A L L G E M E I N E Transformationstechniken

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1 A L L G E M E I N E Transformationstechniken Seminarvortrag im Rahmen der Projektgruppe Infrastruktur zur Konstruktion, Analyse und Validierung komponentenbasierter Systeme Universität Paderborn

2 Motivation Transformation von Modellen - für kleine Modelle: + zumeist per Hand codiert - für grosse Modelle: + repetitive Tätigkeiten + Automatisierung erwünscht + Fehler bei Codierung minimieren Modelltransformationtechniken - unterschiedliche Klassifizierungansätze - (Triple) Graph Grammatiken (bekannt aus Projektgruppe) - Was für andere Transformationstechniken existieren noch? 2

3 Inhalt Klassifizierung: Feature Diagramm - Welche Klassifizierungsmerkmale existieren? Kategorisierung der Transformationstechniken - Model to Code approaches + Visitor based approach + Template based approaches [AndroMDA, JET] - Model to Model approaches + Direct Manipulation + Relational / Logic based programming + Graph Transformation + Others [XSLT] Zusammenfassung / Fazit 3

4 Inhalt Klassifizierung: Feature Diagramm - Welche Klassifizierungsmerkmale existieren? Kategorisierung der Transformationstechniken - Model to Code approaches + Visitor based approach + Template based approaches [AndroMDA, JET] - Model to Model approaches + Direct Manipulation + Relational / Logic based programming + Graph Transformation + Others [XSLT] Zusammenfassung / Fazit 4

5 Exkurs: Das Feature Diagramm Klassifizierung von Modelltransformationen - zur feingranularen Klassifizierung: Feature Diagramme Exkurs: Feature Modeling / Feature Diagram - Allgemeine Notation in Domain Analysis, Klassifzierung - modeling the common and the variable properties of concepts and their independencies and organizing them into a coherent model refered as feature model. Mandatory feature Optional feature Alternative feature (1) (2) (3) a a (Inclusive)-Or feature b c b c {ab}, {abc} {ab}, {ac} 5

6 Top Level Area Model Transformation im weiteren... 6

7 Directionality - Transformations: + undirectional + bidirectional [Relational approach, QVTP] - bidirectional Rules - 2 separate unidirectional rules 7

8 Top Level Area Transformation Rules 8

9 Inhalt Klassifizierung: Feature Diagramm - Welche Klassifizierungsmerkmale existieren? Kategorisierung der Transformationstechniken - Model to Code approaches + Visitor based approach + Template based approaches [AndroMDA, JET] - Model to Model approaches + Direct Manipulation + Relational / Logic based programming + Graph Transformation + Others [XSLT] Zusammenfassung / Fazit 9

10 Kategorisierung d. Transformationstechniken - Model to Code approaches Source Model A + visitor based approach + template based approaches - Model to Model approaches + Relational approach / Logic based programming + Graph Transformation approach + Others Model2Model Model2Code Target Model B Code XML/XMI, Java, C++, SQL, PNML Model2Code - 'Model to Code' ein Speziallfall des 'Model to Model' Ansatzes + MetaModel der Zielsprache wird benötigt /. - Code als AST (Abstract Syntax Tree) - XML als DOM-Baum anweisung1() If (name= Hans ) { anweisung2(); anweisung3(); } anweisung1 if <<condition>> name= Hans anweisung2 anweisung3 SourceCode AST Ausprägung 10

11 Visitor based approach - Model implementiert einen Visitor Mechanismus - Externes Programm läuft durch das Model und dabei den Code generieren - Vertreter: Jamda ( jamda.sourceforge.net ) + Source Model: UML Klassendiagramm als XMI-Export + CodeWriters (abgeleitete Klassen von ModelTransformer) < - Vorteil für kleine Modelle schnell erstellt compilierte Ausführung - Nachteil Anpassbarkeit / Erweiterbarkeit Unidirectional Transformation 11

