werkbaum/backend

Editor Backend – Grundgerippe

CRUD mit Spring Boot 4, Kotlin und API First (OpenAPI 3, YAML) für die Ressource Document (GET, POST, PUT, DELETE), dazu Historie, Wiederherstellung und das Einreichen von Zeilen-Diffs fürs Live-Editing (PATCH …/content) – bewusst noch ohne Autorisierung, aber mit vorbereiteten Erweiterungspunkten dafür und für clientseitige Verschlüsselung.

Voraussetzungen

• JDK 21
• Gradle 9 (einmalig gradle wrapper --gradle-version 9.1 ausführen, danach ./gradlew)

Wichtige Kommandos

Kommando	Zweck
./gradlew openApiGenerate	Generiert API-Interfaces + Modelle aus src/main/resources/openapi/api.yaml
./gradlew build	Generierung, Kompilierung, alle Tests, Coverage-Prüfung
./gradlew test	Unit- und Behavior-Tests (Cucumber)
./gradlew jacocoTestReport	Coverage-Report unter build/reports/jacoco/test/html
./gradlew bootRun	Startet das Backend auf Port 8080

API First – Ablauf

1. Vertrag ändern: src/main/resources/openapi/api.yaml
2. ./gradlew openApiGenerate → erzeugt DocumentsApi (Interface) und Modelle nach build/generated/openapi (Pakete de.werkbaum.generated.*)
3. DocumentsController implementiert das Interface mit skipDefaultInterface=true: Weicht die Implementierung vom Vertrag ab, bricht der Build – Spezifikation und Code können nicht auseinanderlaufen.

Generierter Code wird nicht eingecheckt und zählt nicht zur Code Coverage.

Teststrategie

• Behavior-Tests (Cucumber, src/test/resources/features/) testen die API von außen gegen die laufende Anwendung (RANDOM_PORT): Statuscodes, Payloads, Fehlerpfade. Die Szenarien sind auf Deutsch (# language: de) und dienen als lebende Dokumentation.
• Unit-Tests (JUnit 5 + MockK) decken die Geschäftslogik isoliert ab: DocumentService (Versionierung, Zeitstempel per festem Clock, Meilenstein-Regeln), LiveEditingService (Rebasen, Konflikt, Idempotenz, Grenzen) und LineDiff (Anwenden, Berechnen, Überschneidung, Prüfsumme).
• Gegenprobe statt Zählerei: Zu jeder Regel wird geprüft, dass ihre Mutation genau die nach ihr benannten Zusicherungen fallen lässt. Ein Test, von dem man das nicht geprüft hat, ist nur eine Behauptung.
• Coverage: JaCoCo, Verifikation mit mind. 80 % Line Coverage (jacocoTestCoverageVerification, hängt an check).

Architektur

api/         DocumentsController (implementiert generiertes Interface),
             GlobalExceptionHandler (RFC 9457 ProblemDetail), Diff-Mapper
service/     DocumentService (Geschäftslogik, Versionierung),
             LiveEditingService (Diffs einreichen), PatchLog, Clock-Bean
diff/        Zeilen-Diff: anwenden, berechnen, rebasen, Prüfsumme (Spring-frei)
repository/  DocumentRepository + DocumentHistoryRepository (Interfaces)
persistence/ JPA-Entities, Spring-Data-Repositories und Adapter (H2/Liquibase)
domain/      Document, ContentPatch (interne Modelle, getrennt vom API-Modell)

Das interne Domänenmodell ist bewusst vom generierten API-Modell getrennt – so können API-Vertrag und Persistenz unabhängig voneinander weiterentwickelt werden.

Historie & Wiederherstellung

• Jede Änderung wird als Snapshot in einer vom Dokument getrennten Historie protokolliert – sie überlebt ein DELETE.
• Zwei Ebenen (D76): Meilensteine sind die nutzersichtbare Historie und bleiben; Sync-Versionen tragen die Diffs des Live-Editings, sind kurzlebig und werden verdichtet. Ohne die Trennung würde die Historie beim getakteten Schreiben zum Transaktionslog – hunderte Volltext-Snapshots eines 40-kB-Dokuments je Sitzung.
  • Meilenstein wird ein Stand bei einer strukturellen Änderung (Anlegen, Löschen, Wiederherstellen, Rückfall), beim Vollersatz per PUT und nach einer Schreibpause. Letzteres ohne Zeitgeber: Die nächste Änderung stellt fest, dass eine Pause war, und befördert die Version davor nachträglich. Auf Knopfdruck setzt PATCH /content denselben Schalter (milestone: true).
  • Stellschrauben: werkbaum.live-editing.milestone-pause (30 s) und sync-retention (1 h).
• GET /api/v1/documents/{uuid}/history liefert die Meilensteine (älteste zuerst) und immer den jüngsten Stand; Identifier ist die UUID, wie bei GET (der Titel ist nicht eindeutig).
• POST /api/v1/documents/{uuid}/restore stellt ein gelöschtes Dokument unter derselben UUID wieder her (RESTORED, letzter Stand aus dem Tombstone). Mit optionalem Body {"version": n} wird eine bestimmte Version übernommen – bei einem noch lebenden Dokument ist das ein Rückfall (ROLLED_BACK), kein Wiederherstellen: Der Client hatte nie eine Sperre. Ohne Zielversion antwortet der Server bei existierendem Dokument mit 409, eine bereits verdichtete Zielversion mit 404.

