19.0 Serviceorientiertes Software-Engineering

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1 19.0 Serviceorientiertes Software-Engineering neues Paradigma Cloud-Computing Dienstanbieter (Hosting) vorhandene Infrastruktur (Internet) zwei Ansätze des Software-Engineering Service-Engineering Entwicklung verlässlicher wiederverwendbarer Dienste Entwicklung für Wiederverwendbarkeit Softwareentwicklung mit Services Entwicklung verlässlicher Software mit Services als Basiskomponenten Entwicklung mit Wiederverwendung Stand: Folie Services als wiederverwendbare Komponenten Definition A loosely-coupled, reusable software component that encapsulates discrete functionality which may be distributed and programmatically accessed. A web service is a service that is accessed using standard Internet and XML-based protocols Weiterentwicklung der kombinierbaren Komponenten unabhängig keine Benötigt -Schnittstelle Kommunikation über Nachrichten Nutzung von Internetprotokollen Stand: Folie

2 19.1 Web Service Description Language WSDL Service-Beschreibung durch WSDL What: Welche Operationen unterstützt der Service? How: Wie wird der Service aufgerufen? Where: Wo ist der Service zu finden? Struktur einer Beschreibung Einleitung XML-Namensraumdeklarationen Abstrakte Schnittstelle Deklarationen der in den Nachrichten verwendeten Typen Beschreibung der bereitgestellten Operationen Beschreibung der Ein- und Ausgabenachrichten Konkrete Implementierung Angabe des Protokolls (Bindung), in der Regel SOAP Speicherort (Endpunkt), angegeben durch URI Stand: Folie Auszug einer WSDL-Beschreibung (1) Define some of the types used. Assume that the namespace prefixes ws refers to the namespace URI for XML schemas and the namespace prefix associated with this definition is weathns. <types> <xs: schema targetnamespace = xmlns: weathns = /weathns > <xs:element name = PlaceAndDate type = pdrec /> <xs:element name = MaxMinTemp type = mmtrec /> <xs: element name = InDataFault type = errmess /> <xs: complextype name = pdrec <xs: sequence> <xs:element name = town type = xs:string /> <xs:element name = country type = xs:string /> <xs:element name = day type = xs:date /> </xs:complextype> Definitions of MaxMinType and InDataFault here </schema> </types> Stand: Folie

3 19.1 Auszug einer WSDL-Beschreibung (2) Now define the interface and its operations. In this case, there is only a single operation to return maximum and minimum temperatures. <interface name = weatherinfo > <operation name = getmaxmintemps pattern = wsdlns: in-out > <input messagelabel = In element = weathns: PlaceAndDate /> <output messagelabel = Out element = weathns:maxmintemp /> <outfault messagelabel = Out element = weathns:indatafault /> </operation> </interface> Nachteile der WSDL-Beschreibung keine Beschreibung der Semantik keine Beschreibung der nichtfunktionalen Eigenschaften Stand: Folie Service-Engineering Entwicklung von Services zur Wiederverwendung in serviceorientierten Anwendungen Service als wiederverwendbare Abstraktion, die in verschiedenen Systemkontexten genutzt werden kann Service stabil und zuverlässig mit allgemein nützlicher Funktionalität Service so dokumentiert, dass Nutzer ihn finden und verstehen können Stand: Folie

4 19.2 Vorgehen beim Service-Engineering Ermittlung von Servicekandidaten Identifizierung zu implementierender Dienste Ergebnis: Anforderungsdefinitionen für den Service Serviceentwurf Entwurf der Schnittstelle Ergebnis: Spezifikation der Schnittstelle in WSDL Serviceimplementierung Implementation und Test Ergebnis: validierter Service Bereitstellung Ergebnis: bereitgestellter validierter Service Stand: Folie Ermittlung von Servicekandidaten Services sollen Geschäftsprozesse unterstützen Ermittlung von Servicekandidaten erfordert Analyse und Verständnis der Geschäftsprozesse wiederverwendbare Services zur Unterstützung der Prozesse Arten von Services Hilfsservices allgemeine Funktionalität für verschiedene Geschäftsprozesse Geschäftsservices verknüpft mit einer bestimmten Geschäftsfunktion Koordinations- / Prozessservices unterstützen zusammengesetzte Prozesse mit verschiedenen Handelnden und Tätigkeiten Stand: Folie