12 Template based approach - zumeist verwendeter Ansatz heutiger Case / MDA Tools - Templates (Textvorlagen/-bausteine) werden beim Auftreten eines bestimmten Modelelementes (LHS) zur Erzeugung des Codes (RHS) verwendet - Templates wiederrum können Templates enthalten - Mehr oder weniger umfangreiche Logic auf Templateebene + Zugriff auf das LHS Model, Bedingungen, Schleifeniteratoren,... - Vertreter: AndroMDA, JET, FUUT-je, ArcStyle, OptimalJ, XDE,... 12

13 AndroMDA MDA MDA - Model Driven Architecture - MDA ist kein Case-Tool sondern ein Konzept [1] - Object Management Group (OMG) Platform Independant Model (PIM) wird in ein Platform Specific Model (PSM) transformiert Deployment Model [2] A PIM B PSM (Java) <<interface>> A <<interface>> B Platform Independent Model (PIM) z.b. UML/XMI Model Transformation Platform Description Model (PDM) z.b. Descirption Model for EJBs Platform Specific Model (PSM) z.b. EJB-Klassen X Transformation AImpl X BImpl PSM: Java,.NET, CORBA, XML, J2EE (Bea, Websphere,...) 13

14 AndroMDA ( AndroMDA templatebasierter Codegenerator Architektur: aufbauend auf frei verfügbaren Technologien Case Tools (via XMI) / Velocity / XDoclet Codegenerierung nach: XML, EJB, J2EE, Struts, Hibernate, JDO,... 14

15 AndroMDA PIM Modellierung Stereotyp Export nach XMI 15

16 AndroMDA - Cartridges - Cartridges als Erweiterungsmodule - Cartridge Descriptor File als 'Controller' + 'was für ein Template soll generiert werden?' <cartridge name="ejb"> <property name="persistence" value="ejb" /> <stereotype name="entity" /> <stereotype name="service" />... Stereotyp aus PIM Model <template stereotype="entity" sheet="templates/entitybean.vsl" outputpattern="{0}/{1}bean.java" outlet="entity-beans" overwrite="true" /> <template stereotype="service" sheet="templates/sessionbean.vsl" outputpattern="{0}/{1}bean.java" outlet="session-beans" overwrite="true" /> <template stereotype="service" sheet="templates/sessionremotehome.vsl"... outputpattern="{0}/{1}home.java" outlet="session-beans" overwrite="true" generateemptyfiles="false" /> </cartridge> 16

17 AndroMDA Velocity Templates Template Engine: Velocity ( Beispieltemplate: EntityBeanCMP.vsl (Auszug) #set ($packagename = $transform.findpackagename($class.package)) package $packagename; import javax.ejb.entitybean; public abstract class ${class.name}beancmp extends ${class.name}beanimpl implements EntityBean { public void ejbload() { super.ejbload(); } public void ejbstore() { super.ejbstore(); } public void ejbactivate() { super.ejbactivate(); } public void ejbpassivate() { super.ejbpassivate(); } public void setentitycontext(javax.ejb.entitycontext ctx) { super.setentitycontext(ctx); } public void unsetentitycontext() { super.unsetentitycontext(); } public void ejbremove() throws javax.ejb.removeexception { super.ejbremove(); } // getters/setters again so that EJB spec is met #foreach ( $att in $class.attributes ) #set ($typename = $transform.findfullyqualifiedname($att.type)) public abstract $typename get${str.uppercasefirstletter(${att.name})}(); public abstract void set${str.uppercasefirstletter(${att.name})} (${typename} newvalue); #end 17

18 AndroMDA XDoclet - XDoclet als Ergänzung zu Velocity Templates (xdoclet.sourceforge.net) - Code / Deployment MetaInformation in - tags + Funktionsprinzip ähnlich mit EMF - Basis zur Generierung des SourceCode oder Deployment Descriptoren (web.xml, ejb-jar.xml,...) 18

