O SMartyParser como um Software as a Service

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1 O SMartyParser como um Software as a Service Otávio Augusto Siste 1, Edson A. Oliveira Junior 2 Resumo. A adocao da abordagem de linha de produto de software (LPS) permite as empresas diminuírem os custos no desenvolvimento e o tempo para um produto chegar ao mercado (time to market). O gerenciamento de variabilidade e uma das fases mais importantes de uma LP. Este artigo apresenta um parser para documentos XMI (XML Metada Interchange) para modelos UML de LP como software as a service (SaaS) para que o mesmo possa ser integrado a projetos de ambientes de avaliacao de LP baseados em UML. Palavras-chave: Linha de Produto de Software, Software as a Service, UML, Variabilidade, XMI. Abstract. Adopting the software product line (PL) approach allows companies to lower product costs and time to market. Variability management is one of the most important phases of PL. This paper presents a XMI parser for PL UML models as software as a service (SaaS), thus it can be integrated into PL evaluation environments based on UML. Keywords: Software as a Service, Software Product Line, UML, Variability, XMI. 1. Introdução A adocao da abordagem de linha de produto de software (LPS) permite as empresas diminuirem os custos no desenvolvimento e diminuir o tempo para um produto chegar ao mercado (time to market). Empresas como Boeing e Bosch Group tem relatos de casos de sucesso ao abordarem LP [9]. O gerenciamento de variabilidades e uma das atividades mais 1 Aluno do curso de especialização em Desenvolvimento de Sistemas para Web Universidade Estadual de Maringá (UEM) - Av. Colombo, 5790 Bloco C56 Maringá PR Brasil otaviosiste@gmail.com 2 Departamento de Informática Universidade Estadual de Maringá (UEM) - Av. Colombo, 5790 Bloco C56 Maringá PR Brasil - edson@din.uem.br

2 importantes no ciclo de vida de uma LP. Dentre as varias abordagens existentes de gerenciamento de variabilidades [3], SMarty (Stereotype-based Management of Variability) [10] baseia-se em um perfil UML (Unified Modeling Language) e um processo com atividades definidas para identificar, delimitar e representar variabilidades em modelos UML de uma LP. Em [12] foi definido um parser XMI para modelos UML baseado na abordagem SMarty e suas diretrizes para analise de linha de produto de software e variabilidade com o objetivo de facilitar a analise de variabilidade segundo a abordagem SMarty. O presente trabalho tem o objetivo de disponibilizar esse parser como Software as a Service para que o mesmo possa ser integrado a projetos de ambientes de avaliacao de LPS baseados em UML. Este artigo esta organizado da seguinte forma: na Secao 2 sao apresentados os conceitos essenciais sobre as principais tecnologias utilizadas para o desenvolvimento do SMartyParser-SaaS; na Secao 3 e apresentada a implementacao do sistema proposto; a Secao 4 apresenta um exemplo de aplicacao do SMartyParser-Saas; e a Secao 5 apresenta as conclusões e direcões para trabalhos futuros. 2. Revisão Bibliográfica 2.1 Software como Servico (Software as a Service - SaaS) Software como servico (Software as a Service - SaaS) e um modelo de distribuicao de software onde aplicacões ou servicos sao disponibilizados via Web. Para a Intel [1], SaaS pode ser definido como uma evolucao do Application Service Providers (ASP), com a diferenca de que os servicos disponibilizados por esse recurso tecnológico nao servem apenas a uma necessidade especifica de um único usuario, mas a de diversos clientes. Um dos principais benefícios desse modelo e a reducao dos investimentos em infraestrutura, ja que o servico e operacionalizado por meio de uma rede, sob o pagamento de uma taxa contínua de utilizacao. Para os usuarios, o SaaS vem se mostrando como uma alternativa mais atraente e econômica se comparada às operacões que privilegiavam a aquisicao de programas tradicionais, com todos os custos que esse tipo de iniciativa acarreta, incluindo a atualizacao de aplicativos, e consequentemente, de equipamentos [1].

