11. Komponenten Grundlagen der Programmierung 1 (Java)

11. Komponenten Grundlagen der Programmierung 1 (Java) Fachhochschule Darmstadt Haardtring 100 D-64295 Darmstadt

Prof. Dr. Bernhard Humm FH Darmstadt, 10. Januar 2006

Einordnung im Kontext der Vorlesung

1. Einführung

10. Gutes Programmieren

2. Einfache Programme

11. Komponenten

3. Kontrollstrukturen

12. Algorithmen und Datenstrukturen II

4. Objekt-Orientierung I

13. Objektorientierung II

5. Algorithmen und Datenstrukturen I

14. Rekursion

6. Interfaces

15. Design

7. Pakete

16. Die Java Klassenbibliothek I

8. Parametrisierte Typen (Generics)

17. Die Java Klassenbibliothek II

9. Fehler und Ausnahmen

Bernhard Humm: „Grundlagen der Programmierung I (Java)“. FH Darmstadt, WS 2005/2006

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Agenda

Agenda

Definition Definition Konfiguration Anforderungs-Schnittstellen Beispiel Übersicht


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Definition

Das Automobil: ein komplexes komponenten-orientiertes System

Außensicht (Schnittstelle) des Fahrers: möglichst einfach Innensicht: komplex


Außensicht (Schnittstelle) der Werkstatt: möglichst einfach

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Definition

Komplexe Software-Systeme werden komponentenorientiert entworfen (Beispiel: Berechtigungskomponente) Außensicht (Nutzungssicht): operative Schnittstelle des Anwendungsprogrammierers (möglichst einfach)

Berechtigungskomponente operative Schnittstelle

B

AdminSchnittstelle

Berechtigungskern

A

Berechtigung GUI

R‘

S

RACFAdapter

DB-Zugriff

R

JDBC

RACF

Oracle

Außensicht (Nutzungssicht): Schnittstelle des Administrators (möglichst einfach)

Innensicht: komplex Bernhard Humm: „Grundlagen der Programmierung I (Java)“. FH Darmstadt, WS 2005/2006

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Definition

Definition

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.

C. Szyperski, Component Software, p. 34. Addison-Wesley, 1998


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Definition

Komponente: die wesentliche Einheit des Design und der Implementierung Komponenten – bieten Dienste mit klar definierten Schnittstellen an, – haben definierte Abhängigkeiten von Diensten anderer Komponenten, – können unabhängig von anderen Komponenten entwickelt werden, – können unabhängig von anderen Komponenten verwendet werden, – sind beim Zusammenbau konfigurierbar, – machen definierte Annahmen (Wenn sich Grundannahmen ändern, wird der Aufwand hoch sein), – können mit anderen Komponenten zu größeren Einheiten (z.B. Anwendungen) zusammengebaut werden, ohne die Implementierung der Komponenten zu verändern.


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Agenda

Agenda

Definition Konfiguration Konfiguration Anforderungs-Schnittstellen Beispiel Übersicht


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Konfiguration

Komponenten, Schnittstellen und Konfiguration Jede Komponente exportiert (implementiert) eine oder mehrere Schnittstellen Jede Komponenten importiert beliebig viele Schnittstellen (NICHT Komponenten) Schnittstelle definiert Operationen –

mit Syntax, Semantik, Protokoll

–

kann nicht-funktionale Eigenschaften fordern: Performance, Robustheit, Rechengenauigkeit

–

beschreibt das beobachtbare Verhalten einer Komponente

Konfiguration versieht eine Komponente mit Implementierungen der importierten Schnittstellen


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Konfiguration

Interface + Implementation + Konfiguration Beispiel: List

MyMain (Konfiguration)

2

3

1

MyApplication

List


ListImpl (z.B. ArrayList)

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Konfiguration

Interface + Implementation + Konfiguration public class MyApplication { private List myList;

1

public MyApplication(List list) { myList = list; } ... public start() { ... } } public class MyMain { ... public void doSomething() { List list = new ArrayList();

