Leichtgewichtige API-Verträge Ein Paradoxon?

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1 Leichtgewichtige API-Verträge Ein Paradoxon? Jan Christian Krause (AKRA GmbH) Gastbeitrag zur Vorlesung Semantische Sprachverarbeitung im SS 2012

2 Agenda 1) Motivation 2) Metaphern Vertrag, Stille und Rauschen 3) Stand der Kunst: API-Verträge 4) Verträge mit thematischen Rastern 5) Open Source Werkzeug idocit! 6) Fallbeispiel: Ebay Trading API 7) Zusammenfassung und Ausblick Ziele dieses Vortrags: Aufzeigen von Fallstricken bei der Vertragsformulierung Demonstration prakt. Anwendbarkeit thematischer Raster Keine Ziele dieses Vortrags: Detail. Betrachtung von Werkzeugen Detail. Überblick über bestehende Ansätze Detail. Betrachtung meiner Forschungsmethodik Jan Christian Krause 2

3 Motivation Einführendes Praxisbeispiel * Entnommen aus dem Agile Manifesto (verfügbar unter Jan Christian Krause 3

4 Metaphern (I) Vertrag: Ein Vertrag ist ein Dokument, welches die Rechte und Pflichten des Konsumenten und des Produzenten einer aufrufbaren Operation festschreibt *. Schnittstellenverträge: Vertrag zu einer deklarierten Operation (Charakter einer Spezifikation). Implementierungsverträge: Vertrag zu einer implementierten Operation (Charakter einer Dokumentation) * Entnommen aus: Bertrand Meyer: Applying Design by Contract in Computer (IEEE) Vol. 25, Issue 10, 1992, Seite 41 Jan Christian Krause 4

5 Metaphern (II) Stille: Relevanter Aspekt der Operation, der im Vertrag nicht erwähnt wird. Rauschen: Redundanz enthaltender, nicht aktueller oder unnötig ausführlicher Vertrag zu einem Aspekt der Operation * Übertragen aus: Bertrand Meyer: On Formalism in Specifications, in Software(IEEE) Vol. 2, Iss. 1, 1985, Seite 7 Jan Christian Krause 5

6 Stand der Kunst (I) Inhaltliche Leitlinien für die Formulierung von Verträgen: [...] Rather, the architect should expose only what users of an element [an API] need to know in order to interact [or communicate] with it. [...] *, Seite 226 [...] Write down only those effects that are visible to a user [...] *, Seite. 230 * Entnommen aus: P. Clements, F. Bachmann, L. Bass, D. Garlan, J. Ivers, R. Little et al., Documenting Software Architectures Views and Beyond, Addison-Wesley Professional, 2002 Jan Christian Krause 6

7 Stand der Kunst (II) Verträge in der Praxis: Vorgabe eines Rasters, welches auszufüllen ist (z.b. Javadoc oder WSDL) Inhalte des Rasters sind öffentliche Signaturelemente einer Operation (z.b. Parameter, etc.), sowie Metadaten (z.b. Autor, etc.) Natürlichsprachliche Kurzbeschreibung dessen, was die Operation macht. Vor- und Nachbedingungen (meiner Erfahrung nach eher selten) etc. Jan Christian Krause 7

8 Stand der Kunst (III) Zusammenfassung: Weitgehend standardisiertes und etabliertes Vorgehensmodell Breite Werkzeugpalette verfügbar Seiteneffekte? Vollständigkeit natürlichsprachlicher Beschreibungen? Spezifikationen (z.b. einer Rechenvorschrift)? Nicht sichtbare Parameter (z.b. in Konfigurationsdateien)? Gefahr von Stille Jan Christian Krause 8

9 Stand der Kunst (IV) Beispiel für eine dokumentierte Operation: Schnittstellenelement Dokumentation Schnittstelle: CustomerCareService Provides eletronical services of the customer care department. Operation: findcustomerbyid Returns the customer-record with the given id. If no record is found, the result will be NULL. Parameter: Integer customerid The id of the customer to look for. Only values greater or equal to zero are valid. NULL is not permitted here. You can pass NULL only as parameter to the createcustomer-operation of this interface. Rückgabetyp: Customer The customer-record with the given id. Jan Christian Krause 9