19 Eclipse JET ( Eclipse JET Codegenerator von Eclipse - Gemeinsamkeiten zu AndroMDA + Model to Code + Template based approach - JET verwendet JSP ähnliche Templates + Ursprung des JSP Template Ansatzes -> Webentwicklung + Lifecycle eines JET Templates (siehe Abbildung) JET Template Codegenerator Engine vorkompilierte Javaklasse Javaklasse Quelltext jet package="hello" imports="java.util.*" class="xmldemotemplate" %> <% List elementlist = (List) argument; %> <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <demo> <% for (Iterator i = elementlist.iterator(); i.hasnext(); ) { %> <element><%=i.next().tostring()%></element> <% } %> </demo> Beispiel eines JET-Templates zur Erzeugung eines XML-Files 19

20 Inhalt Klassifizierung: Feature Diagramm - Welche Klassifizierungsmerkmale existieren? Kategorisierung der Transformationstechniken - Model to Code approaches + Visitor based approach + Template based approaches [AndroMDA, JET] - Model to Model approaches + Direct Manipulation + Relational / Logic based programming + Graph Transformation + Others [XSLT] Zusammenfassung / Fazit 20

21 Direct Manipulation - Ähnlichkeit zum Visitor based approach (Model2Code) - Framework als minimale Infrastruktur + Zugriff aufs Model durch (vorgegebenes) Interface (API/JMI/..) + Transformationregeln & Ausführungszeitpunkt from Scratch durch die Programmierung des Users bestimmt - Vertreter: Jamda (Schnittstelle MOF-Model: JMI) - Vorteile (-) für kleine Modelle schnell erstellt (-) compilierte Ausführung - Nachteile (-) Anpassbarkeit / Erweiterbarkeit (-) Fehleranfällig 21

22 Relational Approach Relationale Ansätze umfassen die Gruppe der Transformationsregeln... + der deklarativen Ansätze (mathematische Relation) + Logik programmierende Sprachen, wie Mercury (Dialekt: Prolog,F-Logic) Vorteile: - Flexibilität / Deklarative Ausdruckskraft - Gewährleistung des Non-Determinismus - Regelreihenfolge - Bidirektionalität 22

23 Graph Transformation Based Approach - Kategorie aller Graph basierten Transformationstechniken, die auf getypten, mit Attributen und Labeln versehenden Graphen arbeiten - Vertreter: (Triple) Graph Grammar, GreAT, UMLX, BOTL, VIATRA - Vorteile - Graph Transformationen seit langem Forschungsgebiet - Graphbasierte Modellierung erleichert Verständnis - Nachteile - Laufzeit in grossen Modellen (Non-Determinismus) - Terminierung der Modeltransformation nicht garantiert - seltener Einsatz in der Praxis 23

24 Model to Model: Others - CWM - Common Warehouse Metamodel (CWM) + def. allgemeines Model jedoch kein Transformations Mechanismus - OMG s MOF QVT (Query/View/Transformation) Proposals + Proposals für zukünftige Modeltransformationstechniken - Hybride Ansätze - XSLT (siehe nachfolgende Folie) 24

25 XSLT- Transformation - XSLT (extensible Stylesheet Language Transformations) - W3C Standard zur Transformation von baumartigen strukturierten Modellen (XML -> auch XMI) Source(XML) XSLT Prozessor XSLT Stylesheet Target XML/XMI/ HTML/ PDF/Java/... + Regelbasierter Transformationsansatz <xsl:stylesheet version = '1.0'...>.. <xsl:template match="person"> <xsl:value-of </xsl:template>.. </xsl:stylesheet> Beispiel XSLT-Stylesheet Nachteile: a) schlechte Lesbarkeit / Wartbarkeit (von XMI / XSLT) b) nicht skalierbar => nicht für grosse Modelle Ansätz zur effizienteren Ausführung: zu a) deklarative Regelbeschreibungssprachen zu b) FastXSLT + incrxslt (incrementelles XSLT) 25

26 Fragen?

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