3 O modelo de servico SaaS esta relacionado com outros modelos de computacao em nuvem, a plataforma como servico (PaaS) e a infraestrutura como servico (IaaS). A plataforma como servico e um modelo de servico que oferece um ambiente com sistema operacional, frameworks para desenvolvimento de aplicativos em nuvem, controle de transacões, servicos e tambem hospedagem para os aplicativos desenvolvidos. Ja o modelo infraestrutura como servico (Infrastructure as a Service IaaS) oferece controle sobre o processamento, armazenamento, redes e outros recursos basicos da computacao. Nesse modelo o usuario nao pode administrar ou controlar a infraestrutura do servidor, mas tem controle sobre o sistema operacional, armazenamento das informacões, controle de memória, aplicativos implantados e, em alguns casos, o controle do firewall do host e recursos da rede [11]. 2.2 Openshift Openshift e uma PaaS (Plataform as a Service) desenvolvido pela Red Hat. Existem tres modelos de consumo oferecido: OpenShift Origin, OpenShift Online e OpenShift Enterprise [7]. O Openshift Origin e o projeto open source da Red Hat que pode ser obtido no repositório github pelo endereco openshift.github.io. Openshift Online e a PaaS pública que oferece uma solucao de hospedagem, implantacao, criacao e desenvolvimento de aplicativos na nuvem. O OpenShift Enterprise utiliza a mesma plataforma PaaS de código aberto do OpenShift Online e o oferece para clientes uma implantacao em nuvem privativa ou interna [7]. Para configurar uma aplicacao no Openshift e necessario entender tres conceitos definido pela RedHat: Gear, Cartridge e Application. Uma Gear pode ser definido como um conjunto de memória, CPU e storage. O Openshift Online oferece 3 gears gratis para cada usuario, cada um contendo 512 MB de RAM e 1 GB de storage cada. Cartridge e uma tecnologia que pode ser: framework, linguagem, solucao de storage, etc. A Tabela 1 apresenta os Cartridges disponíveis pela RedHat. Um Application e definido como um ou mais Cartridges instanciados em cima de uma Gear [7].

4 Tabela 1: Cartridges disponíveis pela RedHat [7]. Tecnologia Versão JBoss EAP 6.1 JBoss AS 7.1 Tomcat (JBossEWS) 6 e 7 PHP 5.3 e 5.4 Zend 5.6 Python 2.6, 2.7 e 3.3 Ruby 1.8, 1.9 e 2.0 Node.js 0.6 Perl 5.10 MongoDB 2.2 MySQL 5.1 PostgreSQL 8.4 e 9.2 Jenkins 1.4 SwitchYard 0.8 Cron Linha de Produto de Software e Variabilidade A abordagem de linha de produto de software (LP) tem como objetivo principal promover a geracao de produtos específicos com base na reutilizacao de uma infraestrutura central. Dentre os benefícios conseguidos com a abordagem de LP pode-se citar: melhor compreensao do domínio em questao, maior reutilizacao de artefatos e diminuicao do tempo para produtos chegarem ao mercado, o chamado time-to-market [10]. Uma LP e um conjunto de sistemas de software que compartilham funcionalidades em comum e gerenciaveis que satisfazem as necessidades específicas de um determinado segmento do mercado [2]. Esse conjunto de sistemas tambem e chamado de família de produtos e seus membros sao desenvolvidos especificamente a partir de uma infraestrutura comum de LPS, o núcleo de artefatos.

