3. Komponentit ja rajapinnat 3.1 Komponenttien idea: ohjelmistotuotannon rationalisointi 3.2 Mikä on ohjelmistokomponentti? 3.3 Komponentit ohjelmistoyksikköinä 3.4 Rajapinnat 3.6 Komponenttien räätälöinti 3.7 Yhteenvetoa Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 1
3.1 Komponenttien idea: ohjelmistotuotannon rationalisointi Tuotteiden rakentaminen komponenteista tuotteista tulee luotettavampia tuotteita on nopeampi rakentaa rakentajia on helpompi kouluttaa komponenttimarkkinat ja kilpailu alentavat hintoja Sovelletaan lähes kaikilla tekniikan aloilla Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 2
Harjoitus: Anna 5 ominaisuutta, jotka ovat hyvällä ohjelmistokomponentilla Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 3
Sovellusten koostaminen komponenteista Visio: sovellus kootaan olemassaolevista komponenteista Työkaluja: skriptit, XML, visuaaliset koostamistyökalut Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 4
Esimerkki: BeanBox (Sun) Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 5
Metson työkalu Mika Karaila Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 6
3.2 Mikä on ohjelmistokomponentti? Komponentti = itsenäinen ohjelmistoyksikkö, joka tarjoaa palveluja hyvin määritellyn rajapinnan kautta Szyperski: A software component is a unit of composition with contractually specified interfaces and explicit context dependencies only. A software component can be deployed independently and is subject to composition by third parties. Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 7
Komponenttien ominaisuuksia Itsenäisyyden aste Käyttöönottotapa Koko Standardointi Teknologia-spesifit ominaisuudet Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 8
3.3 Komponentit ohjelmistoyksikköinä Arkkitehtuurin yksikkö: Toiminnallisuuden yksikkö mikä osa vastaa tietystä toiminnallisuudesta? Uudelleenkäytön yksikkö mikä osat ovat yhteisiä eri tuotteissa? Tuotekonfiguraation yksikkö mitä osia kuuluu tuotteeseen? Käyttöönoton yksikkö mitkä osat voidaan ottaa erikseen käyttöön? Muuntelun yksikkö mitkä osat voidaan vaihtaa toisiksi? Ulkopuolisen kehityksen yksikkö mitkä osat voidaan saada muualta? Työnjaon yksikkö mitkä osat tuotetaan tietyillä henkilöillä/yksiköillä? Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 9
Historia: 3.4 Rajapinnat A B M rajapinta Abstrakti luokka X tyhjä toteutus C aliohjelmakirjasto Aliohjelmat: toiminnan abstrahointi Palvelun kutsumuoto (signature) Palvelun toteutus tietorakenteet A B C A A Moduulit: tiedon piilotus Y Z tietorakenteet tietorakenteet B B C C Luokat: laajennettavat moduulit Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 10
Rajapinnat itsenäisinä ohjelmayksikköinä Komponentti A Komponentti B Rajapinta 1 Rajapinta 2 Rajapinta 3 Rajapinta 4 Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 11
Tarjotut ja vaaditut rajapinnat Komponentti voi olla kahdessa eri suhteessa rajapintaan: Komponentin tarjottu rajapinta - Komponentti tarjoaa rajapinnan mukaiset palvelut Komponentin vaadittu rajapinta - Komponentti tarvitsee rajapinnan mukaiset palvelut Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 12
Tarjotut ja vaaditut rajapinnat UML 2.0:ssa PowerSource tarjottu rajapinta Car Engine PowerSource vaadittu rajapinta Car PowerSource Engine Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 13
Toteutus Javalla interface PowerSource { void start(); int temperature(); void stop(); } class Engine implements PowerSource... {... public void start() {...} public int temperature() {...} public void stop() {...} } class Car... {... private PowerSource eng;... public void seteng(powersource e) { eng = e; } public void run() {... eng.start();... eng.stop();... } } Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 14
Portit UML 2.0:ssa Vuorovaikutuksen mahdollistava kontaktipiste komponentin ja sen ympäristön välillä PowerSource PowerSource Portti Engine host Engine Warnings Warnings Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 15
Rajapintojen sopimuspohjainen määrittely tuloehto (esiehto): täytyy päteä kun palvelua kutsutaan palvelun rajapinta design-by-contract Palvelun pyytäjä Palvelun tarjoaja Tulo- ja jättöehdot määrittelevät palvelun merkityksen sallivat osapuolten vaihtamisen, kunhan tulo- ja jättöehdot pysyvät voimassa määräävät tarkistusvastuun osapuolten välillä palvelun tarjoaja joko täyttää sopimuksen tai aiheuttaa poikkeuksen jättöehto (jälkiehto): täytyy päteä kun palvelu on suoritettu, olettaen että tuloehdot olivat voimassa kun palvelu aloitettiin Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 16
3.6 Komponenttien räätälöinti komponentin (alku)tilan muuttaminen vaadittujen rajapintojen toteutuksen antaminen tai muuttaminen aliluokittaminen Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 17
Komponentin alkutilan muuttaminen Client :Comp ServicesI setproperty(...) Comp create setproperty(...) use Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 18
Vaadittujen rajapintojen toteutuksen antaminen tai muuttaminen ActionListener Button AppLogic ActionListener XLogic Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 19
Operaatiokohtainen räätälöinti: Strategia display Button display brd.borderdrawing( ); CompanyBorder BorderStrategy borderdrawing borderdrawing koskee yksittäistä toimintoa voidaan vaihtaa ajoaikana (jos haluttu toteutus on olemassa) Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 20
Aliluokittaminen Button CompanyButton Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 21
Särkyvän yliluokan ongelma Kirjasto komponentti Comp Viaton" muutos alkuperäiseen komponenttiin voi tehdä räätälöidystä komponentista toimimattoman Räätälöity komponentti Custom Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 22
Esimerkki (1) <<interface>> Container addelement(object) addcontainer(container) List addcontainer: {...addelement(...);... } <<interface>> CountedContainer getcount() CountedList addelement: { super.addelement(...); counter++; } Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 23
Esimerkki (2) addelement:iä ei enää kutsuta! <<interface>> Container addelement(object) addcontainer(container) List addcontainer: {...} <<interface>> CountedContainer getcount() CountedList addelement: { super.addelement(...); counter++; } Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 24
3.7 Yhteenvetoa Komponentit ovat arkkitehtuurin perusyksiköitä, jotka liitetään toisiinsa tarjottujen ja vaadittujen rajapintojen kautta Rajapintojen tulisi määritellä paitsi kutsumuoto myös sopimus rajapinnan käytöstä (tulo- ja jättöehdot) Komponentteja voidaan räätälöidä sen alkutilaa muuttamalla, vaihtamalla sen vaadittuihin rajapintoihin liittyviä muita komponentteja, tai periyttämällä siitä erikoistettu komponentti Särkyvän yliluokan ongelma: komponentin periyttäminen voi olla riskialtista Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 25