Komponentenbasierte Software-Entwicklung Ein erster Überblick

Komponentenbasierte Software-Entwicklung Ein erster Überblick Praxisseminar SS 02 Klaus-Peter Löhr Karsten Otto

Entwicklungsaufwand verringern! Qualität verbessern! Qualifizierung Automatisierung Wiederverwendung ....... der Entwickler Entwürfe Spezifikationen Code ..... Module/Klassen Rahmenwerke„Komponenten“ aus Bibliotheken

„Komponentenbasierte Entwicklung“(Neu- oder Weiterentwicklung) System wird durch Anpassung und Zusammenbau bereits vorhandener Softwarekomponenten konstruiert. Aufwand: - Auffinden geeigneter Komponenten - Anpassung (z.B. Parametrisierung) - Entwicklung fehlender Komponenten - Zusammenbau

Idealerweise: schnelles Zusammenstöpseln statt aufwendigen Programmierens ! Beliebtes Beispiel: Datenfluß-Architekturen wie etwa die Pipeline in der Unix Shell: trans | grep $1 | sort System aus 3 Komponenten Allgemeine Situation in abstrakter Sicht:

System neue Komponenten Kitt (glue)

„Komponente“ ? Exemplar eines (evtl. parametrisierten) Komponententyps (component instance vs. component/component type) „Kitt“ ? Vereinbarung der Architektur des Systems, d.h. - Angabe der Komponenten und ihrer Typen - Festlegung der Interaktion zwischen ihnen (graphisch oft durch Konnektoren dargestellt) mittels geeigneter formaler Sprache (Programmiersprache, Skriptsprache, Koordinationssprache, Architekturbeschreibungssprache, graphische Sprache, .....)

abstrakt – grün = Datenflußstil konkrete Architektur – Konnektor = Kanal Code Konnektor trans | grep $1 | sort

Fundamentale Konstruktionsprinzipien Kapselung, Autarkie, Rekursivität Kapselung: Funktionalität einer Komponente ist durch Schnittstelle, Spezifikation und Parameter des Komponententyps erschöpfend beschrieben Autarkie: Eine Komponente ist für die Erbringung ihrer Funktio- nalität (möglichst) nicht auf die Mitwirkung anderer Komponenten angewiesen Rekursivität:

Rekursivität: System ist selbst wiederum als gekapselter Komponententyp bei der Komposition eines größeren Systems verwendbar u„Subsystem“ = komponierte Komponente ukeinkonzeptioneller Unterschied zwischen „Programmieren im Kleinen“, „... im Großen“ u„Architekturstil“ = „Programmierparadigma“

Standards für Komponenten  erleichtern Komposition (kein „architectural mismatch“)  ermöglichen Komponenten-Industrie (COTS – „components off the shelf“)  sind von hoher Komplexität  können schnell obsolet werden  . . . und es gibt nicht den einen Standard

Typische Eigenschaften standardisierter Komponentenmodelle:  vom Anwender einstellbare Parameter,properties, attributes, ... erlauben gewisse Modifikationen des Verhaltens  objektorientierte Schnittstellen erlauben Aufrufe von Operationen, die gewisse Dienste erbringen (supplied interfaces)  zur Funktionalität kann der Aufruf anderer Komponenten mit geforderten Schnittstellen gehören (required interfaces)  ereignisbasierte Interaktion zusätzlich zur aufrufbasierten Interaktion  Ausführungsumgebung mit bestimmter Funktionalität erforderlich (container)  Verteilung mit Fernaufrufen und Fernsignalisierung  Packaging und Deployment

Beispiel JavaBeans  „kleine“ Java-Objekte gemäß bestimmten Konventionen  hauptsächlich GUI-Elemente für die Konstruktion graphischer Benutzerschnittstellen: Properties bestimmen Aussehen der Elemente, Ereignis (Taste/Maus) bei einem Element löst Ereignisbehandlung aus – Aufruf eines Listeners  mit Unterstützung durch entsprechende Entwicklungssysteme (VisualAge, JBuilder, NetBeans, ...)

Beispiel COM/DCOM (Microsoft) Windows-Objekte: sprachunabhängiger, binärer „Standard“ für Objektschnittstellen COM – Component Object Model: sprachunabhängige Klassen als Binärcode in DLL- oder EXE-Dateien; lokale Fernaufrufe; Basis für OLE – Object Linking and Embedding DCOM – Distributed COM: Objekterzeugung und –benutzung auch stationsübergreifend: echte Fernaufrufe

Windows-Objekte Binäre Konventionen für Objekte mit einer oder mehreren Schnittstellen:  Jedes Objekt ist über ein ausgezeichnetes Schnittstellenobjekt (!) mit Schnittstelle IUnknown erreichbar.  Objekt ist möglicherweise über weitere Schnittstellenobjekte erreichbar; deren Schnittstellen sind Erweiterungen von IUnknown.

Binäre Repräsentation eines Schnittstellenobjekts (Beispiel IPersist): QueryInterface AddRef Release GetClassID Schnittstelle IUnknown Daten „vtable“ ! Einzuhalten von OO-Übersetzer (und C-Programmierer!) IUnknown Darstellung eines Objekts mit Schnittstellen: IPersist . . . .

COM - Component Object Model Klasse = Binärcode für Objekterzeugung, identifiziert durch CLSID Zuordnung zwischen CLSID und Code-Datei(en) - DLL oder EXE - ist im Windows Registry vermerkt. Datei kann Code für mehrere Klassen enthalten. Class Object / Class Factory = Fabrikobjekt, das erzeugt werden muß, bevor mit seiner Hilfe Objekte der zugehörigen Klasse erzeugt werden können

DCOM - Distributed COM = COM + echte Fernaufrufe + Sicherheit + Threading ( NT Servers) Fernaufrufe: - benutzen DCE RPC, - at-most-once-Fehlersemantik, - OrphanDetection Fernerzeugung einer Objektfabrik ist möglich, wenn im lokalen Registry unterclsidein entsprechender Eintrag steht, mit Daten RemoteServerName = Stationsname oder –adresse ActivateAtStorage = "Y" oder"N" (für Aktivierung persistenter Objekte)  Codes von Klassen und Klienten sind ortstransparent!

Beispiel Microsoft .NET .NET Framework =  CLR – Common Language Runtime ist objektorientierte virtuelle Maschine für Ausführung von „managed code“  Reichhaltige Klassenbibliotheken für die CLR  C# als „typische“ Sprache für die CLR  Neugestaltete Web-Unterstützung: ASP.NET, Web Services, ...

„ .NET Components“ ? Übersetzer erzeugen nicht nur Code, sondern auch beigepackte Metadaten - Versionsnummern, - Schnittstellenbeschreibungen, - . . . (hilfreich ist Disassembler ildasm) Zusammengehörige Code-Dateien können zu einer größeren Baugruppe(assembly) zusammengefaßt werden, die mit einer Bekanntmachung (manifest) beschrieben wird, die u.a. Versionsnummern und externe Bezugnahmen enthält. Die Baugruppe ist die Einheit von Versionierung, Vertrieb und Installation.

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