Arquitectura de Sistemas de Software

Arquitectura de Sistemas de Software, LEIC/MEI, 2003/2004

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Arquitectura de

Arquitectura de

Sistemas de Software

Sistemas de Software

Frameworks orientadas por

objectos

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Frameworks Orientadas por Objectos

Q

Definição

• “An object-oriented framework consists of a collection of

cooperating classes, both abstract and concrete, that embody an abstract design for solutions to a family of related problems”

[Gamma et al. 1995].

• Uma framework é um (sub)sistema de software semi-acabado desenhado por forma a ser facilmente instanciado.

• As frameworks fornecem uma solução inicial para um problema cuja solução normalmente requer muito tempo para desenvolver de raíz.

Q

Objectivo das Frameworks

• Elevada produtividade

• Tempos de desenvolvimento mais reduzidos • Menos erros (bugs)

• Conjuntos de aplicações mais homogéneos (Palm SDK, Mac, JDK)

Frameworks: “macro-arquitecturas”

Q

Frameworks e Padrões

• Macro-arquitecturas que interligam diversos padrões e que também incluem normalmente a infraestrutura que suporta a sua integração.

Q

Padrões em Frameworks = Máximo benefício de reutilização

• Frameworks sofisticadas normalmente incorporam bastantes padrões. Exemplo: JFC (event-listeners, model-view-controller). • Padrões e frameworks são conceitos bastante sinérgicos mas não

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Frameworks: “macro-arquitecturas”

Inversão do Controlo de Fluxo

Q

Princípio de Hollywood: “Don’t call us, we call you”

• Comparativamente às bibliotecas de classes, as frameworks caracterizam-se por uma inversão de controlo de fluxo

• É a framework que comanda a resposta do sistema aos eventos externos, invocando operações definidas pelo programador • O main() está na framework e não no código do programador.

Framework

public void run(){ setUp(); try {

runTest(); } finally { protected void runTest() {

Application

public static void main(String[] args) { new MoneyTest().run(); }

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Exemplos populares

Q Microsoft Foundation Classes (MFCs)

Q NEXTSTEP,

Q IBM’s SanFrancisco

Q Several parts of Sun’s Java Foundation Classes (RMI, AWT, Swing)

Q Many implementations of the OMG’s Common Object Request Broker

Architecture (CORBA)

Q Apache’s frameworks (Cocoon, Struts)

Q JUnit

Sistema Operativo Sistema Operativo

Bibliotecas de Procedimentos Bibliotecas de Procedimentos Bibliotecas de Classes Bibliotecas de Classes

Framework Aplicacional Aplicação Framework Aplicacional Diversos componentes Aplicação

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Reutilização de código e desenho

Q

Arquitectura de Interfaces

• Conjunto de interfaces que determina toda a estrutura e comportamento

• Prescreve uma arquitectura para um determinado domínio de problema ou algum aspecto em particular

• “Abstract Design”

Q

Arquitectura de Implementação

• Conjunto de classes concretas que implementam a arquitectura de interfaces

• Fornecem classes imediatamente utilizáveis e classes semi-prontas facilmente configuráveis

Reutilização em larga-escala

Q

As frameworks são uma poderosa ténica de reutilização de

software que permitem reutilização de código e desenho.

Q

Frameworks + componentes + padrões

• Constitui a tecnologia actualmente existente mais capaz de suportar reutilização de software em larga-escala.

Application 1

Application 2 Framework code Framework code

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Tipos de Frameworks

Q

White-Box

• Fornece superclasses abstractas para serem especializadas • Clientes estendem a framework utilizando primeiramente herança • Clientes compõem objectos para aplicar a framework

• Exemplo: Java Object

Q

Black-Box

• Fornece classes imediatamente utilizáveis

• Clientes usam composição de objectos para aplicar a framework • Exemplo: Swing (as partes GUI mais amadurecidas)

Q

Gray-Box

• Alia características White-Box e Black-Box • A maioria das frameworks são deste tipo • Exemplo: Swing

Black-box

frameworks Gray-box frameworks White-box frameworks

Configuração de Frameworks

Q

Hot spots

• As frameworks possuem partes inalteráveis e partes configuráveis pelo utilizador através de mecanismos de herança (white-box) e/ou composição (black-box).

Q

Por Herança

• Utiliza-se a interface de herança

• A framework fornece um conjunto de pontos de extensão através de classes abstractas

Q

Por Utilização/Associações

• Os clientes criam objectos de classes da framework ou de classes de uma sua extensão

Arquitectura

Arquitecturade de SistemasSistemasde Software, LEIC/MEI, 2003/2004de Software, LEIC/MEI, 2003/2004 1313

Representação de Padrões e

Frameworks em UML

Representação de Padrões em UML

Q

Especificação de Colaborações

• Conjunto de classificadores (classifiers) interrelacionados através de papeis (roles)

• UML 1.3: “Collaboration on a specification level”

Q

Exemplo: Observer

/ Subject applicationData

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Instanciação de Padrões em UML

Q

Utilização de Colaborações

• Os papeis definidos na especificação da colaboração (padrão) são atribuidos a classes que os instanciam

• Através dos padrões consegue-se simplificar os modelos de classes ao ocultar em colaborações estruturas e comportamentos típicos, identificados como padrões

Observer Pattern

File Entry Explorer Window

Subject Observer

Representação de Frameworks em UML

Q

Determinar e divulgar aos clientes apenas papeis livres em

colaborações

• UML: diagramas de classes recorrendo a instâncias de colaborações

Q

Documentar o conjunto de classes estensíveis por herança

• UML: diagramas de classes

Q

Especificar dependências entre classes da framework

• UML: diagramas de classes e especificações de colaborações (padrões)

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Exemplo: JUnit framework

<<framework>> JUnit

Test Pattern Q

Vista externa