5 Ermittlung von Servicekandidaten Typen von Services aufgabenorientiert (auftragsorientiert) verknüpft mit einer Tätigkeit Hilfsservices, Geschäftsservices, Koordinationsservices objektorientiert (entitätsorientiert) verknüpft mit einem Geschäftsobjekt Hilfsservices, Geschäftsservices eáäñëëéêîáåéë déëåü ÑíëëÉêîáÅÉë hççêçáå~íáçåëëéêîáåéë ^ìñö~äé t ÜêìåÖëìãêÉÅÜåÉê s~äáçáéêéå=îçå= séê~êäéáíéå=îçå= E^ìÑíê~ÖF ^êäéáíëâê ÑíÉîÉêãáííäìåÖ ^åíê~öëñçêãìä~êéå ÄÉêéêΩÑÉå=ÇÉë= hêéçáíê~üãéåë pééëéå~äêéåüåìåöéå _Éò~ÜäìåÖ=ÉñíÉêåÉê= wìäáéñéêéê läàéâí Ebåíáí íf açâìãéåíñçêã~íéêωñìåö téäñçêãìä~êl ujijhçåîéêíéê pééëéåñçêãìä~ê fãã~íêáâìä~íáçåë~åíê~ö Stand: Folie Leitfragen zur Ermittlung von Kandidaten Ist der Service mit einem einzigen logischen Objekt verknüpft, das in unterschiedlichen Geschäftsprozessen verwendet wird? Ist der Service mit einer Aufgabe verknüpft, die von verschiedenen Personen in der Organisation ausgeführt wird? Wird dann die nötige Standardisierung akzeptiert? Ist der Service unabhängig? Benötigt er andere Services? Muss der Service für seinen Betrieb einen Zustand verwalten? Ist eine Datenbank nötig? Könnte der Service von Clients außerhalb der Organisation benutzt werden? Gibt es interne und externe Benutzer? Stellen unterschiedliche Benutzer unterschiedliche nicht-funktionale Anforderungen? Sind dazu verschiedene Versionen erforderlich? Stand: Folie

6 Szenario: Katalogservice Anbieter von Computerausrüstung stellt Katalog zur Verfügung, der die angebotenen kundenspezifischen Systemzusammenstellungen mit den kundenspezifischen Preisen enthält Bestellungen laufen davon getrennt über Beschaffungssysteme Funktionale Anforderungen Kundenspezifische Version Herunterladbar zum Offline-Blättern Vergleich von Spezifikation und Preis von bis zu vier Artikeln Blätter- und Suchfunktionen Reservierungen für 48 Stunden, in denen bestellt werden muss Nichtfunktionale Anforderungen Zugriff nur für Mitarbeiter berechtigter Kunden kundenspezifische Zusammenstellungen und Preise vertraulich von 7 bis 23 Uhr verfügbar Verarbeitung von bis zu zehn Anforderungen pro Sekunde Stand: Folie Entwerfen von Serviceschnittstellen Logischer Schnittstellenentwurf Festlegung der Anforderungen Definition der Operationen, ihrer Parameter und Ausnahmen Nachrichtenentwurf Festlegung der Struktur der empfangenen und gesendeten Nachrichten (z.b. in UML) Minimierung der Anzahl der Nachrichten zur kompletten Ausführung des Service bei servicespezifischen Anwendungszuständen Zustandsinformationen in die Nachrichten aufnehmen Beschreibung mit WSDL Stand: Folie

