen. Dem Typ String kann in Kotlin beispielsweise standardmäßig nicht der Wert null zugewiesen werden, während ein Objekt vom Typ String? (ausgewiesen mit dem Fragezeichen am Ende des Typs) nullable ist. Jede potenzielle Null-Zuweisung wird vom Compiler erkannt, was sicherstellt, dass Entwickler das Problem bereits während der Entwicklung behandeln müssen. [12]

Code-Beispiel 4: Nullable-Typen in Kotlin

var name: String = "Kotlin" // Non-nullable
var nickname: String? = null // Nullable
fun printNickname(nickname: String?) { 
    println(nickname?.toUpperCase() ?: "Unknown") 
}

Im Code-Beispiel 4 wird in der Funktion der Elvis-Operator (?:) verwendet, um auf einen potentiellen null-Wert vom übergebenen Parameter zu reagieren und in Folge einen Default-Wert zurückzugeben. [12]

5.2 Erweiterungsfunktionen (Extension Functions)

Extension Functions in Kotlin ermöglichen es, bestehende Klassen um neue Funktionen zu erweitern, ohne deren Code zu ändern. Dies ist besonders nützlich, wenn mit Bibliotheken gearbeitet wird, deren Quellcode nicht verändert werden kann oder soll. Erweiterungsfunktionen bieten eine elegante Möglichkeit, Funktionalitäten hinzuzufügen, ohne die Prinzipien der Objektorientierung zu verletzen. [4]

Code-Beispiel 5: Extension Function in Kotlin

fun String.capitalizeFirst(): String { 
    return this.replaceFirstChar { 
        it.uppercase() 
    } 
}

Im Code-Beispiel 5 wird der String-Klasse eine neue Funktion hinzugefügt, das erste Zeichen zu einem Großbuchstaben umwandelt. Diese Funktion kann in Folge wie eine reguläre Methode auf jedem String-Objekt aufgerufen werden, was den Code viel sauberer macht, als eine separate Hilfsklasse dafür erstellen zu müssen. [4]

5.3 Coroutines : Moderne asynchrone Programmierung

Eine der herausragendsten Funktionen von Kotlin ist die Unterstützung von Coroutines, die eine moderne und elegante Lösung für asynchrone Programmierung darstellen. In Java sind Entwickler oft auf vergleichsweise komplexe Tools wie Threads, CompletableFuture oder Executors angewiesen, um parallele oder asynchrone Abläufe zu implementieren. Diese Ansätze können jedoch schnell zu unübersichtlichem und schwer wartbarem Code führen, insbesondere wenn mehrere Ebenen von Callbacks oder Abhängigkeiten ins Spiel kommen. Kotlin bietet mit Coroutines eine Lösung, die sowohl lesbarer als auch effizienter ist.

5.3.1 Funktionsweise von Coroutines

Coroutines ermöglichen die Implementierung von asynchronen Prozessen, ohne die lineare Lesbarkeit von Code zu beeinträchtigen. Statt neue Threads zu erzeugen, die ressourcenintensiv sind, nutzen Coroutines sogenannte Lightweight Threads, die sich auf einem einzigen Hintergrundthread mehrfach schachteln lassen. Dadurch wird die Effizienz massiv gesteigert, insbesondere in Umgebungen mit einer großen Anzahl von gleichzeitigen Aufgaben.
Eine Coroutine kann mit der Funktion launch gestartet werden, die im Kontext von Kotlin’s Coroutines-Bibliothek definiert ist. Dabei kann der Ausführungskontext (z. B. Main-Thread oder Hintergrund-Thread) präzise gesteuert werden. [13]

Code-Beispiel 6 : Starten einer Coroutine in Kotlin

import kotlinx.coroutines.*

fun main() = runBlocking {
    launch { 
        delay(1000L) // Simuliert eine Hintergrundaufgabe
        println("Hello from Coroutine!") 
    } 
    println("Main Thread Execution") 
}

Im Code-Beispiel 6 startet launch eine neue Coroutine, die asynchron arbeitet. Die Funktion delay() pausiert die Coroutine für die angegebene Zeit, ohne den Main-Thread zu blockieren. Im Gegensatz zu Thread.sleep() wird dadurch keine unnötige Blockierung erzeugt.

