Software Factories SS Prof. Dr. Dirk Müller. 6 Eclipse Modeling Framework

Transkript

1 Software Factories 6 Eclipse Modeling Framework SS 2017 Prof. Dr. Dirk Müller

2 Übersicht EMF-Einführung Technologien Codegenerierung Metamodell Konsistenz von EMF-Modellen Erstellung eines Editors für Bibliotheksinstanzen Quelle: annotierter Java-Quellcode Import von UML-Modellen in EMF Import von selbst erstellen Ecore-Modellen in EMF Modell- und Diagrammaustausch Zusammenfassung 2/42

3 Eclipse Modeling Framework: EMF EMF vereinigt 3 verschiedene XML Schema Definition Technologien: XML, UML und Java UML 2 EMF als Klammer zwischen diesen Technologien Anwendungsszenarien: Entwicklung eines unterliegenden Datenmodells direkt in Java Modellierung des Datenmodells in der UML Entwicklung eines XML-Schemas (XML Schema Definition, XSD) zur Datensicherung annotiert Addison Wesley: Eclipse Modeling Framework A Developer's Guide 3/42

4 XSD vs. DTD XML Document Type Definition (DTD) nur Element und Attribut Aufbau von Hierarchien konkrete Syntax ist eigene DSL hat sich nicht selbst als Metamodell relativ ausdrucksschwach <!ELEMENT BookStore (Book+)> <!ELEMENT Book (Title, Author, Date, ISBN, Publisher)> <!ELEMENT Title (#PCDATA)> <!ELEMENT Author (#PCDATA)> <!ELEMENT Date (#PCDATA)> <!ELEMENT ISBN (#PCDATA)> <!ELEMENT Publisher (#PCDATA)> XML Schema Definition (XSD) Namensräume unterstützt Definition eigener (komplexer) Datentypen möglich konkrete Syntax ist XML hat sich teilweise selbst als Metamodell relativ ausdrucksstark 4/42

5 EMF-Codegenerierung Java-Klassen zur Manipulation des Modells EMFKlassendiagramm EMFGenerator benutzt einfacher baumbasierter Editor 5/42

6 EMF-Metametamodell (Ecore) 6/42

7 Metamodellierung mit EMF EMF unterstützt die Definition von Metamodellen (und damit von DSLs) in der Eclipse-IDE EMF legt das Metametamodell Ecore zugrunde. Ecore ist weitgehend kompatibel zu einer echten Untermenge der MOF, die Essential MOF genannt wird. Das Metamodell ist in einer Datei.ecore abgelegt XML-basierte Beschreibung der Metamodell-Elemente und -Beziehungen Es existiert ein Generator, der aus der.ecore-datei (bzw..genmodel) Java-Klassen erzeugt, die zum Manipulieren des Modells genutzt werden können. 7/42

8 Ecore und MOF MOF als Standard der Object Management Group (OMG) Spezifikation: MOF war ursprünglich ein Konzept, um Metainformationen in verteilten, speziell CORBA-basierten Systemen zu beschreiben. MOF wird auch genutzt, um die abstrakte Syntax der Metamodelle von Modellierungssprachen wie UML zu definieren. EMF Ecore MOF Essential MOF (EMOF) Complete MOF (CMOF) 8/42

9 Konsistenz von EMF-Modellen Quelle: [2], S. 13 Für jedes Objekt gibt es höchstens einen Container. Die EnthaltenseinRelation ist zyklenfrei. Alle Objekte müssen transitiv in einem umschließenden Container, der Wurzel, enthalten sein. Transformationsregeln müssen diese Konsistenzeigenschaften erhalten. 9/42

10 Endogene Modelltransformationen Anwendungen: Editieren, Simulation, Refactoring Ecore Instanz M3 TransformationsModell EMFCore-Modell Instanz M2 Instanz nutzt Typen TransformationsRegeln EMFQuell-Modell Instanz EMFZiel-Modell M1 10/42