2

MyApplication appl = new MyApplication(list); appl.start(..);

3

... } } Bernhard Humm: „Grundlagen der Programmierung I (Java)“. FH Darmstadt, WS 2005/2006

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Agenda

Agenda

Definition Konfiguration Anforderungs-Schnittstellen Anforderungs-Schnittstellen Beispiel Übersicht


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Anforderungs-Schnittstellen

Anforderungsschnittstellen Selbst bei vorbildlicher Verwendung von Schnittstellen bleiben Nachteile: Durch jedes Import-Statement handelt sich eine Komponente eine explizite Abhängigkeit zu einer anderen Komponente ein. Import der Schnittstelle! Die importierte Schnittstelle unterliegt i.A. nicht der Kontrolle des Entwicklers! Die importierte Schnittstelle ist i.A. viel breiter als die von der Komponente benötigte Funktionalität.

⇒ Anforderungsschnittstellen


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Anforderungs-Schnittstellen

Anforderungsschnittstellen Eine Anforderungsschnittstelle – enthält genau die importierte Funktionalität einer Komponente (k), – ist ein Teil der importierenden Komponente, – wird mit der Schnittstelle (s) der exportierenden Komponente (h) über einen Adapter (Glue-Code) verknüpft. – Der Adapter wird während der Initialisierung der Anwendung konfiguriert. Konfiguration Exporteur

k

s‘

Adapter

Importeur


s

h

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Agenda

Agenda

Definition Konfiguration Anforderungs-Schnittstellen Beispiel Beispiel Übersicht


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Beispiel

Verschicken von Mail Anforderungen:

Eine Anwendung soll Mails an eine feste Adresse senden. Eine Mail besitzt nur zwei Parameter: – Betreff und – Textkörper Keine Verteiler, kein Empfang, keine Anhänge, keine Verwaltung der versandten Mails.


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Beispiel

javax.mail Hat alles, was man braucht. Aber… Vor lauter Bäumen sieht man den Wald nicht


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Beispiel

Komponentendiagramm: javax.mail verbergen

4 MyMain (Konfiguration)

2

3 1 MyApplication

Mail

MailImpl

javax.mail

MailAdmin


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Beispiel

Interface und Verwendung public interface Mail { public void send(String subject, String content); send }

1

public class MyApplication { private Mail port; port public MyApplication( .. IMailPort p, ..) { port = p; p ... } .. public void start() { ... port.send("Hi Otto", "alles klar?"); port.send } }

2


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Beispiel

Implementation des Interface

public class MailImpl implements Mail { private String mailAddress;

3

public MailImpl(String MailImpl address) { mailAddress = addr; } public void send(String subject, String content) { send // komplizierte Aufrufe an die echte Mail } }


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Beispiel

Konfiguration

public class MyMain {

4

public MyMain( .. ) { Mail port = new MailImpl(...) MailImpl(...); (...) MyApplication appl = new MyApplication(port port); port appl.start(); } .. }


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Agenda

Agenda

Definition Konfiguration Anforderungs-Schnittstellen Beispiel Übersicht Übersicht


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Übersicht

Komponenten und Packages

Java bietet (wie die meisten aktuellen Programmiersprachen) keine explizite Unterstützung für Komponenten Packages können für die Implementierung von Komponenten verwenden werden


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Übersicht

Komponenten im Zusammenspiel

Konfiguration

U

S

A

S'

D

T

B

T'

E

C V

Das alles definiert C


und das E

und das D

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Übersicht

Entkopplung über Schnittstellen: verschiedene Spielweisen Standardschnittstelle

Importeur

Exporteur

angebotene Schnittstelle

Exporteur

Importeur

angeforderte Schnittstelle

Exporteur

Importeur

angebotene Schnittstelle

angeforderte Schnittstelle

Importeur

Adapter


Exporteur 10.1.2006, Seite 25

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