10 Stand der Kunst (IV) Beispiel für eine dokumentierte Operation: Schnittstellenelement Dokumentation Schnittstelle: CustomerCareService Provides eletronical services of the customer care department. Operation: findcustomerbyid Returns the customer-record with the given id. If no record is found, the result will be NULL. Parameter: Integer customerid The id of the customer to look for. Only values greater or equal to zero are valid. NULL is not permitted here. You can pass NULL only as parameter to the createcustomer-operation of this interface. Rückgabetyp: Customer The customer-record with the given id. Redundanz (Rauschen der Kategorie 1) Jan Christian Krause 10

11 Stand der Kunst (IV) Beispiel für eine dokumentierte Operation: Schnittstellenelement Dokumentation Schnittstelle: CustomerCareService Provides eletronical services of the customer care department. Operation: findcustomerbyid Returns the customer-record with the given id. If no record is found, the result will be NULL. Parameter: Integer customerid The id of the customer to look for. Only values greater or equal to zero are valid. NULL is not permitted here. You can pass NULL only as parameter to the createcustomer-operation of this interface. Rückgabetyp: Customer The customer-record with the given id. Redundanz (Rauschen der Kategorie 1) Nicht problemrelevant (Rauschen der Kategorie 2) Jan Christian Krause 11

12 Stand der Kunst (IV) Beispiel für eine dokumentierte Operation: Veraltete Angaben (Rauschen der Kategorie 3) Schnittstellenelement Dokumentation Schnittstelle: CustomerCareService Provides eletronical services of the customer care department. Operation: findcustomerbyid Returns the customer-record with the given id. If no record is found, the result will be NULL. Parameter: Gefahr von Rauschen Integer customerid The id of the customer to look for. Only values greater or equal to zero are valid. NULL is not permitted here. You can pass NULL only as parameter to the createcustomer-operation of this interface. Rückgabetyp: Customer The customer-record with the given id. Redundanz (Rauschen der Kategorie 1) Nicht problemrelevant (Rauschen der Kategorie 2) Jan Christian Krause 12

13 Verträge mit them. Rastern (I) Grundkonzept: Beobachtung: Operationsbezeichner enthalten meist ein Verb Ein Verb hat eine Bedeutung, die durch zusätzliche Argumente (thematische Rollen) weiter spezifiziert werden kann Die Zuordnung von möglichen Argumenten zu einem Verb erfolgt über ein thematisches Raster Jan Christian Krause 13

14 Verträge mit them. Rastern (II) Beispiel: them. Raster für to find Name: Description: Verbs: Mandatory Roles: Optional Roles: Searching Operations Represents operations which fetch one or more objects from a defined source. The returned objects are identified by a specified set of criteria. find, get, search, look OBJECT, COMPARISON, SOURCE ORDERING, ALGORITHM Jan Christian Krause 14

15 Verträge mit them. Rastern (III) Beispiel - Vermeidung von Stille: Find [OBJECT] [COMPARISON] [SOURCE] Find [ OBJECT Customer] [ COMPARISON customerid] [ SOURCE???] Jan Christian Krause 15

16 Verträge mit them. Rastern (IV) Beispiel - Vermeidung von Rauschen: Parameter customerid Dokumentation The id of the customer to look for. Only values greater or equal to zero are valid. NULL is not permitted here. You can pass NULL only as parameter to the createcustomer-operation of this interface. 1. Thematische Rolle zuordnen Parameter Them. Rolle Dokumentation customerid PRIMARY KEY The id of the customer to look for. Only values greater or equal to zero are valid. NULL is not permitted here. You can pass NULL only as parameter to the createcustomer-operation of this interface. Jan Christian Krause 16

17 Verträge mit them. Rastern (IV) Beispiel - Vermeidung von Rauschen: Parameter Them. Rolle Dokumentation customerid PRIMARY KEY The id of the customer to look for. Only values greater or equal to zero are valid. NULL is not permitted here. You can pass NULL only as parameter to the createcustomer-operation of this interface. 2. Rauschen erkennen Parameter Them. Rolle Dokumentation customerid PRIMARY KEY The id of the customer to look for. Only values greater or equal to zero are valid. NULL is not permitted here. You can pass NULL only as parameter to the createcustomer-operation of this interface. Jan Christian Krause 17

