Università di Bergamo Dip. di Ingegneria gestionale, dell'informazione e della produzione INGEGNERIA DEL SOFTWARE. Paolo Salvaneschi C1_1 V3.

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1 Università di Bergamo Dip. di Ingegneria gestionale, dell'informazione e della produzione INGEGNERIA DEL SOFTWARE Paolo Salvaneschi C1_1 V3.4 Componenti Il contenuto del documento è liberamente utilizzabile dagli studenti, per studio personale e per supporto a lezioni universitarie. Ogni altro uso è riservato, e deve essere preventivamente autorizzato dall autore. Sono graditi commenti o suggerimenti per il miglioramento del materiale

2 INDICE Componenti e connettori Definizioni di componenti Criteri di modellazione di componenti architetturali Component Based Development Paolo Salvaneschi 2

3 Componenti e connettori A4 - Progettazione Paolo Salvaneschi 3

4 Componenti e connettori Un architettura software tipicamente non è (e non dovrebbe essere) un monolite uniforme Un architettura software dovrebbe essere la composizione di diversi elementi che interagiscono: Elaborazione Dati (informazione, stato) Interazione Paolo Salvaneschi 4

5 Componenti e connettori Gli elementi che incapsulano l elaborazione ed i dati in una architettura software sono identificati come componenti. Un componente software è un entità architetturale che: Incapsula un sottoinsieme delle funzionalità e/o dei dati del sistema Restringe l accesso al sottoinsieme attraverso una interfaccia esplicita Ha dipendenze definite esplicitamente ripetto al suo contesto di esecuzione I componenti forniscono tipicamente servizi applicativi specifici Paolo Salvaneschi 5

6 Esempi di componenti Componenti e connettori Paolo Salvaneschi 6

7 Componenti e connettori Nei sistemi complessi l interazione tra i componenti è un aspetto importante I componenti interagiscono attraverso connettori Un connettore software è un entità architetturale che: Definisce e regola le interazioni tra i componenti I connettori forniscono meccanismi di interazione tipicamente indipendenti dall applicazione Paolo Salvaneschi 7

8 Esempi di connettori Protocollo? Componenti e connettori Invocazione? Coda di messaggi? Paolo Salvaneschi 8

9 Esempi di connettori Componenti e connettori Paolo Salvaneschi 9

10 Componenti e connettori Esempi di connettori Procedure call connectors Shared memory connectors Message passing connectors Streaming connectors Distribution connectors Wrapper/adaptor connectors Paolo Salvaneschi 10

11 Definizioni di componenti Parliamo di componenti architetturali Modularizzazione a livello del progetto architetturale Un altro significato di componenti: Component Based Development Paolo Salvaneschi 11

12 Criteri di modellazione di componenti architetturali Come si identificano i componenti? Componenti funzionali Componenti informativi Componenti di infrastruttura Paolo Salvaneschi 12

13 Criteri di modellazione di componenti architetturali Componenti funzionali Identificati a partire dalle specifiche funzionali Coesione e accoppiamento Paolo Salvaneschi 13

14 Criteri di modellazione di componenti architetturali Paolo Salvaneschi 14

15 Criteri di modellazione di componenti architetturali Paolo Salvaneschi 15

16 Criteri di modellazione di componenti architetturali Componenti informativi Memorizzazione delle informazioni Modelli di dati di grandi dimensioni. La componente informazioni può essere un patrimonio rilevante Modularizzazione? Coesione e accoppiamento? Paolo Salvaneschi 16

17 Criteri di modellazione di componenti architetturali Paolo Salvaneschi 17

18 Criteri di modellazione di componenti architetturali 1000 tabelle Modularizzazione? Paolo Salvaneschi 18

19 Criteri di modellazione di componenti architetturali Banca dati per la gestione di misure di monitoraggio ambientale e strutturale Aree applicative Paolo Salvaneschi 19