5.3.2 Schlüsselkonzepte in Coroutines

Suspend Functions

Eine suspend-Funktion ist eine spezielle Funktion, die eine Coroutine pausieren und später wieder fortsetzen kann. Diese Funktionen arbeiten nahtlos mit anderen Coroutines zusammen und ermöglichen eine strukturierte Handhabung asynchroner Abläufe. [14]

Code-Beispiel 7: Suspending Function in Kotlin

suspend fun fetchData(): String { 
    delay(2000L) // Simuliert einen Netzwerkaufruf
    return "Data fetched" 
}

Scopes und Dispatcher

Coroutines werden immer in einem Scope gestartet. Der Scope definiert, wie lange eine Coroutine aktiv bleibt, und kann verwendet werden, um Coroutines bei Bedarf abzubrechen. Dispatcher legen fest, welcher Thread oder Thread-Pool für die Coroutine genutzt wird, z. B. Dispatchers.IO für I/O-Operationen. [15]

Code-Beispiel 8 : Coroutine Scope und Dispatcher

val scope = CoroutineScope(Dispatchers.IO)
scope.launch { 
    val result = fetchData() 
    println(result) 
}

6 Fazit

Kotlin hat sich seit seiner Einführung als ernstzunehmende Alternative zu Java etabliert. Durch die Kombination aus minimalistischer Syntax, innovativen Sprachfeatures und einer starken Fokussierung auf Entwickler/innenfreundlichkeit adressiert Kotlin viele der Schwächen, die in Java über Jahre hinweg als hinderlich empfunden wurden. Insbesondere in Bereichen wie der Null-Sicherheit, der funktionalen Programmierung und der Unterstützung für asynchrone Programmierung mit Coroutines hebt sich Kotlin deutlich ab.
Die Reduktion von Boilerplate-Code steigert die Produktivität und Lesbarkeit, was nicht nur Zeit spart, sondern auch die Wahrscheinlichkeit von Fehlern reduziert. Die Einführung von modernen Konzepten wie Extension Functions und Coroutines zeigt, dass Kotlin nicht nur darauf abzielt, bestehende Probleme zu lösen, sondern auch zukünftige Anforderungen der Softwareentwicklung proaktiv zu adressieren.
Die steigende Popularität der Sprache – insbesondere in der Android-Entwicklung, aber auch darüber hinaus – unterstreicht ihren Erfolg. Unternehmen, die Kotlin einführen, berichten von gesteigerter Zufriedenheit ihrer Entwicklerteams sowie von einer signifikanten Reduktion des Wartungsaufwands, da der Code schlanker und robuster wird.
Kotlin zeigt, dass moderne Programmiersprachen nicht nur effizient und funktional, sondern auch intuitiv und zugänglich sein können. Obwohl Java weiterhin ein bedeutender Akteur in der Welt der Programmierung bleibt, positioniert sich Kotlin als dessen natürliche Weiterentwicklung, die sowohl die Gegenwart als auch die Zukunft der Softwareentwicklung prägen könnte.

Literatur

[1] „2024 Stack Overflow Developer Survey“. Zugegriffen: 2. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://survey.stackoverflow.co/2024/

[2] „FAQ | Kotlin“, Kotlin Help. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://kotlinlang.org/docs/faq.html

[3] „Kotlin – Android SDK statistics“, AppBrain. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://www.appbrain.com/stats/libraries/details/kotlin/kotlin

[4] G. Staff, „Github Octoverse 2024“, The GitHub Blog. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://github.blog/news-insights/octoverse/octoverse-2024/

[5] „Top Apps Built with Kotlin Multiplatform [2023 Update]“. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://www.netguru.com/blog/top-apps-built-with-kotlin-multiplatform

[6] „Who Uses Kotlin? Exploring the Popularity and Adoption of Kotlin in the Development Community“. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://www.techstackk.com/programming/kotlin/who-uses-kotlin?pid=118

[7] „What Is a Pojo Class? | Baeldung“. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://www.baeldung.com/java-pojo-class

[8] „Data classes | Kotlin“, Kotlin Help. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://kotlinlang.org/docs/data-classes.html