11 Exogene Modelltransformationen Ecore Instanzen Anwendungen: Codegenerierung, Portierung in eine andere Sprache, Forward- und Reverse-Engineering M3 Instanz TransformationsModell EMFCore-Modell A Instanz EMFCore-Modell B Instanz nutzt Typen TransformationsRegeln nutzt Typen EMFQuell-Modell M2 Instanz EMFZiel-Modell M1 11/42

12 EMF-Beispiel: Bibliothek umschließender Container 2 Möglichkeiten der Einordnung in die MOF-Architektur: fachliches Modell als Metamodell auf der M2-Ebene, also Instanz von Ecore (M3) angelegt Modell einer Bibliothek auf der M1-Ebene, Instanzen sind konkrete Bibliotheken (auf M0), Ecore wird hier auf der Ebene M2 genutzt und ist dort sein eigenes Metamodell 12/42

13 Erstellung eines Editors für Bibliotheksinstanzen 1. EMF-Projekt per Wizard erzeugen 2. annotierte Java-Quelltexte für Interfaces und Klassen (manuell) erstellen und integrieren Reverse Engineering 3. Modell-Generierung für das EMF-Modell (Fachmodell, Dateien.ecore und.genmodel) 4. Besichtigung des Modells MDSD 5. Generierung eines Editors für Modellinstanzen (d.h. für Bibliotheksinstanzen), incl. Diagramm 6. Anwenden des Editors zum Erstellen einer konkreten Bibliothek 13/42

14 EMF-Projekt erzeugen de.htwdd.sf.library als Namen festlegen 14/42

15 Java-Schnittstellen und -Klassen (1/2) package de.htwdd.sf.library; /** */ public interface Book { /** */ String gettitle(); /** default="100" */ int getpages(); /** */ BookCategory getcategory(); /** opposite="books" */ Writer getauthor(); } package de.htwdd.sf.library; /** */ public enum BookCategory { /** name="mystery" */ MYSTERY, /** name="sciencefiction" */ SCIENCE_FICTION, /** name="biography" */ BIOGRAPHY } 15/42

16 Java-Schnittstellen und -Klassen (2/2) package de.htwdd.sf.library; import java.util.list; /** */ public interface Library { /** */ String getname(); /** type="writer" containment="true" */ List<Writer> getwriters(); /** containment="true" */ List<Book> getbooks(); } package de.htwdd.sf.library; /** */ public interface Writer { /** */ String getname(); /** opposite="author" */ java.util.list<book> getbooks(); } 16/42

17 Generierung des EMF-Modells (1/3) alternative Sichtweise: Modellimport aus dem Format annotiertes Java 17/42

18 Generierung des EMF-Modells (2/3) 18/42

19 Generierung des EMF-Modells (3/3) verschiedene Importformate unterstützt 19/42

20 Besichtigung des EMF-Modells (1/2) 20/42

21 Besichtigung des EMF-Modells (2/2) generiertes Modell library.ecore im Texteditor <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <ecore:epackage xmi:version="2.0" xmlns:xmi=" xmlns:xsi=" xmlns:ecore=" name="library" nsuri=" nsprefix="de.htwdd.sf.library"> <eclassifiers xsi:type="ecore:eclass" name="book"> <estructuralfeatures xsi:type="ecore:eattribute" name="title" etype="ecore:edatatype <estructuralfeatures xsi:type="ecore:eattribute" name="pages" etype="ecore:edatatype defaultvalueliteral="100"/> <estructuralfeatures xsi:type="ecore:eattribute" name="category" etype="#//bookcategory"/> <estructuralfeatures xsi:type="ecore:ereference" name="author" etype="#//writer" eopposite="#//writer/books"/> </eclassifiers> <eclassifiers xsi:type="ecore:eenum" name="bookcategory"> <eliterals name="mystery"/> <eliterals name="sciencefiction" value="1"/> <eliterals name="biography" value="2"/> </eclassifiers> <eclassifiers xsi:type="ecore:eclass" name="library"> <estructuralfeatures xsi:type="ecore:eattribute" name="name" etype="ecore:edatatype <estructuralfeatures xsi:type="ecore:ereference" name="writers" upperbound="-1" etype="#//writer" containment="true" resolveproxies="false"/> <estructuralfeatures xsi:type="ecore:ereference" name="books" upperbound="-1" etype="#//book" containment="true" resolveproxies="false"/> </eclassifiers> <eclassifiers xsi:type="ecore:eclass" name="writer"> <estructuralfeatures xsi:type="ecore:eattribute" name="name" etype="ecore:edatatype <estructuralfeatures xsi:type="ecore:ereference" name="books" upperbound="-1" etype="#//book" eopposite="#//book/author"/> </eclassifiers> </ecore:epackage> 21/42

