12. Kehysarkkitehtuurit

Samankaltaiset tiedostot
Ohjelmistoarkkitehtuurit

Ohjelmistoarkkitehtuurit. Kevät

11. Kehysarkkitehtuurit

8. Kehysarkkitehtuurit

Johdanto Kehystyypit Kehysten arkkitehtuurilähestymistavat Kehykset ja suunnittelumallit Kehysten etuja ja ongelmia Yhteenvetoa

Ohjelmistoarkkitehtuurit kehysarkkitehtuurit. Kevät 2014

11. Kehysarkkitehtuurit

Ohjelmistoarkkitehtuurit kehysarkkitehtuurit. Kevät 2016

Kehyspohjainen ohjelmistokehitys

Ohjelmistokehykset ohjelmistorunkoja uudelleenkäyttö olioperustaisista ohjelmistorunko

Ohjelmistokehykset (software frameworks)

Ohjelmistoarkkitehtuurit, syksy

Ohjelmistokehykset (software frameworks)

Luento 8. Ohjelmistokehykset Tuoteperheet CSM14101 Ohjelmistoarkkitehtuurit

Kehyksillä toteuttettujen tuotelinjojen rakenteellinen optimointi

Oliosuunnittelu. Oliosuunnittelu

Tuoterunko hajautetussa ympäristössä

Ohjelmistoarkkitehtuurit. Kevät Johannes Koskinen.

Ohjelmistotekniikan menetelmät, suunnittelumalleja

8. Framework architectures

10. Tuoterunkoarkkitehtuurit

5. Suunnittelumallit. TTY Ohjelmistotekniikka

Muutamia peruskäsitteitä

TIE Ohjelmistojen suunnittelu

Opintojakso TT00AA11 Ohjelmoinnin jatko (Java): 3 op Rajapinnat ja sisäluokat

3. Komponentit ja rajapinnat

Ohjelmistoarkkitehtuurit kevät Muunneltavuuden hallinta: variaatiopisteet. Ohjelmistot muuntuvat kahdessa dimensiossa

7. Tuoterunkoarkkitehtuurit

5. Suunnittelumallit. TTY Ohjelmistotekniikka


T Olio-ohjelmointi Osa 5: Periytyminen ja polymorfismi Jukka Jauhiainen OAMK Tekniikan yksikkö 2010

812347A Olio-ohjelmointi, 2015 syksy 2. vsk. VII Suunnittelumallit Adapter ja Composite

Ohjelmistoarkkitehtuurit kevät

Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 1

Ohjelmistoarkkitehtuurit. Kevät 2014

Rajapinta (interface)

Sisällys. JAVA-OHJELMOINTI Osa 7: Abstrakti luokka ja rajapinta. Abstraktin luokan idea. Abstrakti luokka ja metodi. Esimerkki

TIE Ohjelmistojen suunnittelu

Muusta kuin vesisioista

812347A Olio-ohjelmointi, 2015 syksy 2. vsk. IX Suunnittelumallit Proxy, Factory Method, Prototype ja Singleton

1. Olio-ohjelmointi 1.1

Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2009 TTY Ohjelmistotekniikka 1

Viestinvälitysarkkitehtuurit

T SEPA - päiväkirja: Design Patterns. ETL työkalu

Harjoitustehtävät ja ratkaisut viikolle 48

Uudelleenkäytön jako kahteen

Avoimet ohjelmistokehykset

11. Tuoterunkoarkkitehtuurit

Osittavat arkkitehtuurityylit. Palveluihin perustuvat arkkitehtuurityylit. Erikoisarkkitehtuurityylit

9. Muunneltavuuden hallinta

Ohjelmistoarkkitehtuurit kevät

Ohjelmistoarkkitehtuurit kevät

Komponentit ja rajapinnat

10. Muunneltavuuden hallinta: variaatiopisteet

Interaktiivisten järjestelmien arkkitehtuuriratkaisu, jolla käyttöliittymä erotetaan sovelluslogiikasta.

Ohjelmoinnin peruskurssien laaja oppimäärä

Suunnittelumallien käyttö ohjelmistosuunnittelussa

Ohjelmistoarkkitehtuurit, syksy

Olio-ohjelmointi Suunnittelumallit Proxy, Factory Method, Prototype ja Singleton. 1. Proxy (Edustaja)

Ohjelmistojen suunnittelu

T Ohjelmistojen määrittely- ja suunnittelumenetelmät Harjoitustyöraportti TNT - Tarkistetaan Ne Tentit Arkkitehtuuri- ja suunnittelumalli

Ohjelmistoarkkitehtuurit. Syksy 2010

Oliosuunnitteluesimerkki: Yrityksen palkanlaskentajärjestelmä

Ohjelmistotuotanto. Luento

13/20: Kierrätys kannattaa koodaamisessakin

Olio-ohjelmoinnissa luokat voidaan järjestää siten, että ne pystyvät jakamaan yhteisiä tietoja ja aliohjelmia.