[9] „Type inference – Kotlin language specification“. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://kotlinlang.org/spec/type-inference.html

[10] „Properties | Kotlin“, Kotlin Help. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://kotlinlang.org/docs/properties.html

[11] „Null Pointer Exception In Java“, GeeksforGeeks. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://www.geeksforgeeks.org/null-pointer-exception-in-java/

[12] „Null safety | Kotlin“, Kotlin Help. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://kotlinlang.org/docs/null-safety.html

[13] „Coroutines | Kotlin“, Kotlin Help. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://kotlinlang.org/docs/coroutines-overview.html

[14] „Composing suspending functions | Kotlin“, Kotlin Help. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://kotlinlang.org/docs/composing-suspending-functions.html

[15] „Coroutine context and dispatchers | Kotlin“, Kotlin Help. Zugegriffen: 5. Dezember 2024. [Online]. Verfügbar unter: https://kotlinlang.org/docs/coroutine-context-and-dispatchers.html

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Innerhalb des 3ten Semesters haben wir, die Masterklasse Mobile, die Aufgabe ein Gruppenprojekt umzusetzten. Zusammen wurde entschieden, dieses mit Flutter umzusetzen. Eine Flutter Library, welche verschiedene Sensoren auslesen kann und roh oder interpretiert zurückgibt.

https://github.com/hraschan/flutter_sensor_library

Außerdem haben wir uns hier entschieden, dass es eine “Beispiel App” dafür geben soll, die die Anwendung der Library präsentiert.

https://github.com/hraschan/flutter_sensor_library_app

Flutter

Da wir alle zuvor kaum bis gar keine Erfahrung mit Flutter gemacht haben, wurde von Mario und Maximilian ein Workshop vorbereitet, der uns die Grundlagen präsentiert hat und in welchem wir gemeinsam das Setup des Projekts durchführten.

Flutter an sich ist ein Open-Souce-Framework von Google, das zur Erstellung von nativ kompilierten Anwendungen verwendet wird. Bei Flutter gibt es viele Bibliotheken für Standard-UI-Elemente, die bei Android oder iOS benötigt werden. Für Desktop Webanwendungen kann das Framework auch eingesetzt werden.

Das Framework wird also primär für iOS und Android Applikationen verwendet. Für die Entwicklung wird die Programmiersprache “Dart” verwendet, diese wurde ebenfalls von Google entwicklet.

Was kann die Library

Die Library bietet verschiedene Klassen und Methodensammlungen an, um die Sensoren eines Mobilgeräts nutzen zu können. Dabei beruht sie bei den meisten Sensoren auf bereits vorhandenen Librarys, verarbeitet diese und gibt die Daten, wenn gewünscht, gesammelt an eine Flutter App weiter. Zudem bietet die Library auch interpretierte bzw. aus mehreren Sensoren zusammengefasste Daten, wie bspw. die Höhenmeter an, die aus dem aktuellen Luftdruck (Barometer) und dem Luftdruck auf Seehöhe ausgerechnet werden.

Aufgerufen kann die Funktionalität über gewisse Wrapper-Klassen, je nachdem ob Bewegungs-Daten (Movement), Positions-Daten (Position) oder Umgebungs-Daten (Environment) benötigt werden. Außerdem können die nativen Sensoren einzeln aufgerufen werden. Dabei muss immer angegeben werden, in welchem Zeitintervall die jeweilige Klasse Daten zurückliefern soll.

Movement mvmnt = Movement(inMillis: 2000);
mvmnt.getMovementType(true).forEach((element) {print(element.fwd);});

Mit diesem einfachen Code-Beispiel kann alle 2 Sekunden abgefragt werden, ob sich das Gerät in den letzten zwei Sekunden nach vorne bewegt hat. Mit der Übergabe des Boolean (in dem Fall true) kann festgelegt werden, ob die aktuelle Fortbewegung zum Zeitpunkt der Abfrage oder die interpolierten Daten seit der letzten Abfrage wiedergegeben werden sollen.

