Um Método para o Desenvolvimento de Software Baseado em Componentes e Aspectos

Transcrição

1 Roteiro Um Método para o Desenvolvimento de Software Baseado em Componentes e Aspectos Marcelo Medeiros Eler Universidade de São Paulo Av. do Trabalhador São-Carlense, 400 São Carlos, SP mareler@icmc.usp.br

2 Roteiro Roteiro 1 Introdução 2 Programação Orientada a Aspectos 3 Desenvolvimento de Software Baseado em Componentes 4 Desenvolvimento de Software Baseado em Componentes e Aspectos 5 Um método de Desenvolvimento Baseado em Componentes e Aspectos

3 Introdução Separação de Interesses Tirania da decomposição dominante Interesses transversais: espalhamento e entrelaçamento de código. Exemplos: logging, trace, persistência, distribuição, etc. Dificuldade de projetar, desenvolver, manter e evoluir os sistemas Surgimento da programação orientada a aspectos

4 Programação Orientada a Aspectos - POA Novo paradigma de programação. Promove a separação de interesses. Localiza os interesses do sistema em módulos chamados de aspectos. entendimento e esforço na manutenção.

5 Programação Orientada a Aspectos Figura: Exemplo de espalhamento e entrelaçamento de código - trace

6 Programação Orientada a Aspectos Figura: Trace com a POA

7 Programação Orientada a Aspectos Figura: Logging no Tomcat

8 Conceitos Básicos Pontos de junção Conjuntos de Ponto de Junção Adendos (before, after, around) Weaver

9 Programação Orientada a Aspectos

10 Programação Orientada a Aspectos

11 Pesquisas Linguagens (AspectJ, Cool, AspectS, HyperJ, FuseJ, JAsCo) Requisitos Projeto/Modelagem (Antonielly) Teste (Otávio Lemos, Reginaldo, Fabiano) Manutenção Frameworks OA (Valter Camargo) Componentes (Marcelo Eler)

12 Desenvolvimento de Software Baseado em Componentes Construir sistemas a partir de componentes existentes. Programação voltada para a composição de sistemas de software. Foco na identificação, qualificação, adaptação, integração e atualização de componentes de software reusáveis. Pressupõe que há muitos pontos em comuns em aplicações.

13 Objetivos Construir componentes independentes de contexto, reusáveis em vários domínios e com foco na gestão de mudanças. Diminuir o tempo de desenvolvimento das aplicações. Reduzir o potencial dos custos de desenvolvimento e manutenção. Permitir aos desenvolvedores maior competitividade no mercado.

14 Conceito de Componentes O conceito de componente não é um consenso na comunidade científica, pois cada pesquisador define de acordo com seu contexto de trabalho. Szyperski et al. (2002): uma unidade de composição claramente identificável, com interfaces contratualmente especificadas e com dependências de contexto expĺıcitas; uma unidade de instalação independente que está sujeita a composição com outros componentes; e uma unidade que não possui estado observável externamente.

15 Conceito de Componentes Elemento de Construção e Composição. Formados por classes e construções logicamente relacionadas. Implementam um certo interesse do sistema. Ocultam os detalhes de implementação. Serviços acessados pelas interfaces.

16 Objetivos Principais Reúso: deseja-se construir um componente para uma aplicação e reusá-lo em várias outras. Gerência de Mudanças: idealmente, para manter ou evoluir um sistema baseado em componentes, basta adicionar ou substitiuir os componentes.

17 Benefícios Tempo de desenvolvimento reduzido Confiabilidade Divisão de trabalho Adaptabilidade Heterogeneidade

18 Problemas Tirania da decomposição dominante. Espalhamento (inter-componente) e entrelaçamento (intra-componente) de código. Interfaces não são adequadas para expressar interesses transversais. Reúso, manutenção e adaptabilidade prejudicados.

19 Métodos de Desenvolvimento UML Components (Cheesman e Daniels) Catalysis (DSouza e Wills) Kobra (Atkinson) etc...

20 UML Components Baseado no Catalysis, RUP, UML, etc. Tem o objetivo de produzir uma arquitetura de componentes e suas especificações, de acordo com os requisitos de negócio do sistema. Um método prático e simples de utilizar.

21 Processo Figura: Processo do método UML Components

22 Processo - Especificação Figura: Etapa de Especificação do UML Components

23 Identificação dos Componentes Documento de Requisitos Diagrama de Casos de Uso + Descrição Textual Modelo Conceitual Modelo de Tipos Modelo de Tipos Básicos Casos de Uso Interfaces de Sistema e Operações das Interfaces Modelo de Tipos Básicos Interfaces de Negócio

24 Identificação dos Componentes Figura: Componentes Identificados

25 Interação dos Componentes Diagramas de Interação Assinatura das Operações das Interfaces Refinamento das responsabilidades das interfaces Quebra de dependência entre componentes Generalizar operações

26 Interação dos Componentes Figura: Detalhamento das Operações das Interfaces

27 Especificação dos Componentes Especificar os contratos de uso e os contratos de realização dos componentes e interfaces. Especificação detalhada das interfaces de negócio e de sistema. Modelo de informação. Especificação da dependência de interfaces de objetos componentes e as interfaces oferecidas.

