Was ist ein Framework? – Definition & Erklärung
Frameworks: Industrieller Ansatz in Softwareentwicklung
In Softwareprojekten ist es erforderlich, nicht nur die funktionalen Anforderungen umzusetzen, sondern auch ein qualitativ hochwertiges Softwareprodukt mit einer modernen Architektur zu schaffen. Frameworks ermöglichen es dem Softwareentwickler, diese Aufgabe schnell und auf hohem technologischem Niveau zu bewältigen.
April 2025: Artikel aktualisiert, Klassifizierung von Frameworks ergänzt, Definition von White-Box- und Black-Box-Frameworks ergänzt. Auswahlkriterien für geeignete Frameworks ergänzt.
Was ist ein Framework?
Ein Framework ist eine Softwareplattform, die die Struktur und Architektur des künftigen Softwareprodukts bestimmt. Jedes Framework enthält ein vorgefertigtes “Gerüst” – die Vorlagen, Standardmodule und APIs, die dem Entwickler zur Verfügung stehen. Während das Framework grundlegende Softwaremodule und Technologien bietet, programmiert der Entwickler alle weiteren, projektspezifischen Komponenten und Funktionen.
Wozu braucht man ein Framework?
Frameworks vereinfachen und beschleunigen die Entwicklung und Integration verschiedener Komponenten und Module. Ein Framework enthält eine Reihe verschiedener Tools, mit denen Du routinemäßige, sich wiederholende Aufgaben lösen kannst. Ein geeignetes Framework verfügt über alle für die Grundfunktionalität erforderlichen APIs, Bibliotheken und Basismodule. Es gibt nützliche Frameworks für Web-, Desktop- und Mobilanwendungen sowie für Front-End- und Back-End-Anwendungen. Besonders beliebt sind Webframeworks – Tools, die die Entwicklung und den Betrieb einer Webanwendung erleichtern.
Wie funktionieren Frameworks?
Ein Framework besteht aus einem permanenten und einem variablen Teil. Der permanente Teil bietet die Grundfunktionalität, die unveränderlich bleibt, sowie Erweiterungspunkte, um austauschbare Module zu realisieren. Im variablen Teil realisierst Du mit Hilfe von API austauschbare Module, um die Anwendung mit projektspezifischen Funktionen und Logik zu füllen.
Frameworks bieten einfachen Zugriff auf verschiedene Bibliotheken, die jedoch nur im Rahmen der festgelegten Architektur und der Interaktion von Komponenten nutzbar sind. Ein Framework wird als eine Reihe von Klassen implementiert und definiert, wie sie interagieren. Erweiterungspunkte sind Framework-Elemente, die als Platzhalter gelten und vom Entwickler implementiert werden.
Bei einem Framework-basierten Projekt geht es darum, eine Teilmenge der Problemziele und deren Lösung auszuwählen. Die Grundfunktionalität ist in konkreten Klassen enthalten, und veränderbare spezifische Funktionen kannst Du an Erweiterungspunkten implementieren.
Bekannte Frameworks
Beispiele für Webframeworks sind die in Python geschriebenen PHP-Frameworks Zend, Symfony und Django. Weitere populäre Frameworks sind:
- Bootstrap – Frontend-CSS-Framework zum Erstellen von Websites mit ansprechendem Layout und Design
- Vue.js – modulares JS-Framework für Single-Page-Webanwendungen
- AngularJS – JS-Framework von Google für dynamische Webanwendungen
- .NET Framework– das aktuelle Softwareentwicklungsframework von Microsoft
Plattformübergreifende Frameworks und Toolkits für Linux, Mac und Windows sind beispielsweise Widget, wxWidgets – C++ – , Qt, MyCoRe (Content Repository) und FOX (Framework for Object Explosion).
Vorteile von Frameworks
Frameworks bieten Anwendungen die folgenden Vorteile:
- Sicherheit
- Erweiterbarkeit
- Skalierbarkeit
- Wartbarkeit
- Optimierung
- Vermeidung von Serverüberlastung durch Priorisierung von Anfragen
- Anforderungsaktualisierungen im Projektlebenszyklus
- Professionelle Hochleistungsanwendungen
Frameworks bieten Infrastruktur für komplexe Softwareprojekte. Ohne Framework musst Du alles selbst konzipieren und implementieren. Softwareentwicklung von Grund auf gibt Dir mehr Implementierungsfreiheit, erfordert aber mehr Verantwortung und Arbeitsaufwand.
Bei der Auswahl eines Frameworks sollst Du die Architektur und Anwendungsmerkmale berücksichtigen, die ebenso wichtig sind wie die Funktionen. Wenn Du auf unklare Fehler, Probleme oder Schwierigkeiten stößt, solltest Du StackOverflow durchsuchen. Dort teilen Entwickler ihre Erfahrungen und helfen anderen, Framework-Probleme zu lösen. Stell einfach deine Frage und Du erhältst kostenlos mehrere mögliche Lösungen.
Klassifizierung von Frameworks
Framework ist nicht gleich Framework – je nach Anwendungsbereich und technologischem Kontext unterscheidet man verschiedene Arten von Frameworks. Diese Klassifizierung hilft dabei, besser zu verstehen, welche Aufgaben ein bestimmtes Framework erfüllt und wofür es sich eignet.
In der Regel unterscheidet man die folgenden Klassifizierungen von Frameworks:
Anwendungs-Frameworks (Application Frameworks)
Diese Art von Framework stellt eine generische Struktur für eine bestimmte Klasse von Softwareanwendungen bereit – z. B. Webanwendungen oder Desktop-Apps. Application Frameworks nehmen Entwicklern viel Arbeit ab, indem sie wiederkehrende Aufgaben wie Routing, Datenbindung oder Formularverarbeitung kapseln.