20 Criteri di modellazione di componenti architetturali dizionari Supporto Paolo Salvaneschi 20

21 Criteri di modellazione di componenti architetturali Paolo Salvaneschi 21

22 Criteri di modellazione di componenti architetturali L architettura utilizza le aree applicative Paolo Salvaneschi 22

23 Criteri di modellazione di componenti architetturali Componenti di infrastruttura Meccanismi / servizi a supporto delle funzionalità Transaction Management Automated Error Handling Auditing/Logging Communication Persistence Security.. Paolo Salvaneschi 23

24 Criteri di modellazione di componenti architetturali Paolo Salvaneschi 24

25 Criteri di modellazione di componenti architetturali Decisioni architetturali: il livello di dettaglio dei componenti Criterio 1 Livello di astrazione elevato Livello di astrazione uniforme Coesione funzionale Criterio 2 Tenere conto anche dell importanza / criticità (anche con diversi livelli di astrazione) Paolo Salvaneschi 25

26 Criteri di modellazione di componenti architetturali Struttura dati critica Paolo Salvaneschi 26

27 Criteri di modellazione di componenti architetturali Componente piccolo ma da non dimenticare Paolo Salvaneschi 27

28 CBD - Component Based Development Componenti non solo a livello architetturale Regole e ambienti per progettare, realizzare, integrare, installare componenti software Repository di componenti e riuso Paolo Salvaneschi 28

29 Esempi: JavaBean J2EE EJB Webservices (SOA) CORBA Paolo Salvaneschi 29

30 JavaBean Server Server Client Application Server Data base Sistema Informativo JDBC (Container) Java Servlet JSP JavaBean HTTP Browser Tomcat Microsoft Internet Explorer Mozilla Firefox Paolo Salvaneschi 30

31 Componenti JavaBean Un componente JavaBean è una classe java conforme a definite regole di codifica Un insieme di elementi di azione standard <jsp: > ne permette l utilizzo, separando la realizzazione del codice java dalla realizzazione delle pagine JSP Sono utilizzati come contenitori che Descrivono entità dell applicazione (cliente, ordine, ) Accedono a data base Verificano l input Contengono regole di business. Paolo Salvaneschi 31

32 Caratteristiche di una classe Bean Ha un costruttore senza argomenti Non ha attributi pubblici Permette l accesso ai propri valori persistenti (proprietà) attraverso metodi getxxx lettura di una proprietà setxxx scrittura di una proprietà scritti in modo standard Paolo Salvaneschi 32

33 Le regole di codifica permettono a strumenti esterni (es. pagine JSP che utilizzano i tag <jsp: > ) di Creare un istanza della classe Leggere e scrivere gli attributi (proprietà) Conoscendo soltanto il nome della classe (vedi costruttore senza argomenti) ed i nomi delle proprietà, i tipi e la possibilità di leggere e/o scrivere le proprietà Paolo Salvaneschi 33

34 Index.htm Gestione.JSP ClienteBean DB Paolo Salvaneschi 34

35 Paolo Salvaneschi 35

36 Nome Proprietà Tipo Accesso Descrizione ClienteBean nome String Read Write cognome String Read Write codice String Read Write tipo String Read Write Nome del cliente Cognome del cliente Codice utente Tipo fornitura stato String Read Stato: Cliente non riconosciuto, Cliente riconosciuto La lettura dello stato causa l aggiornamento dello sconto sconto String Read Importo dello sconto accordato Paolo Salvaneschi 36

37 <HTML> <HEAD></HEAD> <BODY> <H1>Form di richiesta</h1> <HR> <FORM method= "get" action="gestione.jsp"> Nome:<br> <input type="text" name="nome" size="30"><br> Index.htm Cognome:<br> <input type="text" name="cognome" size="30"><br> Codice utente:<br> <input type="text" name="codice" size="10" maxlength ="10"><br><br> Tipo fornitura:<br> <input type="radio" name="tipo" Value="tipoC">Prodotto su specifica<br> <input type="radio" name="tipo" Value="tipoD" checked>prodotto a magazzino <br><br> <input type="submit" value="invia"> </FORM> </BODY></HTML> Paolo Salvaneschi 37