Tuoterunkoarkkitehtuurit. Ohjelmistoarkkitehtuurit kevät Uudelleenkäyttö. Johannes Koskinen.

Ohjelmistoarkkitehtuurit. Kevät

Ohjelmistoarkkitehtuurit. Kevät

T Henkilökohtainen harjoitus: FASTAXON

Algoritmit 1. Luento 13 Ti Timo Männikkö

Ohjelmistojen mallintaminen, suunnittelumalleja

Aalto Yliopisto T Informaatioverkostot: Studio 1. Oliot ja luokat Javaohjelmoinnissa

Interaktiivisten järjestelmien arkkitehtuuriratkaisu, jolla käyttöliittymä erotetaan sovelluslogiikasta.

Viestinvälitysarkkitehtuurit Lähtökohta:

812341A Olio-ohjelmointi Peruskäsitteet jatkoa

Ohjelmistojen mallintaminen, arkkitehtuuria ja rajapintoja

Roolirajapinnat Välittäjät Fasaadit Kutsun siirtäminen Edustajat Takaisinkutsut Tapahtumat Viestit Sovittimet Tehtaat

TIE Ohjelmistojen suunnittelu

OHJELMISTOKEHYSTEN ERIKOISTAMISTUTORIAALIT FRED- YMPÄRISTÖSSÄ

Olio-ohjelmointi Syntaksikokoelma

11. Tuoterunkoarkkitehtuurit

Ohjelmistoarkkitehtuurit Komponentit Kevät 2016

Olio-ohjelmointi Johdanto suunnittelumalleihin. 1. Yleistä

Plugin-pohjaiset sovellukset arkkitehtuurit

Ohjelmistoarkkitehtuurit. Syksy 2008

Muunneltavuuden hallinta (Variability management):

TIE Samuel Lahtinen. Lyhyt UML-opas. UML -pikaesittely

JAVA-PERUSTEET. JAVA-OHJELMOINTI 3op A JAVAN PERUSTEET LYHYT KERTAUS JAVAN OMINAISUUKSISTA JAVAN OMINAISUUKSIA. Java vs. C++?

Tenttikysymykset. + UML-kaavioiden mallintamistehtävät

Delegaatit ja tapahtumakäsittelijät

2. Olio-ohjelmoinista lyhyesti 2.1

10. Muunneltavuuden hallinta: variaatiopisteet

SEPA REFAKTOROINTI Antti Ahvenlampi, 57408L Erik Hakala, 57509T


JReleaser Yksikkötestaus ja JUnit. Mikko Mäkelä

812347A Olio-ohjelmointi, 2015 syksy 2. vsk. II Johdanto olio-ohjelmointiin

T SEPA - päiväkirja: Design Patterns. ETL työkalu

Yksikkötestaus. import org.junit.test; public class LaskinTest public void testlaskimenluonti() { Laskin laskin = new Laskin(); } }

815338A Ohjelmointikielten periaatteet Harjoitus 5 Vastaukset

Transkriptio:

12. Kehysarkkitehtuurit Johdanto Kehystyypit Kehysten osittaminen Kehykset ja suunnittelumallit Kehysten etuja ja ongelmia Yhteenvetoa Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 1

Johdanto Mikä on (ohjelmisto)kehys? Ohjelmistokehys on olioparadigman tapa toteuttaa tuotealusta. Kehys muodostuu kokoelmasta luokkia, jotka toteuttavat tuoteperheen yhteisen arkkitehtuurin ja toiminnallisuuden. Kehys erikoistetaan tuotteeksi. Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 2

Kehys erikoistetaan toimivaksi tuotteeksi Kehys Sovelluskohtainen koodi kontrolli Erikoistamisrajapinta Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 3

Sovelluskehys vs. perinteinen ohjelmakirjasto: Hollywood-periaate Aliluokkia, komponentteja Sovelluskohtainen Sovellus Uudelleenkäytettävä Sovelluskehys Aliohjelmia, luokkia, moduuleita Hollywood-periaate: Älä soita meille, me soitetaan teille Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 4

Erikoistamistekniikat kehyksissä rajapinnan toteutus (~takaisinkutsu) periytyminen (~takaisinkutsu) olioiden/komponenttien luonti, alustus ja konfigurointi geneeristen luokkien (template) instantiointi refleksiivisyys Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 5