5 Segundo Weiss e Lai [4] e Chen et al. [3], variabilidade e a maneira com que os membros de uma família de produtos se distinguem entre si. Variabilidade pode estar ligada entre diferentes níveis de abstracao, como na descricao da arquitetura, na documentacao do projeto, no código fonte, no código compilado e no código executavel. As variabilidades possibilitam que muitas decisões de projeto sejam adiadas, assim, quanto mais tarde forem tomadas, maior e o número de variabilidades de uma LP. Decisões tomadas precocemente afunilam o domínio ao qual o sistema pode ser aplicado, prejudicando a reutilizacao. Para exemplificar o conceito de variabilidade em LPS iremos utilizar a LP AGM [9]. AGM e uma LP pedagógica para jogos criada pelo Software Engineering Institute (SEI) para apoiar o aprendizado e a experimentacao de conceitos LP. AGM e dividida em varios artefatos fundamentais que sao: o modelo de características, o modelo de casos de uso, o modelo de classes e a arquitetura lógica de componentes [10]. A Figura 1 apresenta o diagrama de caso de uso da LP AGM onde um ponto de variacao e identificado em Play Selected Game. As tres opcões de jogos estao marcadas com o estereótipo <<alternative_or>> ja que o arquiteto da abordagem pode escolher mais de um jogo. O caso de uso Check Previous Best Score depende do Save Score cuja associacao esta marcada com o estereótipo <<requires>>. 2.4 SMartyParser para Processamento de Arquivos XMI com Variabilidade O SMartyParser, cuja construcao foi baseada no framework Open Core [13], possui um núcleo de artefatos para processar arquivos XMI e extrair elementos de modelos UML. O formato XMI e um padrao baseado em XML (Extensible Markup Language) criado pela OMG (Object Management Group) para facilitar o intercâmbio de metadados entre diferentes sistemas. Este formato tem sido cada vez mais utilizado pela sua capacidade de representar os elementos UML, incluindo diagramas, classes, interfaces, relacionamentos, heranca e ate mesmo informacões peculiares como cores, fontes, formatos, posicionamento, ordem e outros atributos [12, 15].

6 Figura 1: Diagrama de casos de uso da LP AGM [9]. O processamento do arquivo XMI e controlado por dois outros arquivos baseados em XML, o Metamodel Definition File (MDF) e o XMI Transformation File (XTF) [13]. O MDF define o metamodelo dos elementos conhecidos da UML, cada elemento tem seus atributos, relacionamentos, tipo, meta-classe, etc., porem nao e necessario que contenha toda a especificacao UML, mas somente o que for relevante para cada caso. Para cada MDF pode haver varios XTF, um para cada versao do XMI ou particularidade de determinada ferramenta [13].

7 Figura 2: Diagrama de classe SmartyParser [12]. Na Figura 2 e apresentado o diagrama de classes do SMartyParser e sua principal classe ProductLineModelParser. A classe MetaModel representa o arquivo MDF e MetaModelElement representa cada elemento do metamodelo. A classe Model representa o elemento base do XMI onde estao todos os elementos da modelagem representados pela classe ModelElement. A classe XMITransformations representa o arquivo XTF, XMITransformation corresponde a cada elemento de transformacao. A classe ProductLineModelParser implementa as interfaces IProductLineUMLModelParser e IProductLineVariabilityParser. A Tabela 2 e 3 contem os principais destas interfaces.

8 Tabela 2: Principais metodos definido na interface IProductLineUMLModelParser Método getalldiagrams Definição Obtem todos os diagramas presentes na modelagem. getstructurediagrams getbehaviourdiagrams getinteractiondiagrams getelementsbydiagram getelementsbydiagrambytype getelementbyid getelementsbytype Obtem todos os diagramas estruturais (classe, componente e etc). Obtem todos os diagramas de comportamento (atividade, casos de uso e etc). Obtem todos os diagramas de interacao (sequencia, comunicacao e etc). Dado um diagrama, obtem todos os seus elementos. Dado um diagrama, obtem todos os seus elementos, considerando um tipo específico Obtem um elemento específico, cujo ID (xmi.id) e passado como referencia. Obtem todos os elementos de um determinado tipo (classe, componente, interface, caso de uso e etc). Tabela 3: Principais metodos definido na interface IProductLineVariabilityParser Método getallvariabilities getallvariationpoints getallvariables getoptionalvariants Definição Obtem todas as variabilidades. Obtem todos os pontos de variacao. Obtem todos os elementos variaveis (componentes e particões de atividades). Obtem todas as variantes opcionais (<<optional>>) getmandatoryvariants Obt em todas as variantes obrigat órias (<<mandatory>>). getinclusivevariants Obt em todas as variantes inclusivas (<<alternative_or>>). getvariabilitybyname getvariantsofavariability Obtem uma variabilidade baseada em seu nome (atributo name de <<variability>>). Obtem todas as variantes de uma variabilidade. getvariationpointofavariant Obtem o ponto de variacao de uma variante.