38 <HTML> <HEAD><TITLE>Gestione</TITLE></HEAD> <BODY> <jsp:usebean id="cliente" class="info.clientebean" /> Gestione.JSP <jsp:setproperty name="cliente" property="*" /> <CENTER> <H2>Richiedente</H2> <TABLE BORDER = "1"> <TR><TD>NOME</TD> <TD><jsp:getProperty name="cliente" property="nome" /></TD></TR> <TR><TD>COGNOME</TD> <TD> <jsp:getproperty name="cliente" property="cognome" /> </TD></TR> <TR><TD>CODICE CLIENTE</TD> <TD><jsp:getProperty name="cliente" property="codice" /></TD></TR> <TR><TD>TIPO RICHIESTA</TD> <TD><jsp:getProperty name="cliente" property="tipo" /></TD></TR> </TABLE>.. Paolo Salvaneschi 38

39 Gestione.JSP <H2>Stato della richiesta</h2> <TABLE BORDER = "1"> <TR><TD>Stato della richiesta</td> <TD><jsp:getProperty name="cliente" property="stato" /></TD></TR> </TABLE> <BR> <TABLE BORDER = "1"> <TR><TD>Sconto accordato</td> <TD><jsp:getProperty name="cliente" property="sconto" /></TD></TR> </TABLE> </CENTER> </BODY></HTML> Paolo Salvaneschi 39

40 package info; import java.util.*; public class ClienteBean implements java.io.serializable { private String nome; private String cognome; private String codice; private String tipo; private String stato; private String sconto; ClienteBean //Costruttore che inizializza le strutture di dati public ClienteBean() { initcliente(); } Paolo Salvaneschi 40

41 //Set dei parametri Cliente public void setnome(string nome) { this.nome = nome;} public void setcognome(string cognome) { this.cognome = cognome;} public void setcodice(string codice) { this.codice = codice;} public void settipo(string tipo) { this. tipo = tipo;} //Returns anagrafica cliente public String getnome() { return nome;} public String getcognome() { return cognome;} public String getcodice() { return codice;} public String gettipo() { return tipo;} Component Based Development //Return stato e sconto public String getstato() { stato = "Cliente non riconosciuto"; sconto = " "; if ("Mario".equals(nome)) { stato = "Cliente riconosciuto"; sconto = "20 %"; } return stato;} public String getsconto() { return sconto;} //Inizializza private void initcliente() { nome = " "; cognome = " "; codice = " "; tipo = " "; stato = " "; sconto = "0 %";}} Paolo Salvaneschi 41

42 Applicazione servita da Tomcat Installazione di un Bean Paolo Salvaneschi 42

43 Installazione di un Bean Component Based Development Descrittore dell installazione Package Paolo Salvaneschi 43

44 Applicazioni Web servite da Tomcat Container Metodo standard di installazione e packaging delle risorse che compongono un applicazione (pagine JSP, pagine statiche, classi java, ). Files disposti in una gerarchia definita all interno di un archivio WAR (Web archive) Archivio.jar (.zip) Cartella di file system Paolo Salvaneschi 44

45 Descrittore dell installazione (file XML) Contesto servlet associato ad un context path utilizzato per raggiungere l applicazione a cui inviare le richieste Paolo Salvaneschi 45

46 Bean come componenti Definizione di un ruolo nella progettazione Regole di realizzazione Utilizzo di servizi di un ambiente Installazione in un ambiente predefinito Riuso in più applicazioni (Bean Cliente, Ordine, Fattura,..) Paolo Salvaneschi 46

