1 WS 2012 Software-Engineering II Aspektorientierung

2 WS 2012 Themenübersicht »Objektorientierung »Aspektorientierung »Vorgehensmodelle »UML »Analyse- & Entwurfsmuster »Objektorientiertes Testen »Versionsverwaltung »Refactoring »Labor (Praktischer Teil)

3 WS 2012 Aspektorientierung Projektdokumentation:

4 WS 2012 Aspektorientierung »Programmierparadigma (Prinzip) »Erweiterung der herkömmlichen (objektorientierten) Programmierung »Hilft dabei, Anwendungen strukturierter aufzubauen

5 WS 2012 Grundproblem »Man kann die generellen Aufgaben, die Applikationen erfüllen müssen in zwei bereiche Aufteilen »Core-Level-Concerns: Erfüllen die funktionalen Anforderungen der Software (Berechnungen, …) »System-Level-Concers: Erfüllen die technischen Randbedingungen der Software (Logging, …) »Diese zwei Ebenen sind in Software- Systemen fast immer sehr eng verwoben »Cross-Cutting-Concerns »Bei der Programmierung sollte es stets das Ziel sein, Methoden möglichst einfach und für einen dedizierten Zweck zu schreiben »Vermeidung von Cross-Cutting-Concerns

6 WS 2012 Die Idee des Aspekts »Durch die Definition eines Aspektes ist es möglich, Code bei bestimmten Ereignissen auszuführen »Beispiel: Immer vor dem Ausführen der Methode setName soll ein Text auf der Kommandozeile ausgegeben werden »Mimimierung der Vermischung von System-Level-Concerns und Core- Level-Concerns in Methoden

7 WS 2012 Beispiel: SQL-Statement »Applikation führt Datenbank-Abfragen aus »Alle SQL-Queries müssen vor und nach dem Ausführen in ein Log-File eingetragen werden => Fehleranalyse und Benchmarking void execute( String query ) { Logger.Log( START + new Date() + : + query ); myDBMS.connect(…); myDBMS.execute(query); myDBMS.disconnect(…); Logger.Log( END + new Date() + : + query ); } ====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<==== START Jan 01 12:00:00 CEST 2007: SELECT `password` FROM `user` WHERE `status` = secret; END Jan 01 12:00:01 CEST 2007: SELECT `password` FROM `user` WHERE `status` = secret; START Jan 01 12:00:01 CEST 2007: UPDATE `user` SET `password` = hijacked; END Jan 01 12:00:29 CEST 2007: UPDATE `user` SET `password` = hijacked; ====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<====8<==== System- Level- Concerns

8 WS 2012 Werkzeuge »Für Java: AspectJ »Java hat Aspekte nicht als Feature in die Programmiersprache implementiert => Keine native Unterstützung »Durch sogenanntes weaving wird der Aspekt-Code in die Class-Dateien, die durch die Aspekte betroffen sind, eingesetzt (eingewoben) »AspectJ führt dies beim Compilieren der Code-Dateien durch

9 WS 2012 Download »AOP-Library: »Mit Eclipse-Integration: Voraussetzung: Passende Version von Eclipse mit PDE (Plugin Development Environment) ->

10 WS 2012 Neues AspectJ-Projekt

11 WS 2012 Neue Klasse sayHello-Methode Console-Output

12 WS 2012 Aspekt anlegen I Neuen Aspekt anlegen

13 WS 2012 Aspekt anlegen II Aspekt- definition

14 WS 2012 Methodenaufruf überwachen [advice]: call( [return] [class].[method]([signature]) { [action] } »[advice]: Definiert den Zeitpunkt der Überwachung »before(): Vor dem Methodenaufruf »after(): Nach dem Methodenaufruf (unabh. vom Ausgang) »after() throwing: Wenn die Methode mit einer Exception geendet ist »after() returning: Wenn die Methode regulär beendet wurde »[return]: Der Rückgabetyp der Methode, auf den der Aspekt angewandt werden soll »[class]: Der Name der Klasse, deren Methoden überwacht werden sollen »[method]: Der Name der Methode der zu überwachenden Methode »[signature]: Die Methodensignatur der zu überwachenden Methode »[action]: Java-Code, der im Eventfall ausgeführt werden soll Im Bsp.: before(): call( void HelloStudent.sayHello() ) { System.out.println( "=== Saying hello ===" ); }

