Timo Wagner & Sebastian Kühn Entwurf einer Multi-Tier Anwendung in ASP.NET

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1 Timo Wagner & Sebastian Kühn Entwurf einer Multi-Tier Anwendung in ASP.NET

2 Überblick 1.Einfürung in die Multi-Tier Architektur 2.Ausgangspunkt und Probleme 3.Rundgang durch die Architektur 4.Architektur in der Praxis und Fazit Architektur einer Multi-Tier Anwendung 2

3 Multi-Tier Architektur Anwendung wird in mehrere Schichten aufgeteilt Eine Schicht enthält logisch zusammengehörige Funktionalität Diese sind weitgehend unabhängig voneinander Architektur einer Multi-Tier Anwendung 3

4 Multi-Tier Architektur Schicht 4 Präsentation Schicht 3 - Sicht Schicht 2 - Modell Schicht 1 Datenzugriff Schicht 0 - Datenbank Architektur einer Multi-Tier Anwendung 4

5 Bewertung der Architektur Bessere Testbarkeit Möglichkeit die Schichten unabhängig voneinander zu Programmieren Gute Änder-, Erweiter- und Wartbarkeit Probleme mit RAD-Entwicklungsumgebungen Anfängliche Komplexität Architektur einer Multi-Tier Anwendung 5

6 Überblick 1.Einfürung in die Multi-Tier Architektur 2.Ausgangspunkt und Probleme 1.Ausgangspunkt 2.Gefundene Antipattern 1.Copy & Paste Programmierung 2.The Blob 3.Poltergeist 3.Rundgang durch die Architektur 4.Architektur in der Praxis und Fazit Architektur einer Multi-Tier Anwendung 6

7 Ausgangspunkt Ursprüngliche Aufgabe: Erstellen von "Komponenten" für eine Liegenschaftsverwaltung Bereits begonnene Anwendung in C# mit ASP.Net und MS SQL-Server Nach Codereview Entscheidung für ein großes Refactoring Architektur einer Multi-Tier Anwendung 7

8 Probleme der vorhandenen Anwendung (1) Entstandenes Anti-Pattern: Copy-and- Paste Programmierung Code der durch Kopieren und Einfügen von Anweisungen mit dem Editor wiederverwendet wird, führt zu signifikanten Wartungsproblemen. [1] Architektur einer Multi-Tier Anwendung 8

9 Folgen des Copy & Paste Anti- Patterns (1) Ein an einer Stelle behobener Fehler taucht an anderen Stellen immer wieder auf Es wird schwierig alle Instanzen eines Fehlers zu finden und zu beseitigen Der Codeumfang nimmt zu ohne das die Produktivität steigt [1] Architektur einer Multi-Tier Anwendung 9

10 Folgen des Copy & Paste Anti- Patterns (2) Führt zu einem Anstieg der Softwarewartungskosten Wiederverwendbare Elemente werden nicht in eine leicht wiederzuverwendende, dokumentierte Form gebracht. [1] Architektur einer Multi-Tier Anwendung 10

11 Copy & Paste - Beispiel Architektur einer Multi-Tier Anwendung 11

12 Probleme der vorhandenen Anwendung (2) Entstandenes Anti-Pattern The Blob Prozedurales Design führt zu einem riesigen Objekt mit einem Löwenanteil an den Verantwortlichkeiten, während die meisten anderen Objekte nur Daten enthalten. [1] Architektur einer Multi-Tier Anwendung 12

13 Folgen des The Blob Anti- Patterns (1) Der Blob beeinträchtigt die inherhärenten Vorteile eines objektorientierten Designs. Die Blob-Klasse ist typischerweise zu komplex für die Wiederverwendung und für Tests. Es kann [...] ausufernde komplexität mit sich bringen, wenn der Blob für Untergruppen seiner Funktionalität wiederverwendet wird. [1] Architektur einer Multi-Tier Anwendung 13

14 Schicht 2 Folgen des The Blob Anti-Patterns (2) Verständlichkeit des Codes leidet. Für die Verwendung des Blobs ist ein tiefes Verständnis des Codes notwendig (Kenntnis der genauen Verwendungsschritte) Architektur einer Multi-Tier Anwendung 14