Kehystyypit Erikoistamisen tulos Sovelluskehys: erikoistamisen tulos on sovellus Komponenttikehys (framelet): erikoistamisen tulos on komponentti Hierarkkinen kehys: erikoistamisen tulos on uusi kehys Erikoistamismekanismi Muunneltava kehys: erikoistaminen tehdään lähinnä periytymisellä (ja metodin ylimäärittelyllä) Koottava kehys: erikoistaminen tehdään lähinnä instantioinnilla (+ parametroinnilla) ja alustuskonfiguroinnilla Plugin-kehys: erikoistaminen tehdään lähinnä rajapintojen toteutuksella Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 6

Muunneltavat kehykset A B Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 7

Koottavat kehykset A B <<create>> Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 8

Plugin-kehykset rajapintoja komponentteja Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 9

Kehysten osittaminen Käsitemallipohjainen lähestymistapa Komponenttipohjainen lähestymistapa Kerrostaminen: hierarkkiset kehykset Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 10

Käsitemallipohjainen lähestymistapa OO-arkkitehtuurityyli : 1. Tee sovellusalueen käsitemalli 2. Hae ja lisää käsitemalliin yleistykset (kantaluokat) 3. Muunna käsitemalli luokkamalliksi, lisää oletustoteutukset, rajapinnat 4. Tunnista variaatiopisteet luokkamallista 5. Suunnittele variaatiopisteiden toteutus (esim. suunnittelumalleja soveltamalla) Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 11

Esimerkki: Simulointikehys Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 12

<<framework>> SimulationFW Muunneltava (white-box) kehys <<interface>> Creature setmyworld(world) show() getx(): int gety(): int move() interact(creature) growold() die() * World getsize(): int add(creature) remove(creature) show() simulate(int, CreatureFactory) <<interface>> CreatureFactory 1 createcreature(): Creature DefaultCreature <<create>> DefaultCreatureFactory xcoord ycoord age setmyworld(world)... die() <<create>> createcreature(): Creature EatingCreature SimulationApp EatingCreatureFactory energy <<create>> main() interact(creature) createcreature(): Creature <<create>> Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 13

<<framework>> SimulationFW Koottava (black-box) kehys <<interface>> Creature setmyworld(world) show() getx(): int gety(): int move() interact(creature) growold() die() * World getsize(): int add(creature) remove(creature) show() simulate(int,creaturefactory) <<create>> <<interface>> CreatureFactory 1 createcreature(): Creature DefaultCreatureFactory DefaultCreature xcoord ycoord age setmyworld(world)... die() EatingCreature energy interact(creature) <<create>> <<create>> createcreature(): Creature EatingCreatureFactory createcreature(): Creature SimulationApp <<create>> main() Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 14

<<framework>> SimulationFW <<interface>> Creature setmyworld(world) show() getx(): int gety(): int move() interact(creature) growold() die() * World getsize(): int add(creature) remove(creature) show() simulate(int,creaturefactory) Plug-in kehys 1 PluginLoader <<interface>> CreatureFactory createcreature(): Creature load() <<load>> <<plugin>> EatingApplication EatingCreature SimulationApp EatingCreatureFactory energy main() interact(creature) Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 15 <<create>> createcreature(): Creature

Komponenttipohjainen lähestymistapa: Monoliittiset kehykset vs. frameletit Monoliittinen kehys Sovellus Kehys Framelet Framelet Komponentti Komponentti Erikoistus Erikoistus Erikoistus Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 16

Hierarkkinen kehys Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 17

Hierarkkinen kehys: yleinen simulointikehys Punamuurahaisten simulointisovellus Muurahaisten simulointikehys Hyönteisten simulointikehys Eläinpopulaatioiden simulointikehys Yleinen simulointikehys Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 18

Hierarkkinen kehys: esimerkkikehys EatingCraeture, EatingCreatureFactory, SimulationApp DefaultCreature, DefaultCreatureFactory World, Creature Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 19

Hierarkkinen kehys: liiketoimintakehys Varastonhallintasovellus Varastonhallintasovelluskehys Spring Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 20

Kehykset ja suunnittelumallit Suunnittelumalleilla (GoF) voidaan lisätä järjestelmän joustavuutta sekä tavallisissa sovelluksissa (ylläpidettävyys, siirrettävyys) että kehyksissä (uudelleenkäytettävyys) Hyvin suunniteltu oliosovellus voidaan ymmärtää usein (implisiittisen) kehyksen erikoistuksena. Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 21

Suunnittelumallit kehyksen erikoistamisrajapintana Sovelluskohtainen koodi Kehys Suunnittelumallin ilmentymä Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 22

Suunnittelumallit ja kehykset Graphicaltem draw * children Kuuluu kehykseen Rectangle Circle FigGroup draw draw draw for all children c: c.draw; Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 23

Tyypillisiä kehyksissä käytettyjä GoFsuunnittelumalleja Operaatiorunko (Template Method) Strategia (Strategy) Kuorruttaja (Decorator) Tehtaat (Abstract Factory, Factory Method) Tarkkailija (Observer)... Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 24