7 Szenario: Operationen des Katalogservice lééê~íáçå bêëíéääéh~í~äçö séêöäéáåüé wéáöé pìåüé dáäa~íìã oéëéêîáéêé _ÉëÅÜêÉáÄìåÖ ÉêëíÉääí=ëéÉòáÑáëÅÜÉ=sÉêëáçå=ÇÉë=h~í~äçÖë=ÑΩê=ÄÉëíáããíÉå=hìåÇÉå çéíáçå~äéê=m~ê~ãéíéê=ñωê=déåéêáéêìåö=éáåéë=mac=òìã=açïåäç~ç ëíéääí=séêöäéáåü=îçå=äáë=òì=ëéåüë=jéêâã~äéå=ñωê=äáë=òì=îáéê=^êíáâéä=ç~ê òéáöí=~ääé=a~íéå=òì=éáåéã=^êíáâéä=~å ÇìêÅÜëìÅÜí=ÇÉå=h~í~äçÖ=~åÜ~åÇ=ÉáåÉë=äçÖáëÅÜÉå=^ìëÇêìÅâë ÖáÄí=ÉáåÉ=iáëíÉ=~ääÉê=é~ëëÉåÇÉå=^êíáâÉä=~ìë ÖáÄí=Ç~ë=îçê~ìëëáÅÜíäáÅÜÉ=iáÉÑÉêÇ~íìã=ÑΩê=ÉáåÉå=^êíáâÉä êéëéêîáéêí=çáé=^êíáâéäi=çáé=çéê=hìåçé=äéëíéääéå=ïáää äáéñéêí=^êíáâéäáåñçêã~íáçå=ñωê=ç~ë=_éëíéääëóëíéã=çéë=hìåçéå Stand: Folie Szenario: Entwurf der Katalogschnittstelle lééê~íáçå báåö~äéå ^ìëö~äéå ^ìëå~üãéå bêëíéääéh~í~äçö ÉâbáåW råíéêåéüãéåëfa maccä~ö Éâ^ìëW roi=çéë=h~í~äçöë ÉâcÉÜäW ìåöωäíáöé=råíéêåéüãéåëfa séêöäéáåüé îöbáåw råíéêåéüãéåëfa ^êíáâéä~ííêáäìí=eäáë=òì=sf ^êíáâéäåìããéê=eäáë=òì=qf îö^ìëw roi=çéê=q~äéääé îöcéüäw ìåöωäíáöé=råíéêåéüãéåëfa ìåöωäíáöé=^êíáâéäåìããéê ìåäéâ~ååíéë=^ííêáäìí wéáöé òöbáåw råíéêåéüãéåëfa ^êíáâéäåìããéê òö^ìëw roi=çéê=péáíé òöcéüäw ìåöωäíáöé=råíéêåéüãéåëfa ìåöωäíáöé=^êíáâéäåìããéê pìåüé ëìbáåw råíéêåéüãéåëfa pìåüëíêáåö ëì^ìëw roi=çéê=iáëíé ëìcéüäw ìåöωäíáöé=råíéêåéüãéåëfa ÑÉÜäÉêÜ~ÑíÉê=pìÅÜëíêáåÖ Stand: Folie

8 Szenario: Entwurf der Katalogschnittstelle lééê~íáçå báåö~äéå ^ìëö~äéå ^ìëå~üãéå dáäa~íìã ÖÇbáåW råíéêåéüãéåëfa ^êíáâéäåìããéê ^åò~üä ÖÇ^ìëW ^êíáâéäåìããéê iáéñéêç~íìã ÖÇcÉÜäW ìåöωäíáöé=råíéêåéüãéåëfa ìåöωäíáöé=^êíáâéäåìããéê ^êíáâéä=åáåüí=îéêñωöä~ê ^åò~üä=z=m oéëéêîáéêé êîbáåw råíéêåéüãéåëfa ^êíáâéäåìããéê ^åò~üä êî^ìëw ^êíáâéäåìããéê ^åò~üä iáéñéêç~íìã píωåâéêéáë déë~ãíéêéáë êîcéüäw ìåöωäíáöé=råíéêåéüãéåëfa ìåöωäíáöé=^êíáâéäåìããéê ^åò~üä=z=m Stand: Folie Szenario: UML Definition der Nachrichten gdein uid: String artnum: integer anz: integer size (uid) = 8 size (artnum) = 10 anz > 0 gdaus artnum: integer liefdat: Date size (artnum) = 10 liefdat > Today() gdfehl fehlnum: integer fehlnum = 1: uid ungültig 2: artnum ungültig 3: anz<=0 4: Artikel nicht verfügbar Stand: Folie

9 Implementierung und Bereitstellung Programmierung Nutzung üblicher Programmiersprachen und Bibliotheken gesamter Service oder Schnittstelle für vorhandene Komponente oder Altsystem Testen formal mit Testwerkzeugen für WSDL-Spezifikation funktional durch gültige Eingabenachrichten Ausnahmebehandlung durch ungültige Eingabenachrichten Bereitstellen Installation auf Webserver Veröffentlichung der Servicebeschreibung für potentielle Nutzer Stand: Folie Servicebeschreibung Information über den Serviceanbieter Angaben über das Unternehmen Kontaktdaten wichtig für Vertrauen in den Service Informelle Beschreibung der Funktionalität wichtig zur Beurteilung des Nutzens in natürlicher Sprache Detaillierte Beschreibung der Schnittstelle Syntax und Semantik formale Beschreibung z.b. WSDL Registrierungsmöglichkeit Benachrichtigung bei Aktualisierungen Stand: Folie