15 The Blob - Beispiel steuerung::pagehelper +ReadDataFromBusinessObjectAndDisplayThem() +SetDataFromBusinessObject() +ValidatePageAndSetValuesToBusinessObject() +ExtractDataFromBusinessObjectAndDisplayThem() +AddValuesToTable() +AddRowsToTableWeiterPersonen() +AddRowsToTableChildren() +GenerateDataGrid() +SetBoundedColumns() +AddDateTimeBoundedColumns() +AddDecimalBoundedColumns() +GenerateModalColumn() +GetDataSource() +AddSumsToDatagrid() +BindDataGridWithoutBusinessObjects() +SetBoundedColumns2() +RenameLabelsAndBindDataToDropDownList() +GetTableFromDataBase() +SetBusinessObjNotActive() +CheckRegularExpression() +SaveMandant() +GetTabStripsItemFromNode() +BuildXmlNodeForTabStrip() Architektur einer Multi-Tier Anwendung 15

16 Probleme der vorhandenen Anwendung (3) Entstandenes Anti-Pattern: Poltergeist Poltergeister sind Klassen mit sehr beschränkten Aufgaben und Lebenszyklen. Sie starten oft Prozesse für andere Objekte. [1] Architektur einer Multi-Tier Anwendung 16

17 Folgen des Poltergeist Anti- Patterns Zustandslose Objekte Temporäre Objekte mit kurzer Lebensdauer Klassen mit einer Operation, die nur vorhanden ist um andere Klassen über andere Verbindungen aufzurufen Zu jeder neuen Klasse muss eine weitere Klasse erstellt werden Architektur einer Multi-Tier Anwendung 17

18 Poltergeist - Beispiel BusinessFramework::BusinessObjectManager +BusinessDataObject : BusinessDataBase #createbusinessobject() : BusinessObject BusinessFramework::BusinessDataBase +Tabelle : string <ConcreteObjectManager> daten_objekte::dataaccess BusinessFramework::BusinessObject <ConcretetObject> Architektur einer Multi-Tier Anwendung 18

19 Überblick 1.Einfürung in die Multi-Tier Architektur 2.Ausgangspunkt und Probleme 3.Rundgang durch die Architektur 1.Datenzugriffsebene 2.Modellebene 3.Darstellungsebene 4.Architektur in der Praxis und Fazit Architektur einer Multi-Tier Anwendung 19

20 Architektur Überblick Strukturierung der Anwendung in Ebenen (MVP-Pattern) Präsentationsebene Browser Viewebene Web-Komponenten Modellebene Serviceebene Logikebene Datenzugriffsebene Architektur einer Multi-Tier Anwendung 20

21 Multi-Tier Architektur Schicht 4 Browser (Präsentation) Schicht 3 - Sicht Schicht 2 - Modell Schicht 1 Datenzugriff Schicht 0 - Datenbank Architektur einer Multi-Tier Anwendung 21

22 Verzeichnisstruktur (1) Spiegelt Schichten wieder Eine Schicht bildet einen eigene Namespace und ein Verzeichnis (so wie es in Java erzwungen wird) Zwei getrennte Bäume für Code und Unit Tests Architektur einer Multi-Tier Anwendung 22

23 Verzeichnisstruktur (2) src test DataAccess DataAcess SqlServer MockDao Modell Modell Liegenschaften Bauwerke Service Liegenschaften Bauwerke View Architektur einer Multi-Tier Anwendung 23

24 Multi-Tier Architektur Schicht 4 Browser (Präsentation) Schicht 3 - Sicht Schicht 2 - Modell Schicht 1 Datenzugriff Schicht 0 - Datenbank Architektur einer Multi-Tier Anwendung 24

25 Datenzugriffsebene (1) Sorgt für den Datenbank unabhängigen Zugriff auf die Daten Die Schnittstelle wird über Interfaces definiert Eine konkrete Implementierung für eine Datenbank implementiert diese Schnittstellen Architektur einer Multi-Tier Anwendung 25

26 Datenzugriffsebene (2) src/dataaccess src/data.../sqlserver IAdresseDao AdresseDao IGrundbuchDao GrundbuchDao ILanguageDao LanguageDao ILiegenschaftDao LiegenschaftDao ConnectionFactory Architektur einer Multi-Tier Anwendung 26