47 J2EE Enterprise Java Bean Java Enterprise Edition J2EE (Jboss, GlassFish, ) Ambiente per lo sviluppo ed il deployment di applicazioni distribuite/enterprise Le applicazioni Java EE sono fatte di componenti: Client applicativi Componenti web Java Servlet Enterprise Java Beans (EJB) La gestione dei componenti è basata su containers Paolo Salvaneschi 47

48 Paolo Salvaneschi 48

49 Gli Enterprise Bean sono componenti Java EE che implementano lo standard EJB Possono essere riusati in applicazioni diverse Ambiente distribuito. Ogni bean espone una interfaccia locale ed una remota Paolo Salvaneschi 49

50 Tipi di Enterprise Java Bean Entity Bean Session Bean Message driven Bean Entity Bean Rappresentano entità applicative (cliente, prodotto, ) Hanno uno stato persistente Basati su RMI Paolo Salvaneschi 50

51 Session Bean Gestiscono processi /attività (acquisto di un prodotto) e utilizzano /coordinano bean di entità applicative Non hanno uno stato persistente Basati su RMI Message driven Bean Come i session bean Basati su messaggi (JMS) Paolo Salvaneschi 51

52 Paolo Salvaneschi 52

53 Webservice (WS) Webservices Operazione (servizio) remota accessibile da programma tramite Internet e resa nota agli utenti mediante la pubblicazione in cataloghi pubblici. Per utilizzare un WS, un applicazione cliente invia un messaggio di richiesta al fornitore del WS e attende un messaggio di risposta. Il protocollo di scambio dei messaggi segue lo standard SOAP indipendente dalle tecnologie del cliente e del fornitore del WS. Paolo Salvaneschi 53

54 Web Services Architecture W3C Working Draft 14 November [Definition: A Web service is a software system identified by a URI, whose public interfaces and bindings are defined and described using XML. Its definition can be discovered by other software systems. These systems may then interact with the Web service in a manner prescribed by its definition, using XML based messages conveyed by internet protocols.] Paolo Salvaneschi 54

55 Servizio: servizio applicativo (contenuto, funzione, applicazione o contenuto utilizzato in affitto) Integrazione lasca attraverso un ambiente standard di interconnessione di applicazioni che operano su piattaforme con tecnologie diverse (cfr TCP/IP ma a livello delle applicazioni) Applicazioni incapsulate da interfacce, pubblicazione e invocazione via internet Paolo Salvaneschi 55

56 Programmazione di un viaggio Tecnologia non webservice Server per acquisto on line di biglietti aerei Server gestione viaggi dell azienda HTTP HTML Copia/Incolla HTTP HTML utente Paolo Salvaneschi 56

57 Programmazione di un viaggio Tecnologia WebServices Server per acquisto on line di biglietti aerei Server gestione viaggi dell azienda SOAP HTTP XML utente Paolo Salvaneschi 57

58 Componenti logici SOA Paolo Salvaneschi 58

59 Tecnologie e linguaggi SOAP (Simple Object Access Protocol) XML (extensible Markup Language) WSDL (Web Services Description Language) UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) Paolo Salvaneschi 59

60 SOAP (Simple Object Access Protocol) Inizialmente proposto da Microsoft come modo di eseguire chiamate a procedure remote (RPC) su HTTP; ora standard W3C Middleware che permette di eseguire chiamate RPC e scambio di messaggi descritti in formato XML Paolo Salvaneschi 60

61 SOAP XML Messaggio Busta Linguaggio Specifico dell applicazione Linguaggio del Protocollo SOAP HTTP Paolo Salvaneschi 61

62 XML (extensible Markup Language) Linguaggio di marcatura standard per la definizione di dati (struttura, significato) <pricelist> <coffee> <name>mocha Java</name> <price>11.95</price> </coffee> <coffee> <name>sumatra</name> <price>12.50</price> </coffee> </pricelist> Paolo Salvaneschi 62