Live-Editing: Änderungen als Zeilen-Diff

PATCH /api/v1/documents/{uuid}/content nimmt eine Änderung als Diff gegen eine Basisversion entgegen — Zeilen sind opake Strings, das Backend parst die Notation nicht (D14).

{ "baseVersion": 41, "checksum": "sha256:9f2b…",
  "clientId": "c-8a41…", "seq": 17,
  "ops": [ { "op": "replace", "index": 12, "count": 1,
             "lines": ["  - [~] Backend (L) @ben"] } ] }

• Der Server rebased selbst. Ist die Basis veraltet, überschneiden sich die Operationen aber nicht mit den zwischenzeitlichen, verschiebt er sie und antwortet mit 200; die fremden Operationen stehen in opsSinceBase, damit der Client seine Schattenkopie nachzieht. Reines Ablehnen führte zu Starvation — ein Client mit hoher Latenz käme bei fleißigen Mitschreibern womöglich nie durch.
• 409 nur bei echter Überschneidung, mit currentVersion und dem Diff von der eingereichten Basis dorthin — der Client entscheidet, ohne neu zu laden. Eine Einfügung ist dabei ein Punkt zwischen den Zeilen: an den Rändern eines fremden Blocks kein Konflikt, in seinem Inneren schon.
• checksum ist Pflicht. Die Versionsnummer bestätigt nur, dass die Basis dieselbe Version ist, nicht dass beide Seiten sie gleich lesen. Passt sie nicht: 422, Client lädt einmal neu. Ebenso bei Index außerhalb, bereits verdichteter Basis und veralteter seq.
• clientId + seq machen den Aufruf wiederholbar. Geht die Antwort unterwegs verloren, liefert eine Wiederholung das Ergebnis von damals, statt die Änderung ein zweites Mal anzuwenden.
• 400 bei Grenzüberschreitung (max-ops, max-content-length) und bei delete/replace ohne count — als 0 gelesen täte die Operation stillschweigend nichts.
• Ohne milestone: true entsteht eine Sync-Version (siehe Historie oben); der Knopfdruck setzt das Feld.

Die Änderung eines Dokuments läuft strikt sequenziell (Sperre je UUID, außerhalb der Transaktion — innen gäbe der Proxy sie vor dem Commit frei).

Live-Editing: der Änderungsfeed

GET /api/v1/documents/{uuid}/changes?since={version}&wait={sekunden} liefert alles, was seit since geschehen ist. Gibt es nichts, hält der Server die Anfrage offen und antwortet sofort, sobald eine Änderung eintrifft; sonst 204, und der Client fragt erneut. Kosten im Leerlauf: eine offene Anfrage je Beobachter, rund 2,4 Requests pro Minute.

• Der Feed arbeitet auf der Historie, nicht am Dokument. Ein gelöschtes Dokument muss sein DELETED noch zustellen können — 404 gibt es deshalb nur bei gänzlich unbekannter UUID.
• Ist since verdichtet (oder 0, also Erstkontakt), kommt statt ops der Volltext; fromVersion fehlt dann. Ein Roundtrip und ein Sonderzustand weniger als ein eigener Fehlerpfad — und über hunderte Versionen hinweg wäre der Cursor ohnehin nicht zu retten.
• Ereignisse: CREATED, UPDATED, DELETED, RESTORED, ROLLED_BACK, je mit clientId und displayName des Absenders. (RENAMED kommt mit PATCH /title; solange es das nicht gibt, wäre der Typ eine Zusage ohne Deckung.)
• Cache-Control: no-store ist Pflicht: Ein Proxy dürfte sonst eine 204 zwischenspeichern, und der Feed stünde still.
• wait wird serverseitig geklemmt (werkbaum.live-editing.max-wait, 25 s).

Umgesetzt blockierend auf virtuellen Threads (spring.threads.virtual), nicht mit DeferredResult: So behält der Endpunkt die aus der Spezifikation generierte Signatur, und ein Wartender kostet trotzdem fast nichts. Geweckt wird nach dem Commit — davor läse ein Beobachter einen Stand, der noch nicht steht. Voraussetzung ist eine Einzelinstanz; hinter einem Load Balancer erführe ein Beobachter auf der zweiten Instanz nichts. Begründung: D76-Nachtrag 5.