Application-Frameworks sind z.B. Spring, Ruby on Rails, Angular oder React.
Domänenspezifische Frameworks (Domain Frameworks)
Hierbei handelt es sich um Frameworks, die speziell für eine bestimmte Problem- oder Anwendungsdomänen entwickelt wurden. Sie bieten fertige Bausteine und Konzepte, die auf die Bedürfnisse eines bestimmten Fachgebiets zugeschnitten sind.
Domänenspezifische Frameworks sind u.A. Tensorflow (für maschinelles Lernen), Unity (für Spieleentwicklung) oder AutoCAD .NET API (für CAD-Anwendungen).
Komponenten-Frameworks
Komponenten-Frameworks fokussieren sich auf die Bereitstellung und Integration modularer Software-Komponenten. Sie sind besonders in der verteilten oder serviceorientierten Softwarearchitektur nützlich. Oft werden sie verwendet, um lose gekoppelte, wiederverwendbare Module zu erstellen, die unabhängig voneinander entwickelt und aktualisiert werden können.
Beispiele für Komponenten-Frameworks sind z.B. OSGi (für modulare Java-Anwendungen) oder Web Components (standardisierte, wiederverwendbare UI-Komponenten im Web).
System-Frameworks (Low-Level-Frameworks)
Diese bieten grundlegende Schnittstellen zur Kommunikation mit dem Betriebssystem oder der Hardware. Sie sind weniger häufig für klassische Anwendungsentwicklung im Einsatz, dafür aber essenziell bei Systemprogrammen oder nativer App-Entwicklung.
Systemframeworks sind beispielsweise die .NET Base Class Library, Core Foundation (Apple) oder das Windows API.
Auswahlkriterien für ein passendes Framework: So findest du das richtige Framework für deinen Anwendungsfall.
Angesichts der Vielzahl an verfügbaren Frameworks ist die Entscheidung für das passende nicht immer leicht. Ob Frontend, Backend, Mobile oder Machine Learning – jede Kategorie bietet eigene Tools, die sich in Funktionsumfang, Philosophie und Community stark unterscheiden können. Wer bei der Auswahl strategisch vorgeht, spart später Zeit, Ressourcen und vermeidet unnötige Komplexität.
Gehe nach folgendem Schema vor und finde Schritt für Schritt das passende Framework:
- Projektanforderungen und Usecase definieren
-> Welche Funktionen muss das Framework zwingend unterstützen? - Technologie-Stack und Kompatibilität
-> Das Framework sollte zu den in deinem Team vorhandenen Skills passen und mit dem bestehenden Techstack kompatibel sein - Lernkurve und Einstiegshürden
-> Ein sehr mächtiges Framework bringt nichts, wenn es kaum jemand im Team bedienen kann. Je nach Projektzeitraum und Entwicklererfahrung sollte berücksichtigt werden, wie steil die Lernkurve ist und wie gut die Dokumentation aufgebaut ist. - Community und Support
-> Ein Framework mit einer aktiven Community ist Gold wert: Fragen werden schneller beantwortet, Bugs zügig behoben und es gibt meist viele Erweiterungen oder Plugins. - Zukunftssicherheit und Weiterentwicklung
-> Nichts ist frustrierender, als auf ein Framework zu setzen, das plötzlich nicht mehr weiterentwickelt wird oder den Support einstellt. Es lohnt sich, einen Blick auf die Roadmap und Release-Zyklen zu werfen. Auch die Unterstützung durch ein etabliertes Unternehmen (z. B. Google bei Angular oder Meta bei React) kann ein Indikator für langfristige Stabilität sein.
Exkurs: Was sind eigentlich White-Box- und Black-Box-Frameworks?
Die Begriffe White-Box Framework und Black-Box Framework beziehen sich auf die Art und Weise, wie ein Entwickler mit dem Framework interagiert – also wie viel Einblick und Kontrolle man über den internen Ablauf des Frameworks hat.
White-Box Framework
Ein White-Box Framework („Glaskasten“) gibt dir als Entwickler Einblick in den Kontrollfluss – und oft auch die Möglichkeit, diesen aktiv zu beeinflussen. Das Framework ruft deinen Code nicht automatisch auf, sondern du rufst selbst gezielt Funktionen oder Komponenten des Frameworks auf, wenn du sie brauchst.
Black-Box Framework
Ein Black-Box Framework („Blackbox“) übernimmt den Großteil der Kontrolle selbst. Du integrierst deinen Code in vordefinierte Strukturen oder Stellen (Hooks, Callbacks, Konventionen) – aber das Framework entscheidet, wann dein Code ausgeführt wird.
Fazit
Frameworks sind nützliche Tools, die die Entwicklung und Wartung von Anwendungen vereinfachen. Ihr Einsatz in Softwareprojekten setzt jedoch ein gewisses Maß an Erfahrung und Professionalität voraus. Ein Framework vereinfacht die Implementierung, indem es alle Grundfunktionen übernimmt. Mit Frameworks musst Du nicht Tausende von Codezeilen von Grund auf neu schreiben. Dies erhöht die Produktivität, verbessert die Produktqualität und verkürzt die Entwicklungsphase. Für jeden Anwendungstyp kannst Du ein optimales Framework finden, das den Projektanforderungen entspricht und eine schnelle Softwareentwicklung ermöglicht.
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