63 Linguaggio estensibile Metalinguaggio di descrizione del linguaggio di marcatura che descrive una particolare struttura di dati. Es.: DTD (Document Type Definition) <!ELEMENT pricelist (coffee)+> <!ELEMENT coffee (name,price)> <!ELEMENT name (#PCDATA)> <!ELEMENT price (#PCDATA)> Paolo Salvaneschi 63

64 WSDL (Web Services Description Language) Linguaggio di specifica dell interfaccia di un WebService Indirizzo del fornitore di servizio Protocollo Operazioni utilizzabili Formati dei messaggi Eccezioni Paolo Salvaneschi 64

65 UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) Repository in cui i Web Services sono resi disponibili e catalogati. Interno all azienda (su intranet); disponibile ai partners (extranet), Paolo Salvaneschi 65

66 Scenario di invocazione di un WebService Ricerca servizio UDDI Utente Web Service Risposta Richiesta descrizione servizio Risposta Invocazione servizio Risposta SOAP WSDL Web Service Paolo Salvaneschi 66

67 Web Service Fornitore del servizio Web Service Invocazione del servizio Richiedente del servizio Applicazione che richiede un web service Catalogo e descrizione dei servizi Gestione fornitura servizio SOAP (XML) Gestione richiesta servizio UDDI WSDL Server HTTP HTTP Client HTTP Un fornitore di servizio può essere anche un richiedente di altri servizi Paolo Salvaneschi 67

68 Vantaggi nel contesto dell integrazione tra applicazioni aziendali (es B2B): Riuso dell infrastruttura Internet esistente (http) Indipendenza dalla piattaforma Integrazione lasca tra applicazioni Middleware disponibile sia in ambiente Sun Java (J2EE) sia Microsoft (.NET) Paolo Salvaneschi 68

69 Sun Java (J2EE) Component Based Development Application Programming Interface JAX-RPC: meccanismo di comunicazione RPC attraverso messaggi SOAP. JAX-M: scambio asincrono di messaggi XML messaging su SOAP JAX-P, JAX-B: gestione XML (es. conversione XML-oggetti java e viceversa) JAX-R: gestione repository UDDI utilizzando WSDL Paolo Salvaneschi 69

70 CORBA (Common Object Request Broker Architecture) - Standard internazionale (OMG - Object Management Group) Architettura ad oggetti distribuiti Non c è distinzione tra clienti e serventi Ogni oggetto distribuito sulla rete fornisce / richiede servizi a /da altri oggetti distribuiti CORBA Paolo Salvaneschi 70

71 La comunicazione tra oggetti avviene attraverso uno strato di middelware chiamato Object Request Broker (bus software) Ogni oggetto ha una definizione separata dell interfaccia scritta nel linguaggio IDL IDL può essere mappato in altri linguaggi (C++, Java, ) Paolo Salvaneschi 71

72 Un ORB (Object Request Broker) gestisce le richieste di servizi ad oggetti. L ORB conosce tutti gli oggetti esistenti e le loro interfacce Utilizzando un ORB l oggetto chiamante esegue il binding con lo stub IDL dell oggetto chiamato. La chiamata allo stub diventa una chiamata all ORB, il quale chiama l oggetto richiesto attraverso un IDL skeleton che lega l interfaccia all implementazione Un ORB gestisce le comunicazioni tra oggetti che eseguono sullo stesso elaboratore Ogni elaboratore di un sistema distribuito ha un ORB e gli ORB comunicano tra loro per gestire gli oggetti distribuiti Paolo Salvaneschi 72

73 Oggetto Oggetto Oggetto Oggetto IDL ORB IDL IDL ORB IDL Rete Paolo Salvaneschi 73

74 Corba Component Model (CCM) Componenti che implementano interfacce specificate in IDL Container Eventi consumati Operazioni fornite Eventi emessi Operazioni richieste Paolo Salvaneschi 74