Master-Passwort für die Dokumentenliste

GET /api/v1/documents listet alle Dokumente und machte damit jede UUID auffindbar — das Zugriffsmodell „unerratbarer Link" wäre hinfällig. Dieser eine Endpunkt verlangt deshalb HTTP Basic mit dem Benutzer werkbaum:

export WERKBAUM_MASTER_PASSWORD_HASH="{bcrypt}$(htpasswd -bnBC 12 "" geheim | tr -d ':\n')"

• Ohne gesetzten Hash ist die Liste gesperrt (401), nicht offen. Ein vergessener Konfigurationsschritt darf nichts preisgeben; beim Start warnt das Log.
• Der Hash trägt sein Verfahren als Präfix ({bcrypt}…) — so steht in der Konfiguration, womit gehasht wurde.
• Nach max-attempts Fehlversuchen (5) ist der Endpunkt für lockout (15 min) gesperrt: 429 mit Retry-After. Die Sperre ist global, nicht je Adresse — es gibt genau ein Passwort, und hinter einem Reverse Proxy sähe der Server ohnehin für alle dieselbe Adresse. Der Preis: Wer falsch rät, sperrt die Liste für alle; die Dokumente selbst bleiben über ihre UUID erreichbar.
• Die API ist zustandslos: keine Sitzung, kein CSRF-Token (der schützte hier nichts und bräche jeden Client).

Vorbereitete Erweiterungen

Autorisierung

• Geschützt ist bisher genau ein Endpunkt, siehe unten. Alles andere ist über die unerratbare UUID erreichbar — das ist das Zugriffsmodell, nicht eine Lücke.
• bearerAuth (JWT) ist in der OpenAPI-Spec als Security Scheme definiert, aber noch auf keine Operation angewendet. Später kommt echte Authentifizierung als Schicht davor; am Protokoll ändert sich dadurch nichts.

Live-Editing (Konzept: docs/live-editing-proposal.md, Entscheidung: D76)

• Offen: Umbenennen per PATCH /title (und damit das Ereignis RENAMED) sowie die Client-Anpassung im Frontend.
• DocumentUpdateRequest.expectedVersion ist im Vertrag vorgesehen, wird aber noch nicht ausgewertet.

Clientseitige Verschlüsselung

• content ist ein opaker String, den der Server nie interpretiert. Der Wechsel auf Ciphertext erfordert keine API-Änderung; ggf. kommen später Metadaten-Felder (z. B. Schlüssel-ID, Nonce) als eigene Properties hinzu.

Persistenz

• H2 im File-Modus (./data/editor.mv.db) mit MODE=PostgreSQL – läuft im Server-Prozess, keine Datenbank-Installation nötig. Dokumente und Historie überleben einen Neustart.
• Schema per Liquibase im formatierten SQL-Format (src/main/resources/db/changelog/db.changelog-master.sql, kein XML). Neue Änderungen werden als weitere --changeset-Blöcke angehängt; Hibernate validiert nur (ddl-auto: validate).
• Umstieg auf echtes PostgreSQL: im Wesentlichen JDBC-URL/Credentials in der application.yaml tauschen und den Postgres-Treiber als Dependency ergänzen – Schema-Migrationen und Code bleiben unverändert.
• Tests laufen gegen H2 in-memory (src/test/resources/application.yaml), mit demselben Liquibase-Schema.
• Service-Methoden sind @Transactional: Dokument-Änderung und Historieneintrag werden atomar geschrieben.

Betrieb auf der stabilen Instanz

scripts/deploy-backend.sh (im Repo-Wurzelordner) baut das Fat-Jar, legt es samt systemd-User-Unit ins Home des Servers und startet den Dienst neu; scripts/install-jdk.sh bringt einmalig ein JDK 21 dorthin. Der Dienst lauscht nur auf 127.0.0.1 — von außen kommt man über die Proxy-Regel in scripts/prod.htaccess, die der Frontend-Deploy mitspiegelt.

• Speicher: -Xmx192m -Xms48m plus Freiraum-Verhältnisse; gemessen rund 174 MB RSS gegen 291 MB ohne Angaben. Nach einem GC leben ~45 MB. Zu wenig Luft? BACKEND_XMX in .env.
• Master-Passwort: <BACKEND_DIR>/env auf dem Server, Modus 600. Ohne Hash bleibt GET /documents gesperrt.
• Datenbank: H2 im Dateimodus unter <BACKEND_DIR>/data/. Ein Deploy fasst das Verzeichnis nicht an (kein --delete). Umstieg auf das dort laufende PostgreSQL: JDBC-URL in der application.yaml tauschen und den Treiber ergänzen — Schema und Code bleiben.
• Nachsehen: systemctl --user status werkbaum-backend, tail -f <BACKEND_DIR>/backend.log.

Begründungen: docs/DECISIONS.md D77 (und D76-Nachträge 1–3 zur Vermessung der Zielumgebung).

Hinweise

• Versionsnummern in build.gradle.kts (Spring Boot, OpenAPI Generator, Cucumber, MockK) beim ersten Build ggf. auf den aktuellen Patch-Stand heben.