27 Multi-Tier Architektur Schicht 4 Browser (Präsentation) Schicht 3 - Sicht Schicht 2 - Modell Schicht 1 Datenzugriff Schicht 0 - Datenbank Architektur einer Multi-Tier Anwendung 27

28 Modellebene Modelliert die Beziehungen der Daten untereinander Kapselt Konsistenzprüfungen und Berechnungen Architektur einer Multi-Tier Anwendung 28

29 Beispiel Person namespace Liegenschaften.Modell { public class Person { public string Name { get{ return name; } set { name = value; } } public DateTime Geburtsdatum {... } private string name; private DateTime geburtsdatum; Architektur einer Multi-Tier Anwendung 29

30 ... public int Alter { get{ DateTime today = DateTime.Today; int offset = 0; if ((geburtsdatum.month > today.month) (geburtsdatum.month == today.month && geburtsdatum.day > today.day)) { offset = 1; } return (today.year - geburtsdatum.year) - offset; } } Architektur einer Multi-Tier Anwendung 30

31 [TestFixture] public class PersonTests { [Test] public void BerechnungAlter() { Person p = new Person("", ""); p.geburtsdatum = DateTime.Today.AddYears(-3); Assert.AreEqual(3, p.alter);... } p.geburtsdatum = DateTime.Today.AddYears(-42).AddDays(1); Assert.AreEqual(41, p.alter); p.geburtsdatum = DateTime.Today.AddYears(-42).AddDays(-1); Assert.AreEqual(42, p.alter); Architektur einer Multi-Tier Anwendung 31

32 Multi-Tier Architektur Schicht 4 Browser (Präsentation) Schicht 3 - Sicht Schicht 2 - Modell Schicht 1 Datenzugriff Schicht 0 - Datenbank Architektur einer Multi-Tier Anwendung 32

33 Darstellungsebene Stellt die Daten der Modellebene dar Ermöglicht Interaktion mit dem Nutzer Durch Austausch dieser Ebene kann die Anwendung z.b. sowohl im Web als auch als Client-Anwendung verwendet werden Enthält keine Geschäftlsogik sondern nur Anzeigelogik Architektur einer Multi-Tier Anwendung 33

34 Darstellung einer Seite - 1.Wenn Postback Theorie 1.Postback-Daten auslesen und im Modell speichern 2.Seite mittels der Modelldaten erzeugen Architektur einer Multi-Tier Anwendung 34

35 Darstellung einer Seite 1.Wenn Postback ASP.Net Praxis 1.Postback-Daten auslesen und im Modell speichern 2.Seite erzeugen 3.Bearbeiten der Ereignisse 1.ggf. Modellebene anpassen 4.Modelldaten darstellen Architektur einer Multi-Tier Anwendung 35

36 Überblick 1.Einfürung in die Multi-Tier Architektur 2.Ausgangspunkt und Probleme 3.Rundgang durch die Architektur 4.Architektur in der Praxis und Fazit Architektur einer Multi-Tier Anwendung 36

37 Multi-Tier in der Praxis Absolute Trennung der Schichten ist nicht immer möglich oder praktikabel Teilweise großer Overhead Einführung einer Service-Schicht Service-Schicht hält Anwendung zusammen Beispiel: Übersetzung in Darstellungsschicht mittles ILanguageDao Architektur einer Multi-Tier Anwendung 37

38 Architektur in der Praxis Schicht 4 Präsentation Schicht 3 - Sicht Schicht 2 - Modell Schicht 1 Datenzugriff Service Schicht Schicht 0 - Datenbank Architektur einer Multi-Tier Anwendung 38

39 Zusammenfassung Leichtere Erweiterbarkeit Maximierung der Wiederverwendbarkeit Bessere Verteilungsmöglichkeiten der Entwicklungsarbeit Leichter verständliches Design durch allgemein bekannte Entwurfsmuster und "Best Practices" Minimierung des Wartungsaufwandes Architektur einer Multi-Tier Anwendung 39

40 Literatur [1] Brown et.al. AntiPatterns Entwurfsfehler erkennen und vermeiden, mitp Verlag, 1. Auflage, 2004 [2] Gamma et.al. Entwurfsmuster Elemente wiederverwendbarer Software, Addison-Wesley, 1. Auflage 1996 Architektur einer Multi-Tier Anwendung 40

41 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Fragen? Architektur einer Multi-Tier Anwendung 41

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