22 Generieren eines Editors für Modellinstanzen (1/3) 22/42

23 Generieren eines Editors für Modellinstanzen (2/3) 4 veränderte/erweiterte Klassen/Schnittstellen mit vielen neuen Methoden 2 neue Klassen 3 neue Pakete 3 neue Plug-ins 23/42

24 Generieren eines Editors für Modellinstanzen (3/3) automatische Übersetzung oder alternativ manuelles Build: Project Build All bei Warnung: Auswahl Organize Imports aus dem Menü Source Kontrollieren der neuen Plug-ins: neue Eclipse-Instanz erzeugen ( Run as Eclipse-Application ) Plug-ins kontrollieren (Help Installation Details Plug-ins ) 24/42

25 Ecore-Diagramm (1/3) Hinweis: GMF-Plug-in muss installiert sein! 25/42

26 Ecore-Diagramm (2/3) 26/42

27 Ecore-Diagramm (3/3) 27/42

28 Erzeugen einer Modellinstanz (1/3) Hinweis: ab hier in der zweiten Eclipse-Instanz! 28/42

29 Erzeugen einer Modellinstanz (2/3) 29/42

30 Erzeugen einer Modellinstanz (3/3) 30/42

31 Füllen einer Modellinstanz mittels des generierten Editors 31/42

32 XML-Datei der Modellinstanz My.library 32/42

33 Import eines UML-Modells in EMF (1/4) 33/42

37 Import eines selbst erstellten Ecore-Modells 37/42

38 Ecore-Modell editieren 38/42

39 Eigentlicher Import in EMF 39/42

40 Modell- und Diagrammaustausch XML Metadata Interchange (XMI) sollte Interoperabilität gewährleisten in UML 1.x nur für abstrakte Syntax realisiert konkrete Syntax (z.b. Diagrammlayout) erst ab UML 2.0 über UML 2.0 Diagram Interchange Versionswirrwarr; Studie ergab, dass kleines Klassendiagramm nur in 5 von 42 Fällen erfolgreich transportiert wurde (7 Tools) Umsetzung durch Tool-Hersteller sehr schleppend problemloser Wechsel zu anderem Tool widerspricht ganz und gar wirtschaftlichen Interessen (Lock-in-Effekt) Ausweg sind M2M-Transformationen mit der MOF QVT (Query View Transformation), da so Anpassung an Implementierung der UML im konkreten Werkzeug möglich Quelle: [RupQ12], S. 19 f. 40/42

41 Zusammenfassung EMF als mächtiges Modellierungswerkzeug Klammer um Java, UML und XML automatische Generierung eines Editors für Instanzen eines Fachmodells mögliche Quellen annotierter Java-Quellcode UML-Modell Ecore-Modell, z.b. selbst erstellt gute Integration in Eclipse Modell- und Diagrammaustausch XMI als Schnittstelle vorgesehen problematisch, sich widersprechende Interessen der Endnutzer und der Werkzeughersteller (Lock-in-Effekt) 41/42

42 Literatur [1] [2] Hartmut Fritzsche, Software Factories Skript zur Lehrveranstaltung, , Download am , Angeline Warning: Entwicklung eines visuellen Editors für Anwendungsbedingungen und amalgamierte Regeln zur Flexibilisierung von EMF-Modelltransformationen, Diplomarbeit, TU Berlin, 2010, Betreuung: C. Ermel, E. Biermann; Download am , 42/42