9 getchildrenvariabilities Obtem todas as variabilidades filhas de uma determinada variabilidade. getvariantrequiredelements Obtem todas as variantes que possuem dependencia entre si (<<required>>). getvariantmutexelements Obtem todas as variantes que sao mutuamente exclusivas (<<mutex>>). 2.6 Arquitetura REST A arquitetura REST e um padrao arquitetural que vem ganhando grande aceitacao como alternativa para desenvolver Web Services, pois ela e considerada mais simples do que tecnologias como SOAP e Web Service Description Language (WSDL). Uma evidencia desta aceitacao e a adocao do REST por grandes provedores de software como Yahoo, Google e Facebook, que substituíram arquiteturas de interface SOAP e WSDL para utilizacao do REST [5]. O Web Service RESTF foi projetado para ser altamente escalavel, sendo assim sua arquitetura e Stateless, ou seja, nao mantem o estado atual do cliente. Por outro lado, o servidor RESTFul e responsavel por gerar respostas e prover interfaces que possibilita o próprio cliente manter o estado da aplicacao. 2.7 Projeto RESTEasy RESTEasy e um projeto da JBoss que prove varios frameworks que auxiliam no desenvolvimento de Web Service utilizando arquitetura REST [6]. Este projeto implementa a especificacao JAX-RS no qual define um conjunto de API para o desenvolvimento de Web service seguindo a arquitetura REST. Uma das principais características do RESTEasy sao: Implementa integralmente a especificacao JAX-RS Roda no servidor web Tomcat ou em qualquer servidor de aplicacao desde que o mesmo utilize JDK 6 (Java development kit) ou superior. Integra com tecnologias EJB, Seam, Guice, Spring e Junit

10 3. SMartyParser-SaaS: o SMartyParser como um SaaS Esta secao apresenta o SMartyParser-SaaS que tem o objetivo de disponibilizar um parser para processar arquivos XMI e retornar elementos de modelos UML com variabilidade como um SaaS. Para desenvolver o projeto foi utilizada a PaaS Openshift Online, que dispõe de toda a infraestrutura necessaria para o desenvolvimento, como servidor de aplicacao, versionamento de código-fonte, solucao storage e tres gears gratuitas, o que e suficiente para manter o sistema proposto em execucao. Os cartridges utilizados para o desenvolvimento foram JBoss AS 7.1 para servidor de aplicacao e MySQL 5.1 para solucao storage. Para implementar o Web service foi utilizada a arquitetura REST, pois e mais simples que outras arquiteturas de mercado com SOAP e WSDL, e possui recursos suficiente para atender o objetivo deste trabalho. Para implementar tal arquitetura foi utilizado o framework RESTEasy da JBoss. A Tabela 2 apresenta os web services desenvolvidos cujo retorno e resultado do processamento de arquivos XMI com variabilidades representadas para cada operacao existente no SMartyParser-SaaS. Tabela 2: Web services do SMartyParser-SaaS. Web service Descrição Obtem todos os diagramas presentes na modelagem. Obtem todos os diagramas estruturais (classe, componente e etc). Obtem todos os diagramas de comportamento Obtem todos os diagramas de interacao (sequencia, comunicacao e etc). {diagram} Obtem todos os elementos de um determinado tipo (classe, componente, interface, caso de uso e etc).

11 Obtem todos os pontos de variacao. Obtem todas as variantes opcionais (<<optional>>) Obtem todas as variantes inclusivas (<<alternative_or>>). Obtem todas as variantes exclusivas (<<alternative_xor>>). Obtem todas as variabilidades. 4. Exemplo de Aplicação do SMartyParser-Saas Nesta secao e apresentado um exemplo de aplicacao do SMartyParser-SaaS aplicado à LP AGM. Para exemplificar a integracao do projeto SMartyParser-SaaS com outros ambientes, foi utilizado o curl que e uma ferramenta de linha de comando para transferir dados com sintaxe URL [14]. A Tabela 3 apresenta a utilizacao do curl para obter elementos da LP AGM por meio do SMartyParser-SaaS. Tabela 3: Utilizando curl para Obter Elementos da LP AGM por meio do SMartyParser-SaaS. curl Retorno do web service $curl Figura 3 $curl Figura 4