Die Bespielapplikation

Um die Andwendung der Library zu vereinfachen, wurde ein Beispielapplikation geschaffen, welche die einzelnen Verwendungszwecke zeigen soll. Hier einige Screenshots der Anwendung:

Personal Learnings

Armin

Mein Learning aus dem Gruppenprojekt ist die Einführung in Flutter. Ich habe mit diesem Framework zuvor noch keine Projekte umsetzen können. Ehrlichgesagt finde ich das Framework recht unübersichtlich und ich finde es gibt Frameworks, die um Einiges besser konzipiert sind als Flutter. Dennoch habe ich dieses Learning für die Zukunft mitnehmen können und da Flutter recht bekannt ist, ist auch diese Erfahrung von Wert.

Bettina

Für mich war Flutter vollkommenes Neuland. Bei diesem Projekt konnte ich hier einiges lernen. Von Projektstruktur über Codeaufbau, Widget Aufbau, Verwendung von Libraries sowie die Nutzung verschiedener Simulatoren.

Mario

Die Vertiefung der Kenntnisse in Flutter nach dem gemeinsamen Workshop mit Maximilian ist bestimmt ein großer Lernzugewinn. Die Nutzung der Sprache Dart ist doch etwas ungewohnt, obwohl sie sehr an JavaScript angelehnt ist. Außerdem konnte ich bei der Konzeption einer Library sehr viel dazulernen. Die Erarbeitung einer Library und die Vorstellung anderer Entwicklerinnen als Nutzerinnen des eigenen Programms stellt einen Lerneffekt dar, den man in anderen Projektkontexten so nicht hat.

Maxi

Für mich hat dieses Projekt vor allem einen tieferen Einblick in Flutter ermöglicht. Auch habe ich das aufbauen einer eigenen Library bis jetzt noch nicht in dieser Form kennengelernt. Ich denke jedoch das es noch einiger Zeit bedarf um gute Lösungen mit der Technologie Flutter entwickeln zu können

Thomas

Bis zum Workshop von Mario und Maxi kannte ich weder Flatter noch Dart. Durch den Workshop konnte ich mir ein gutes Grundwissen aneignen und anschließend im Rahmen des Projekts tiefer in die Materie einsteigen. Im Großen und Ganzen habe ich einen guten Überblick über Flutter, Dart und verschiedener Sensoren bekommen.

Sebastian

Die Zusammenarbeit mit Mario und Maxi während der Ausarbeitung des Backends hat mir einige neue Erkenntnisse gebracht. Sowohl mit Flutter als auch mit Dart hatte ich vor diesem Projekt wenig zu tun gehabt. Daher war es für mich sehr erkenntnisreich, ein Projekt umzusetzen, beziehungsweise daran beteiligt zu sein. Auch der Gedanke eine eigene Library zu erstellen war für mich interessant, da ich diesen Aspekt des Programmierens bis dato nur von der anderen Seite gekannt habe. Ich bin gespannt, ob die Library in irgendeiner Form einen späteren Verwendungszweck finden wird.

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Verwendete Technologien

Das Design wurde zunächst in Figma für die benötigten Screens erstellt und mit einigen Kollegen reviewt. Dabei wurden einige Anpassungen vorgenommen. Darauffolgend wurde anhand der Design-Vorlage mit der Erstellung der Applikation begonnen.

Die App basiert auf einem Backend, welches mit Strapi, einem Headless Content Management System, erstellt wurde. Darin können, wie von einem CMS bekannt, in einem designtem UI beispielsweise Texte und Bilder hochgeladen und bearbeitet werden, die dann auf der Webseite angezeigt werden sollen. Anders als bei normalen CM-Systemen, werden die Seiten aber nicht direkt im CMS gebaut, sondern können per API von einem selbst-gebauten Frontend aufgerufen werden. Das Content-Management-System liefert bei Aufruf der richtigen URL wie eine API die Daten im JSON-Format. Das Frontend, die Annahme und Verarbeitung der JSON-Daten und das Design, müssen selbst in die Hand genommen werden. Dies verlangt wesentlich größere Erfahrung im Umgang mit Webentwicklung, bietet allerdings auch wesentlich mehr Freiheit im Design. Außerdem macht es unabhängig von diversen Bezahlmodellen.