Operaatiorunko (Template Method) Ongelma: Metodin sovelluskohtainen staattinen variointi Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 25

Kehyksessä Kehys Creature draw() move(dx, dy) setcolor(backgr) draw() x = x + dx y = y + dy setcolor(color) draw() Sovellus MyCreature draw() piirretään oma eliö Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 26

Strategia (Strategy) Ongelma: Metodin dynaaminen sovelluskohtainen variointi (isäntäolion olemassaolon aikana) Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 27

Kehyksessä Kehys setcolor(backgr) drawer.draw() x = x + dx y = y + dy setcolor(color) drawer.draw() Creature setdrawer(drawer) move(dx, dy) Drawer draw Sovellus dd = new DeadDrawer(); c.setdrawer(dd); piirretään oma eliö elävänä AliveDrawer draw() DeadDrawer draw() Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 28

Kuorruttaja (Decorator) Ongelma: Miten antaa mahdollisuus liittää sovelluskohtaista toiminnallisuutta tiettyyn kehyksen komponentiin dynaamisesti? Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 29

Esimerkki Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 30

basic interaction ; BasicBehavior Kehyksessä Kehys interaction() next.interaction(); interaction() SpecialBehavior Behavior interaction() next behav DefCreature interaction() append(behavior) DefWorld Creature Sovellus Behavior::interaction(); if energy < min { host.die(); } Behavior::interaction(); makesound(); MyBehavior2 MyBehavior1 interaction() interaction() Main: c = new DefCreature(); b1 = new MyBehavior1(); c.append(b1); d = new DefCreature(); b2 = new MyBehavior2(); d.append(b2); DefCreature::interaction: behav.interaction(); Kehys liittää automaattisesti BasicBehavior:in DefCreature-olioon Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 31 31

Abstrakti tehdas (Abstract Factory) Ongelma: Miten luoda yhdenmukaisesti tietyn sovelluskohtaisen luokkakokoelman olioita kehyksessä? Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 32

Kehyksessä Kehys Obstacle Creature World simulate() ElemFactory makecreature(): Creature makeobstacle(): Obstacle Sovellus MyObstacle MyCreature MyFactory Main: f = new MyFactory() world = new World(f); world.simulate(); return new MyCreature(); return new MyObstacle(); makecreature() makeobstacle() Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 33

Tarkkailija (Observer) Ongelma: Miten antaa sovelluskohtaisille komponenteille mahdollisuus reagoida jonkin kehyksen komponentin tilan muutoksiin? Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 34

if meteorhit { for all obs: obs.notifymeteor(); } Kehyksessä Kehys MeteorSource DefWorld MeteorObserver notifymeteor() Creature register( ) simulate() register(meteorobserver) Sovellus MyCreature notifymeteor() Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 35

Kahden kehyksen yhdistäminen säikeillä GUI-kehys Simulointikehys MainWindow Controller Manager EventLoop säie säie Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 36

Kehysten etuja Kehysten etuja tuotealustojen toteutustekniikkana: Paljon kokemusta (esim. GUI-kehykset) Soveltaa yleistä, tunnettua OO teknologiaa (vrt. DSL) Tukee avoimia variaatiopisteitä (vrt. DSL) Tukee hyvin kerroksittaisia/hierarkkisia tuotealustoja Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 37

Kehysten ongelmia Teknisesti vaativa tapa tehdä ohjelmistoja, prosessi usein hyvin iteratiivinen Kehyksistä tulee helposti suuria, mutkikkaita ja vaikeasti hallittavia ohjelmistoja (pienentää yrityksen rekkakerrointa) Sovellusten testaaminen voi olla vaikeaa ilman kehyksen koodia Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 38

Yhteenvetoa Kehys on OO tapa toteuttaa tuotealusta Kehysarkkitehtuureja käytetään paljon yrityksissä, kokemukset valtaosalta positiivisia Kehyksen tekeminen on huomattavasti vaativampaa kuin yksittäisen sovelluksen Vältä suurien muunneltavien (white-box) kehysten tekemistä Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 39

Kurssiyhteenveto Arkkitehtuurien kuvaus Perusmekanismit Standardiratkaisut Tuoterunkoarkkitehtuurit Arkkitehtuurien arviointi Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 40

Tentti ti 7.12. klo 9-12 Sali S1 (TTY) Tehtävät: 1. Jokin HT sellaisenaan (6p) 2. HT- kaavan mukainen soveltamistehtävä (6p) 3. Teoriatehtävä (kalvot) (6p) 4. Lyhyt essee jostakin keskeisestä kurssin aihepiiristä (6p) 5. Arkkitehtuurisuunnittelutehtävä (6p) 6. Jokeritehtävä vierailuluennoista (4p) Ohjelmistoarkkitehtuurit Syksy 2010 TTY Ohjelmistotekniikka 41