15 WS 2012 Wildcards [advice]: call( [return] [class].[method]([signature]) { [action] } »Es ist an den meisten Stellen einer Aspekt-Definition erlaubt Wildcards (mit * gekennzeichnet) an Stelle von konkreten Angaben zu verwenden before(): call( * *.*() ) { System.out.println( "=== Calling any method ===" ); } Auch partielle Wildcards sind erlaubt: before(): call( * Hello*.say*() ) { System.out.println( "=== Calling a special method ===" ); } Wildcards für die Methodensignatur:.. before(): call( * Hello*.say*(.. ) ) { System.out.println( "=== Calling a special method with any parameters ===" ); }

16 WS 2012 Angewandt »Werden der konkrete und der Wildcard- Aspekt zusammen auf das Beispiel angewandt, ergibt sich folgendes Ergebnis: === Saying hello === === Calling any method === Hello Student. before(): call( void HelloStudent.sayHello() ) { System.out.println( "=== Saying hello ===" ); } before(): call( * *.*() ) { System.out.println( "=== Calling any method ===" ); }

17 WS 2012 Pointcuts »Um sich die eventuell öfters wiederkehrende Filter- Defintionen sparen zu können, wurden Pointcuts eingeführt »Ein Pointcut spezifiert eine Filter-Definition (auch Join Point genannt) wie sie schon zuvor verwendet wurden pointcut specialMethod(): call( void HelloStudent.sayHello() ); »Dieses Pointcut kann dann durch ein advice angewandt werden: before(): specialMethod() { System.out.println( "=== Saying hello ===" ); }

18 WS 2012 Parameter »Für viele Anwendungen ist es sicherlich relevant, welche Parameter bei dem Methodenaufruf übergeben wurden »Dies lässt sich über die Primitive args herausfinden pointcut benotung( float note ): call( void DHStudent.setNote( float ) ) && args( note ); Die Primitive args fängt dabei die Methoden-Argumente ab und speichert sie in der definierten Variable note. Diese muss sowohl in den Klammern von args(…) als auch in der Bezeichnung des Pointcut definiert sein. Angewandt werden kann dieses Pointcut folgendermaßen: after( float note ) returning: benotung( note ) { System.out.println("Benotet " + note); }

19 WS 2012 Das aufgerufene Objekt »So wie es möglich ist, die Parameter des Aufrufs zu erlangen, ist es auch möglich, herauszufinden, auf welches Objekt der Methodenaufruf stattfand pointcut benotung( DHStudent student ): call( void DHStudent.setNote( float ) ) && target( student ); Wie bei den Parametern kann später auf die Instanz von DHStudent zugegriffen werden: after( DHStudent student ) returning: benotung( student ) { System.out.println( "Student " + student + " wurde benotet." ); }

20 WS »Alternativ ist es möglich, Aspekte in herkömmlichen Java-Klassen mithilfe von Annotations zu definieren »Pointcut-Definition steht im Annotation-Value »Dabei sollte man Annotations in separaten Packages public class StudentAspect DHStudent.setNote(float)) && target(student)") public void beforeSetNote(DHStudent student) { System.out.println("Student " + student + " wurde benotet. "); }

21 WS 2012 Anwendung im BA-Umfeld public aspect Benotung { pointcut benotung( DHStudent student, float note ): call( void DHStudent.setNote( float ) ) && args( note ) && target( student ); after( DHStudent student, float note ) returning: benotung( student, note ) { Studiengangsleiter.getInstance().NotifyBenotung( student, note ); } Beachte: Ohne das Ändern des Codes von BADozent oder BAStudent war es möglich, den Studiengangsleiter über eine Notengebung zu informieren!

22 WS 2012 Anwendung im BA-Umfeld public aspect Benotung { pointcut benotung( DHStudent student, float note ): call( void DHStudent.setNote( float ) ) && args( note ) && target( student ); after( DHStudent student, float note ) returning: benotung( student, note ) { Studiengangsleiter.getInstance().NotifyBenotung( student, note ); } public class Studiengangsleiter { private static Studiengangsleiter sl = null; public static Studiengangsleiter getInstance() { if( Studiengangsleiter.sl == null ) { Studiengangsleiter.sl = new Studiengangsleiter(); } return Studiengangsleiter.sl; } public void NotifyBenotung( DHStudent student, float note ) { System.out.println( "Habe Note " + note + " für Student " + student + " notiert." ); } Singleton Design-Pattern