Um die Datenverarbeitung im Frontend gering zu halten, wurde ein DataProvider-Service, welches mit einer .NET 5 API in C# umgesetzt wurde, zwischengeschaltet. Dieses übernimmt die Daten von Strapi, verarbeitet sie für das Frontend und bietet diese über eine weitere API an. Durch die Effizienz der Applikation geht somit nicht viel Zeit verloren, es konnte jedoch einiges an Flexibilität und Wartbarkeit gewonnen werden.

Das Frontend in VueJS der Version 3 enthält somit nicht viel Logik, sondern beschränkt sich hauptsächlich auf die Darstellung der Daten und die Weitergabe der Nutzer-Eingaben ans Backend, die in der ersten Version noch nicht besonders groß ausfallen. Das Styling wurde großteils mithilfe des Styling-Frameworks Tailwind CSS durchgeführt, wodurch nahezu gar keine Zeile CSS notwendig war. Außerdem wurde sich für die Umsetzung mit der Vue 3 Composition API, im Gegensatz zur bisher gebräuchlichen Options API entschieden.

Aufbau

Der Startscreen zeigt das Logo mit dem Titel und Untertitel der App, sowie alle Navigationsmöglichkeiten der App. Man kann sich die Liste an verfügbaren Quizzes anzeigen lassen, sowie seine Challenges zu einer nachhaltigeren Mobilität ansehen. Außerdem befindet sich in der linken oberen Ecke ein Hamburger-Menü, worüber man von jeder Seite aus auf die drei Hauptseiten Home, Quizzes und Challenges wechseln kann.

Auf der Quizzes-Seite sieht man alle verfügbaren Quizzes und kann sie starten, indem man den Namen des jeweiligen Quizzes anklickt. Daraufhin öffnet sich das Quiz und die erste Frage wird gestellt. Es besteht in der ersten Version kein Zeitlimit. Nach Anklicken einer Antwortmöglichkeit wird aufgelöst, ob die Antwort korrekt ist und wenn nicht, welche die korrekte Antwortmöglichkeit ist. Außerdem wird eine nähere Erläuterung zum Thema angeboten. Nach Ablauf von 5 Sekunden wird die nächste Frage angezeigt. Wenn alle Fragen beantwortet wurden, kann über einen Button zur Liste der Quizzes zurückgekehrt werden.

Auf der Challenges-Seite sind alle für den jeweiligen Nutzer / die jeweilige Nutzerin verfügbaren Challenges und deren Status zu sehen. Per Klick auf eine Challenge kann diese abgeschlossen bzw. wieder geöffnet werden.

Learnings

Den größten Lerneffekt hatte wohl die Nutzung von Azure App Services als Veröffentlichungsplattform für das Data-Provider-Service basierend auf .NET. Da ich vor diesem Projekt noch nie eine Applikation persönlich auf Azure gehostet habe, konnte ich durch dieses Projekt nun sehr viel dazulernen. Auch einige Herausforderungen mit CORS und der Middleware haben mich Azure und die Möglichkeiten von .NET näher erkunden lassen.

Ein weiteres selbst gestecktes Ziel war die Verringerung der Komplexität des Frontends. Mit einem headless CMS im Backend müssen oft viele Datenanpassungen im Frontend vorgenommen werden. Diese konnten durch das .NET Service als Businesslayer verringert werden. Mithilfe der erstmaligen Nutzung von Tailwind CSS war außerdem nahezu kein selbstgeschriebenes CSS notwendig. Lediglich die Animationen wurden selbst geschrieben. Durch die sprechenden Klassennamen, die Tailwind in HTML verwendet, bleibt der Code weiterhin gut lesbar. Insgesamt wurden ca. 240 Zeilen Javascript-Code und ohne Animation (denn die hätte man auch in Tailwind bauen können) 19 Zeilen CSS benötigt.

Außerdem habe ich mich bei der Implementierung des Frontends mit Vue 3 Großteils auf die Nutzung der neuen Composition API beschränkt, einer neuen Art, Vue zu implementieren. Diese weist große Unterschiede zur bisherigen Options API auf und hat vor diesem Projekt einige Unsicherheiten mit neuem Vue-Code in mir ausgelöst. Diese konnte ich mit diesem Projekt beseitigen.

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