12 Figura 3: Retorno do web service alldiagrams do SmartyParser-SaaS Figura 4: Retorno do web service bahaviordiagrams do SmartyParser-SaaS 6. Conclusões e Trabalhos Futuros Este artigo apresentou o SmartyParser-SaaS que e um sistema que disponibiliza servicos web cujo objetivo e retornar informacões de modelos UML, como elementos comportamentais, estruturais, pontos de variabilidade, pontos de interacao entre outros. Para desenvolver o sistema proposto foi utilizado o PaaS Openshift pois esta contem toda infraestrutura necessaria para expor o sistema como SaaS. Para expor os servicos foi utilizada a arquitetura REST, pois ela e mais simples que outras tecnologias de mercado como SOAP e Web Service Description Language (WSDL). Para exemplificar a utilizacao do SmartyParser-SaaS foi utilizado a LP AGM que e uma LP pedagógica para jogos criada pelo Software Engineering Institute (SEI) para apoiar o aprendizado e a experimentacao de conceitos de LP. A AGM nao e uma LP comercial e tem sido usada para ilustrar os conceitos de varias abordagens distintas de LP. O trabalho atual limita-se a expor servicos que retornam informacões da LP AGM. Como trabalho futuro indica-se a implementacao de uma interface visual para que usuarios do SMartyParser-Saas possam inserir outros modelos UML por meio de arquivo XMI e com isso obter informacões desses modelos por meio dos servicos do SMartyParser- SaaS. Referências Bibliográficas [1] INTEL. Cloud Computing. Next Generation Center, Disponível em:< Acesso em: 10/10/2013, 19h26. [2] LINDEN, F. J. D.; SCHMID, K.; ROMMES, E. Software Product Lines in Action: The Best Industrial Practice in Product Line Engineering. Secaucus, NJ, USA, Springer-Verlag New York, Inc., 2007.

13 [3] CHEN, L.; Babar, M. A.; ALI, N. Variability Management in Software Product Lines: a Systematic Review. In Proceedings of the Software Product Line Conference, Pittsburg, PA, USA: Carnegie Mellon University, 2009, p [4] WEISS, D. M.; LAI, C. T. R. Software Product-Line Engineering: a Family-Based Software Development Process. Boston, MA, USA. Addison-Wesley Longman Publishing CO., INC., [5] RODRIGUEZ, Alex. RESTful Web services: The basics. Disponível em: < (Acessado em 20/10/2013). [6] JBOSS INC. RESTEasy. Disponível em: < Acesso em: 24 de outubro [7] OPENSHIFT. Technology Cartridges. Disponível em: < Acesso em: 24 de outubro [8] BASS, L.; CLEMENTS, P.; KAZMAN, R.. Software architecture in practice. 2. ed. Boston: Addison-Wesley, p. [9] SEI A Framework for Software Product Line Practice. 2010b. Disponível em (Acessado em 24/10/2013). [10] OLIVEIRA JUNIOR, E. A. ; GIMENES, Itana Maria de Souza ; MALDONADO, Jose Carlos ; MASIERO, P. C. ; BARROCA, Leonor. Systematic Evaluation of Software Product Line Architectures. Journal of Universal Computer Science (Print), v. 19, p , [11] OLIVEIRA JUNIOR, E. A. ; BONINI, R. P.. Desenvolvimento de Sistemas para a Nuvem: como identificar as principais tecnologias de apoio ao ciclo de vida de software. Engenharia de Software Magazine, v. 57, p , [12] LANCELOTI, L. A. ; GIMENES, Itana Maria de Souza ; OLIVEIRA JUNIOR, E. A.. Um Parser XMI para Modelos UML de Linha de Produto de Software: Como processar arquivos XMI contendo variabilidades de uma linha de produto de software. Engenharia de Software Magazine, v. 52, p , [13] SDMETRICS The Software Design Metrics tool for the UML Disponível em (Acessado em 23/10/2013). [14] CURL curl groks URLs. Disponível em: < Acesso em: 31 de outubro 2013 [15] LANCELOTI, L. A. ; MALDONADO, Jose Carlos ; GIMENES, Itana Maria de Souza ; OLIVEIRA JUNIOR, E. A.. SMartyParser: an XMI Parser for UML-based Software Product Line Variability Models. In: International Workshop on Variability Modelling of Software-

14 intensive Systems, 2013, Pisa. Proceedings of the 7th International Workshop on Variability Modelling of Software-intensive Systems. New York: ACM, v. 1. p