10 Services an Altsystemen Einbindung von Altsystemen in neue Anwendungen Nutzung vorhandener Funktionalität Reduzierung von Entwicklungskosten Services als Hülle für das Altsystem Funktionalität geeignet aufteilen auf verschiedene Services Nutzung der vorhandenen Funktionalität vollständig über Web-Schnittstelle auch durch externe Anwendungen möglich Stand: Folie Softwareentwicklung mit Services Kombination und Konfigurierung von Services zu neuen zusammengesetzten Services und Anwendungen Softwareentwurf mit Wiederverwendung (Komposition) Verfügbarkeit der Services muss gewährleistet sein Workflow als Basis der Kombination Workflow als Sequenz von Aktivitäten, die zusammen einen Geschäftsprozess darstellen Ergebnisse einer Aktivität können zu Eingaben einer nachfolgenden Aktivität werden Ergebnisse einer Aktivität können zur Rückgängigmachung einer vorangehenden Aktivität führen (Kompensationsaktion) Beispiel: Urlaubspaket mit Flugbuchung, Hotelbuchung, Mietwagenbuchung etc. Stand: Folie

11 19.3 Serviceerstellung durch Komposition (1) Workflow- Skizze formulieren Services suchen Services auswählen Workflow verfeinern Workflow- Programm schreiben Service testen Workflow- Entwurf Serviceliste Servicespezifikation Workflow- Entwurf ausführbarer Workflow bereitzustellender Service Stand: Folie Serviceerstellung durch Komposition (2) Workflow-Skizze formulieren idealer abstrakter Entwurf anhand der Anforderungen an den zusamengesetzten Service Services suchen Registrierungen und Kataloge durchsuchen: angebotene Services Anbieter Details der Bereitstellung Mögliche Services auswählen nach Funktionalität nach Kosten nach Qualität Stand: Folie

12 19.3 Serviceerstellung durch Komposition (3) Workflow verfeinern Präzisierung der bisher abstrakten Beschreibung ggf. Aktivitäten hinzufügen oder streichen ggf. zurück zur Suche gehen Workflow-Programm schreiben Schnittstelle des kombinierten Service definieren (WSDL) Programm schreiben in konventioneller Programmiersprache (z.b. Java oder C#) in spezieller Workflow-Sprache (z.b. WS-BPEL) Fertigen Service / fertige Anwendung testen komplexer als Komponententests Stand: Folie Entwurf und Implementierung von Workflows Analyse der Geschäftsprozesse Aktivitäten Informationsaustausch Spezifikation mit formaler Notation UML-Aktivitätsdiagramme BPMN (Business Process Model and Notation) Implementieren der nicht verfügbaren Services Java und C# unterstützen Zusammenstellung von Webservices Erzeugen der ausführbaren Version des Workflows automatische Übersetzung von BPMN in WS-BPEL-Code Stand: Folie

13 BPMN Aktivitäten ausgeführt durch Mensch oder Service dargestellt durch abgerundete Rechtecke Ereignisse treten während des Geschäftsprozesses ein dargestellt durch Kreise Gateways Verzweigungen / Entscheidungen oder Zusammenführung dargestellt durch Rauten Abfolge von Aktivitäten dargestellt durch durchgezogene Pfeile Nachrichtenfluss dargestellt durch gestrichelte Pfeile Stand: Folie Beispiel eines Workflows in BPMN erneut versuchen keine Zimmer frei hotels. keineverfuegbarkeit abbrechen hotels. holevorgaben hotels. ueberpruefeverfuegbarkeit Zimmer OK hotels. reservierezimmer hotels. bestaetigereservierung Kunde Stand: Folie

14 Interagierende Workflows in BPMN Stand: Folie Testen von Services (1) externe Services kein Zugriff auf den Quellcode Verifikation nicht möglich viele übliche Testverfahren nicht möglich jederzeit Modifikationen durch Anbieter möglich vorhandene Testergebnisse verlieren ihre Gültigkeit dynamisch gebundene Services Tests unter allen möglichen Bindungen erforderlich kostenpflichtige Services Kosten beim Testen möglicherweise Abonnement vor Test erforderlich Stand: Folie

15 Testen von Services (2) nichtfunktionales Verhalten prinzipiell Tests unter verschiedener Last nötig aber wie? Kompensationsaktionen oft bei Ausfall eines Service schwer zu testen / zu simulieren Stand: Folie