18 Verträge mit them. Rastern (IV) Beispiel - Vermeidung von Rauschen: Parameter Them. Rolle Dokumentation customerid PRIMARY KEY The id of the customer to look for. Only values greater or equal to zero are valid. NULL is not permitted here. You can pass NULL only as parameter to the createcustomer-operation of this interface. 3. Rauschen entfernen Parameter Them. Rolle Dokumentation customerid PRIMARY KEY NULL is not permitted here. Jan Christian Krause 18

19 Veträge mit them. Rastern (V) Zusammenfassung: Stille und Rauschen kann mit Hilfe thematischer Raster vermieden werden Them. Raster helfen ebenfalls bei der Definition von Operationen einer Schnittstelle (z.b. bei der Bestimmung der Parameter) Them. Raster funktionieren ohne Kenntnis von Quelltexten Kardinalitäten thematischer Rollen nicht ableitbar (z.b. Anzahl SOURCEs) Qualität der Bezeichner determiniert Qualität der Unterstützung Them. Raster müssen definiert werden idocit! Bietet 22 Default-Raster Jan Christian Krause 19

20 Open Source Werkzeug idocit Kurzbeschreibung: Entstanden in der Bachelor-Arbeit von Dirk Meier-Eickhoff (AKRA GmbH) Eclipse Plugin (Indigo 3.7) Open Source-Projekt bei Google Code (http://code.google.com/p/idocit/) Unterstützt derzeit WSDL und Java Features: Editor zur Dokumentation mit them. Rollen und Rastern Anzeige passender them. Raster pro Operation HTML-Export der Dokumentation Erweiterbar um weitere Programmier- / Markupsprachen (als Plugins) Jan Christian Krause 20

21 Fallbeispiel: Ebay Trading API (I) Überblick: Ebay bietet Web Service zur Integration von Ebay-Diensten in Anwendungen Analysiert wird die Operation getfeedback(...) Ziel: Ermittlung von Stille und Rauschen Nutzung von idocit! als Analyse-Werkzeug Jan Christian Krause 21

22 Fallbeispiel: Ebay Trading API (II) Ergebnisse - Stille: Sortierung der zurückgelieferten Bewertungen ist nicht spezifiziert [them. Rolle ORDERING] Unterschiedliche Datenquellen (Sandbox- und Produktivumgebung) sind nur unzureichend dargestellt [them. Rolle SOURCE] Berechnungsvorschrift für die Feedback-Punktzahl ist nicht dokumentiert (findet sich an anderer Stelle in der Ebay Online-Hilfe) [them. Rolle FORMULA] Jan Christian Krause 22

23 Fallbeispiel: Ebay Trading API (III) Ergebnisse - Rauschen: Vermeidung von Redundanz durch Nutzung der Rolle PRIMARY KEY für ID- Felder (z.b. FeedbackID) Durch Anwendung des Lokalitätsprinzips bzgl. Felddokumentation lässt sich viel Rauschen der Kategorie 2 einsparen, z.b. bei Feld DetailLevel. Jan Christian Krause 23

24 Zusammenfassung und Ausblick Zusammenfassung: Thematische Raster können helfen Stille und Rauschen zu vermeiden Voraussetzung sind präzise gewählte Verben in den Operationsbezeichnern Kardinalitäten thematischer Rollen sind nicht ableitbar AKRA sammelt Erfahrungen mit diesem Verfahren in mehreren Projekten Offen bleibt: wie viel Dokumentation schafft wirklichen Mehrwert? Ausblick: Weiterentwicklung von idocit! (Usability, Stabilität, etc.) Definition domänenspezifischer thematischer Raster Nutzung der Erkenntnisse im Bereich der Workflow-Modellierung Dokumentation von Klassenmodellen mithilfe them. Rollen Jan Christian Krause 24

25 Diskussion Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Haben Sie Fragen, Anregungen oder Kritik? Jan Christian Krause 25

26 Kontakt Jan Christian Krause AKRA GmbH Domstraße Hamburg Tel.: +49(0)40/ Fax: +49(0)40/ Jan Christian Krause 26

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