28 Especificação dos Componentes Figura: Especificação das Interfaces

29 Arquitetura Figura: Arquitetura de Componentes

30 Componentes e Aspectos Tirania da decomposição dominante. Espalhamento (inter-componente) e entrelaçamento (intra-componente) de código. Desenvolvimento de componentes: dificuldade de se antecipar todos os requisitos não funcionais a que um componente vai estar sujeito. Necessidade de integrar esses requisitos não funcionais no sistema de componentes. Componentes pouco coesos e reusáveis.

31 Ilustração Figura: Interesses Espalhados e Entrelaçados no sistema de componentes

32 Integração entre componentes e aspectos Uso do poder da POA para modularizar os interesses transversais Integração entre AOSD e CBSD Componentes mais coesos, adaptáveis, com maior grau de reusabilidade Aspectos reusáveis e independentes de contexto

33 Desafios da Integração Aspectos: Operam em baixo nível (código); interferem no fluxo de controle local; acessam a estrutura interna dos objetos. Desafios: Encapsulamento dos componentes; previsibilidade das composições; certificação dos componentes.

34 Ilustração Figura: Aspecto quebra o encapsulamento dos componentes

35 Ilustração Figura: Previsibilidade e Certificação prejudicados

36 Abordagens Baseadas em Linguagens: Variações em termos de Expressividade dos Aspectos, Inconsciência e Transparência dos Componentes. Exemplos: JasCo, FuseJ, Open Modules, Compost, etc. Método de Desenvolvimento: AOCE - Aspect Oriented Component Engineering (John Grundy) Não leva em consideração as propriedades dos componentes na presença dos aspectos.

37 Abordagens Figura: Abordagens e suas propriedades

38 JAsCo Linguagem orientada aspectos, projetada especialmente para o CBSD. Sintaxe próxima à do Java. Baseada no AspectJ (expressividade) e Aspectual Components (independência). Pontos de junção abstratos determinados quando combinados com os módulos base.

39 Construções Aspect Beans Declarações regulares como em Java Hooks (pontos de junção abstratos). Connectors Instalam os aspectos nos componentes base, definindo onde e quando executar um determinado comportamento.

40 Aspect Bean Figura: AspectBean

41 Connector Figura: Connector

42 Modelo de Componentes JAsCO Figura: Modelo de Componentes JAsCo

43 Ferramentas Transformation Tool Compile Connector Remove Connector Compile Aspect Introspect

44 Características Aspectos independentes de contexto e entidades de primeira ordem. Uma linguagem de conectores é usada para aplicar os aspectos aos componentes Gerenciamento de conflitos entre os aspectos, com estratégias de combinação expĺıcitas e reusáveis. Inserção e remoção de aspectos dinamicamente A qualidade dos serviços dos componentes permanecem garantidas. Desvantagem do modelo: alto overhead devido à flexibilidade e a dinamicidade das inserções e retiradas dos aspectos no sistema.

45 Proposta Não pretendemos criar um método do início. Idéia: adaptar um método de desenvolvimento baseado em componentes para incluir aspectos. Implementar aplicações-exemplo com a componentes e aspectos, tendo como base o método UML Components (Cheesman e Daniels (2000)) Utilização da linguagem JAsCo (Suvée et al.,2003

46 Objetivos Promover a melhor separação de interesses nos softwares desenvolvidos com componentes, facilitando a manutenção, evolução e reúso dos componentes e aspectos. Tornar a implementação com base nos elementos da análise e modelagem do método direta e objetiva (abstrações da linguagem).

47 Estágio Atual - Requisitos Documento de Requisitos de um Sistema de Reserva de Hotel Modelo Conceitual Diagrama de Casos de Uso. Descrição Textual dos casos de uso.

48 Estágio Atual - Casos de Uso Figura: Casos de Uso Funcionais

49 Estágio Atual - Casos de Uso Figura: Casos de Uso Nâo-Funcionais - LOG

50 Estágio Atual - Casos de Uso Figura: Casos de Uso Nâo-Funcionais - Controle de Acesso

51 Estágio Atual - Candidatos a Aspectos Funcionais: Verificar Disponibilidade Identificar Reserva Gerar dados para faturamento Calcular Desconto. Não-Funcionais: Autenticar Usuário Controlar Acesso Registrar operações (log) Persistir Dados Criptografar Dados.

52 Estágio Atual - Interfaces de Sistema Funcionais

53 Estágio Atual - Interfaces de Sistema Não Funcionais

54 Estágio Atual - Modelo de Tipos Figura: Modelo de Tipo de Negócios

55 Estágio Atual - Modelo de Tipos Básicos Figura: Modelo de Tipos Básicos

56 Um Método para o Desenvolvimento de Software Figura: Baseado Arquitetura em ComponentesInicial e Aspectos Estágio Atual - Interfaces de Sistema + Interfaces de Negócio

57 Estágio Atual - Modelo de Tipos Básicos NFR Figura: Modelo de Tipos Básicos NFR

58 Estágio Atual - Interfaces de Sistema NFR + Interfaces de Negócio NFR Figura: Arquitetura Inicial NFR

59 Estágio Atual - Interfaces de Sistema NFR + Interfaces de Negócio NFR Próximos Passos (curto prazo): Interação dos Componentes + Aspectos Especificação dos Componentes + Aspectos Definir notação para cada etapa Formalizar diretrizes

60 Perguntas Dúvidas???