Modularity-Patterns mit Java9 / Jigsaw

Vortrag Martin Lehmann, Kristine Schaal: "Modularity-Patterns mit dem Java-Modulsystem Jigsaw".
IT-Tage 2018, 12. Deze,ber 2018
https://www.ittage.informatik-aktuell.de/programm/2018/modularity-patterns-mit-dem-java-modulsystem-jigsaw/

Komponentenbasierte Software ist eigentlich nichts Neues. Mit dem Jigsaw-Modulsystem steht seit Java 9 nach über 20 Jahren Java-Entwicklung nun ein natives Sprachmittel zur Verfügung, um Komponenten zu definieren und in der Architektur zu verankern. Was bisher nur mit Tools wie Maven bzw. mit statischer Code-Analyse möglich war, ist nun direkt verfügbar.

Wir beleuchten mögliche Komponentendesigns und betrachten verschiedene bekannte Modularity-Design-Patterns von Kirk Knoernschild http://www.kirkk.com/modularity/

Wir zeigen, ob und wie man diese Patterns mit Jigsaw umsetzen kann.
Wie kann man diese Patterns mit Jigsaw umsetzen, welche Patterns werden unterstützt, welche erfordern zusätzliche Klimmzüge, was geht nicht? Insbesondere betrachten wir Patterns zu Komponentendesign, Abhängigkeiten, Schnittstellen und Test.

Transcript

1. 10. – 13.12.2018 Frankfurt am Main #ittage Martin Lehmann, Kristine Schaal Modularity-Patterns mit Java9 / Jigsaw 10. – 13.12.2018 Frankfurt am Main #ittage
2. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 2 v.3 2 v.3.12 MARTIN LEHMANN, DR. KRISTINE SCHAAL IT-Tage 2018, Dezember 2018 @mrtnlhmnn @krschaal Modularity-Patterns mit Java 9 / Jigsaw
3. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 3 Komponentenbasierte Software ist eigentlich nichts Neues. Mit dem Jigsaw- Modulsystem steht seit Java 9 nach über 20 Jahren Java-Entwicklung nun ein natives Sprachmittel zur Verfügung, um Komponenten zu definieren und in der Architektur zu verankern. Was bisher nur mit Tools wie Maven bzw. mit statischer Code-Analyse möglich war, ist nun direkt verfügbar. Wir beleuchten mögliche Komponentendesigns und betrachten bekannte Modularity-Design-Patterns: Wie kann man diese Patterns mit Jigsaw umsetzen, welche Patterns werden unterstützt, welche erfordern zusätzliche Klimmzüge, was geht nicht? Insbesondere betrachten wir Patterns zu Komponentendesign, Abhängigkeiten, Schnittstellen und Test. Abstract – IT-Tage 2018 https://www.ittage.informatik-aktuell.de/programm/2018/modularity-patterns-mit-dem-java-modulsystem-jigsaw/
4. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 4 Martin Lehmann, Accso - Accelerated Solutions GmbH Cheftechnologe Martin Lehmann ist Diplom-Informatiker und arbeitet als Cheftechnologe und Softwarearchitekt bei der Accso - Accelerated Solutions GmbH. Seit Ende der 90er-Jahre wirkt er als Software-entwickler und -architekt in der Softwareentwicklung in diversen Projekten der Individual-entwicklung für Kunden verschiedener Branchen. Seit den Zeiten von Java 1.0 beschäftigt er sich mit Java als Programmiersprache und als Ökosystem. martin.lehmann@accso.de @mrtnlhmnn www.xing.com/profile/Martin_Lehmann3 Kristine Schaal, Accso - Accelerated Solutions GmbH Softwarearchitektin Dr. Kristine Schaal ist als Softwarearchitektin bei der Accso - Accelerated Solutions GmbH tätig. Sie arbeitet seit 20 Jahren in der Softwareentwicklung und ist in Projekten der Individual- entwicklung für Kunden verschiedener Branchen unterwegs, technisch überwiegend im Java- Umfeld. kristine.schaal@accso.de @krschaal www.xing.com/profile/Kristine_Schaal
5. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 5 Project Jigsaw seit Java 9: JSR 376 und seine Ziele Strong Encapsulation Eine Komponente kann ihr öffentliches API definieren und den Zugriff auf Implementierungsgeheimnisse verhindern. Reliable Configuration Ablösung des Classpath (fehleranfällig, wenn Klassen mehrfach enthalten sind  Reihenfolgeprobleme). Scalable Java SE Platform Die Java-Plattform ist nun modularisiert. Man kann individuell angepasste, „schlanke“ Plattformen bauen. JSR 376 für das „Java Platform Module System“ (JPMS) Project Jigsaw seit Java 9-Release vom 21. September 2017 enthalten. JEP 261, 200, 201, 220, 260, 282 mit Modulsystem, modularisiertem JDK und der Kapselung interner APIs
6. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 6 Module mit Dependencies, Resolution, Encapsulation, Non-Interference: In allen Phasen (Compile, Laufzeit). Exports müssen von außen überschreibbar sein. Resource Encapsulation Services: Binding, Selective Binding Java Platform Modularization Interoperabilität mit anderen Modulsystemen (OSGi explizit genannt) Refactoring: Module aufspaltbar / zusammenlegbar, ohne Auswirkungen auf Clients Whitebox-Tests müssen möglich bleiben Schrittweise Migration, Weiterbenutzung von existierenden Tools wie Maven Linking, um optimierte Plattform bauen zu können Keine Verschlechterung der Performance Versionierung ist explizit ausgeklammert (Modul hat nur einen Versionsstring!) Wichtige Anforderungen aus der JPMS-Spec
7. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 7 Modularity Patterns Der Pattern- Katalog
8. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 8 Kirk Knoernschild Java Application Architecture Modularity Patterns with Examples Using OSGi Series: Robert C. Martin Series Paperback: 384 pages Publisher: Prentice Hall; 1 edition March 25, 2012 ISBN-10: 0321247132 ISBN-13: 978-0321247131 http://www.kirkk.com/modularity/ https://mreinhold.org/blog/jigsaw-complete
9. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 9 Base Patterns Manage Relationships Design module relationships Module Reuse Emphasize reusability at the module level Cohesive Modules Module behavior should serve a singular purpose Dependency Patterns Acyclic Relationships Module relationships must be acyclic Levelize Modules Module relationships should be levelized Physical Layers Module relationships should not violate the conceptual layers Container Independence Modules should be independent of the runtime container Independent Deployment Modules should be independently deployable units Usability Patterns Published Interface Make a module’s published interface well known External Configuration Modules should be externally configurable Default Implementation Provide modules with a default implementation Module Facade Facade as a coarse-grained entry point to … fine-grained underlying implementation Extensibility Patterns Abstract Modules Depend upon the abstract elements of a module Implementation Factory Use factories to create a module’s implementation classes Separate Abstractions Place abstractions and the classes that implement them in separate modules Utility Patterns Collocate Exceptions Exceptions should be close to the classes that throw them Levelized Build Execute the build in accordance with module levelization Test Module Each module should have a … test module that validates it’s behavior and illustrates it’s usage Pattern Catalog http://www.kirkk.com/ modularity/pattern-catalog/
10. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 10 Base Pattern Manage Relationships Design module relationships
11. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 11 Base Pattern Manage Relationships Pattern Komponenten = wieder- verwendbare „Software- Bausteine“ Wohldefinierte Schnittstellen Eingehende Schnittstellen Ausgehende Schnittstellen Der Grad der Abhängigkeiten bestimmt die Komplexität einer Anwendung maßgeblich. Vorteile Komponenten brechen den Monolithen auf. Nachvollziehbare Aus- wirkungen von Änderungen Es wird nur geladen, was wirklich benötigt wird. Es wird nur geladen, was wirklich modelliert wurde. Nachteile
12. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 12 Module := Menge von Java-Packages & Resources Wird in ein „Modular JAR“ kompiliert. Dieses liegt im neuen Module-Path. Module-Namen müssen eindeutig sein (erlaubt sind . und _ , aber nicht -) Im Module-Deskriptor stehen: • Name • Abhängigkeiten • Zugriffsschutz Keine weiteren Syntax- oder Sprachkonstrukte! Ein Module als „First-Class-Citizen“ in Java module moda { requires modb; exports pkg1; opens pkg2; } moda/module-info.java
13. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 13 Module := Menge von Java-Packages & Resources • „read“-Abhängigkeits- beziehungen zu anderen Modulen • „exports“: Welche Packages des Modules werden exportiert? (Default: nichts!) moda Ein Module als „First-Class-Citizen“ in Java modb read exports pkga pkgb inter nal pkg b
14. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 14 Base Pattern Manage Relationships … mit Jigsaw Module-Deskriptor Module-Name Abhängigkeiten Zugriffsschutz Keine weiteren Syntax- oder Sprachkonstrukte! Pattern Komponenten = wieder- verwendbare „Software- Bausteine“ Wohldefinierte Schnittstellen Eingehende Schnittstellen Ausgehende Schnittstellen Der Grad der Abhängigkeiten bestimmt die Komplexität einer Anwendung maßgeblich.
15. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 15 Base Pattern Manage Relationships … mit Jigsaw Komponente als Module Beziehungen Keine Scopes (wie in Maven) Statische Bindung über Namen Dynamische Bindung zur Startzeit Nutzung Statische Aufrufe Dynamisch per Reflection Pattern Komponenten = wieder- verwendbare „Software- Bausteine“ Wohldefinierte Schnittstellen Eingehende Schnittstellen Ausgehende Schnittstellen Der Grad der Abhängigkeiten bestimmt die Komplexität einer Anwendung maßgeblich.
16. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 16 Ein Module kann ein anderes Module nur benutzen, wenn es eine „read“-Beziehung zu ihm hat (aka: „requires“). Manage Relationships Explizite Abhängigkeiten modb module moda { // read auf modb requires modb; } read modc Das Module moda hat eine read-Beziehung zu Module modb, jedoch keine zu modc  moda kann nur auf modb zugreifen. moda
17. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 17 Abhängigkeiten können als Laufzeit-„optional“ deklariert werden. Manage Relationships Optionale Abhängigkeiten modb module moda { // optionale // Abhängigkeit requires static modb; } read ? moda modb muss zur Compilezeit vorhanden sein. modb ist optional zu Link/Runtime.
18. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 18 moda muss in seinem Code auf solche optionalen Abhängigkeiten reagieren, entsprechend fehleranfällig ist das Konstrukt. Manage Relationships Optionale Abhängigkeiten modb read ? moda private static Optional<MyBFactory> createMyBFactoryIfPresent() { try { return Optional.of(new MyBFactory()); } catch (NoClassDefFoundError err) { return Optional.empty(); } }
19. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 19 Base Pattern Manage Relationships Optionale Abhängigkeiten? Transitive Abhängigkeiten? Versionierung? Gruppierungen? Hierarchien? Remote oder lokal? Checks zu Compile-Time? Checks zu Start/Runtime? Vertiefte Konzepte … mit Jigsaw Ja! Ja! Nein (nur informell)! Nicht einfach*! Nicht einfach*! Nur lokal, keine Verteilung! Ja! Ja! *) Zumindest nicht wie in Maven mit group-id. Nicht-triviale Lösungen über Aggregrator-Modules und ModuleLayer.
20. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 20 Jigsaw-Module-Graphen z.B. mit DepVis https://github.com/accso/ java9-jigsaw-depvis Basiert auf GraphViz http://www.graphviz.org/ mit Java-API https://github.com/kohsuke/graphviz-api
21. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 21 Dependency Pattern Acyclic Relationships Module relationships must be acyclic
22. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 22
23. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 23 Dependency Pattern Acyclic Relationships Pattern azyklische Komponenten- Abhängigkeiten! Unterscheide: Zyklen zur Compile-Zeit Zyklen zur Laufzeit – z.B. durch Aufruf per Reflection Auflösung von Zyklen Auslagern von Funktionalität Callback Nachteile von Zyklen Die Komponenten eines Zyklus bilden de facto eine einzige „große Komponente“. Hohe Koppelung zwischen den betroffenen Komponenten Eine Änderung an einer Komponente hat i.d.R. Aus- wirkungen auf alle anderen Komponenten des Zyklus.
24. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 24 Statische „read“-Zyklen sind in Jigsaw verboten  Compile-Fehler* Jigsaw erlaubt jedoch Zyklen zur Laufzeit (durch reflektive Aufrufe). Acyclic Relationships Jigsaw verbietet read-Zyklen read modb\module-info.java:2: error: cyclic dependence involving moda requires moda; ^ 1 error read modb moda * Vorsicht: Compiler-Bug in 9.0.4 findet nicht alle Zyklen!
25. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 25 Dependency Pattern Acyclic Relationships … mit Jigsaw Statische Zyklen mit requires in Modulen nicht erlaubt. Sie führen zu Compilerfehlern * Dynamische Zyklen zur Laufzeit (per Reflection) möglich Pattern azyklische Komponenten- Abhängigkeiten Unterscheide: Zyklen zur Compile-Zeit Zyklen zur Laufzeit – z.B. durch Aufruf per Reflection Auflösung von Zyklen Auslagern von Funktionalität Callback * Vorsicht: Compiler-Bug in 9.0.4 findet nicht alle Zyklen!
26. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 26 Usability Pattern Published Interface Make a module’s published interface well known
27. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 27 Usability Pattern Published Interface Pattern Komponente definiert ihre öffentliche Schnittstelle. Nutzer verwenden die Komponente nur über diese Schnittstelle. Von außen ist kein Zugriff auf die Implementierung möglich.
28. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 28 Usability Pattern Published Interface Pattern Komponente definiert ihre öffentliche Schnittstelle. Nutzer verwenden die Komponente nur über diese Schnittstelle. Von außen ist kein Zugriff auf die Implementierung möglich. Vorteile Fördert explizite Definition von Komponenten-Grenzen Dokumentation Änderung der gekapselten Implementierung hat keine Auswirkung auf Nutzer.
29. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 29 Usability Pattern Published Interface Pattern Komponente definiert ihre öffentliche Schnittstelle. Nutzer verwenden die Komponente nur über diese Schnittstelle. Von außen ist kein Zugriff auf die Implementierung möglich. Nachteile Höhere Komplexität durch Indirektion zum Erzeugen der Implementierung Instabile Schnittstellen Abwärtskompatibilitätsfalle Law of Leaky Abstraction: „All non-trivial abstractions, to some degree, are leaky.” (Joel Spolsky)
30. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 30 Usability Pattern Published Interface Pattern Komponente definiert ihre öffentliche Schnittstelle. Nutzer verwenden die Komponente nur über diese Schnittstelle. Von außen ist kein Zugriff auf die Implementierung möglich. Abgrenzungen Manche Komponenten haben keine echte Schnittstelle, z.B. Datentypen-Komponenten. Reflektiver Zugriff durch Frameworks auch auf gekapselte Implementierung sinnvoll Vollständige Implementierung austauschen?  Pattern „Separate Abstractions“
31. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 31 Usability Pattern Published Interface … mit Jigsaw exports erlaubt Zugriff Auf Package-Ebene Keine Wildcards Zugriff per Reflection nur mit exports oder opens Gerichteter Export möglich mit exports to bzw. opens to Pattern Komponente definiert ihre öffentliche Schnittstelle. Nutzer verwenden die Komponente nur über diese Schnittstelle. Von außen ist kein Zugriff auf die Implementierung möglich.
32. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 32 Usability Pattern Published Interface … mit Jigsaw Checks zu Compile-Zeit und zur Laufzeit von 1. neu: Readability (read) 2. neu: Accessibility (exports) 3. Sichtbarkeitsmodifier public, protected, <package>, private Gilt alles auch für System- Module (wie java.base) Pattern Komponente definiert ihre öffentliche Schnittstelle. Nutzer verwenden die Komponente nur über diese Schnittstelle. Von außen ist kein Zugriff auf die Implementierung möglich.
33. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 33 public interface MyInterface { public MyData myMethod (String param) throws MyException; } Interfaces Factories zum Erzeugen der Implementierung Datentypen Exceptions Was gehört zur Schnittstelle einer Komponente?
34. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 34 Published Interface exports von Packages module modb { exports pkg.myapi; } read moda pkg. myimpl modb exports pkg. myapi Nur exportierte Packages eines Modules sind von außen zugreifbar. Per Default nichts exportiert. Export nur auf Package-Ebene möglich! Keine Wildcards möglich! Gerichteter Export an ein / mehrere Module mit exports to
35. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 35 Published Interface exports von Packages module modb { exports pkg.myapi; } read moda pkg. myimpl modb exports pkg. myapi Checks zu Compile-Zeit und zur Laufzeit: 1. neu: Readability (read) 2. neu: Accessibility (exports) 3. Sichtbarkeitsmodifier public, private, protected, <pkg> Gilt alles auch für System-Module (wie java.base)
36. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 36 Published Interface exports von Packages module modb { exports pkg.myapi; } read moda pkg. myimpl modb exports Varianten zur Umsetzung des Patterns: API- und Implementierungsklassen in verschiedene Packages legen Oder Implementierung zur API dazulegen – als „package-sichtbar“. pkg. myapi
37. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 37 exports pkg. myimpl pkg. myapi My Impl Instanzen von MyImpl behalten ihren Typ auch über Module- grenze hinaus, obwohl dessen Package nicht exportiert ist. public class Factory { public MyInterface create() { return new MyImpl(); } … public class Caller { … MyInterface myInt = new MyFactory().create(); … MyIn ter face My Fact ory Call er moda modb pkga read Published Interface Typensichtbarkeit
38. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 38 exports erlaubt statische Zugriffe. opens öffnet für „Deep Reflection“ mit setAccessible(true) Compile-Zeit Reflection (Shallow) Reflection (Deep) exports pkg erlaubt erlaubt nicht erlaubt opens pkg nicht erlaubt erlaubt erlaubt exports pkg und opens pkg erlaubt erlaubt erlaubt Published Interface opens von Packages
39. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 39 Usability Pattern Separate Abstractions Place abstractions and the classes that implement them in separate modules
40. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 40 Usability Pattern Separate Abstractions Pattern Trenne Implementierung von API  in verschiedene Komponenten API-Komponente hat keine Abhängigkeit zu der Implementierung. Auswahl/Konfiguration einer Implementierung erfolgt außerhalb API-Komponente. Factories nicht enthalten. Vorteile Implementierung kann komplett ausgetauscht werden, erlaubt späte Wahl (zur Laufzeit). Beispiel: Datenbank-Treiber Weitere Indirektionen Mehr Aufwand Höhere Komplexität, Zusammenspiel schwerer nachvollziehbar Nachteile
41. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 41 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen pkg.service IService1 IService2
42. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 42 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen pkg.service IService1 IService2 pkg.foobar IFoo IBar
43. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 43 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen pkg.service IService1 IService2 pkg.foobar IFoo IBar api
44. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 44 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen pkg.service.blue Impl1 Impl2 pkg.foobar.blue FooImpl BarImpl blue.impl
45. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 45 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen pkg.service.green OtherImpl 1 OtherImpl 2 pkg.foobar.green FooImpl BarImpl green.impl
46. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 46 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen pkg.service.red RedImpl1 RedImpl2 red.impl
47. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 47 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen client factory
48. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 48 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen client Auswahl der Implementierung factory
49. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 49 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen client Auswahl der Implementierung als „ganze“ Komponente factory
50. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 50 Usability Pattern Separate Abstractions - 3 Ebenen client Auswahl der Implementierung in „Teilen“ (einmalig oder nach Bedarf) factory
51. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 51 Separate Abstractions mit Jigsaw-Modules green.impl red.impl blue.impl api read read exports read
52. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 52 Separate Abstractions 1. „Factory-Module“ green.impl red.impl blue.impl api factory client
53. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 53 green.impl red.impl blue.impl api factory client Separate Abstractions 1. „Factory-Module“ read read read
54. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 54 green.impl red.impl blue.impl api factory client Separate Abstractions 1. „Factory-Module“ exports to exports to exports to Factory muss Implementierungsklassen kennen!
55. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 55 green.impl red.impl blue.impl api DI- Framework client Zugriff per Reflection mit „opens“ – z.B. für Spring-Fwk Separate Abstractions 2. „DI-Module“ opens to opens to opens to
56. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 56 Separate Abstractions Split-Package-Problem green.impl red.impl blue.impl api read read exports read Vorsicht: Modules müssen disjunkte Packages haben. Ein „Split“ eines Package auf mehrere Modules ist nicht erlaubt! Gilt auch, wenn das Package nicht exportiert ist!! Selbst dann, wenn es keine Klassen-Duplikate in den Modules gibt!!!
57. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 57 Schnittstelle java.sql.Driver Implementierung in Module java.sql im MySQL-Driver Dynamische Bindung beim Start über ServiceLoader, also keine statische Auflösung über Module-Namen wie bei requires! module com.mysql.jdbc { requires java.sql; … // Implementiert Schnittstelle provides java.sql.Driver with com.mysql.jdbc.Driver; } Separate Abstractions 3. Dynamische Bindung module java.sql { … // Definiert und exportiert // Schnittstelle uses java.sql.Driver; exports java.sql; }
58. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 58 green.impl red.impl blue.impl api client Separate Abstractions 3. Dynamische Bindung
59. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 59 Usability Pattern Separate Abstractions … mit Jigsaw Trennung in verschiedene Jigsaw-Module möglich Split-Package beachten! uses-provides für dynamische Bindung zur Startzeit per ServiceLoader Eigene Auswahl der Implementierung möglich Pattern Trenne Implementierung von API  in verschiedene Komponenten API-Komponente hat keine Abhängigkeit zu der Implementierung. Auswahl/Konfiguration einer Implementierung erfolgt außerhalb API-Komponente. Factories nicht enthalten.
60. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 60 Usability Pattern Module Facade Facade as a coarse-grained entry point to other module’s underlying implementations
61. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 61 Usability Pattern Module Facade Pattern Vgl. GOF-Patterns „Facade“, „Adapter“, „Decorator“, „Mediator“ Eine Komponente dient als zentrale Facade zu anderen Komponenten. Abhängigkeit idealerweise nur zur Facade nötig, nicht zu den „dahinter“ liegenden Komponenten Vorteile Kapselt dahinterliegende Details an zentraler Stelle Kapselt Schnittstellen Höhere Lesbarkeit Einfachere Nutzung Erzwingt Reihenfolgen erlaubt automatische Vor- / Nach-Bearbeitung
62. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 62 Module Facade mit eigenen Facade-Modules In selbstgeschriebenen „Facade-Modules“ kann man andere Module kapseln.
63. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 63 Module Facade Transitive Abhängigkeiten module modfacade { requires modx; requires transitive mody; } Jigsaw ermöglicht es, Abhängigkeiten transitiv weiterzugeben. Klassen aus mody werden via modfacade an modapp durchgereicht.
64. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 64 1-transitiv 2-transitiv Module Facade Transitive Abhängigkeiten
65. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 65 Usability Pattern Module Facade … mit Jigsaw requires transitive in module-info reicht Abhängigkeit automatisch weiter Ermöglicht nicht die Kapselung „dahinter“ liegender APIs Im Gegenteil werden diese ja durchgereicht! Pattern Vgl. GOF-Patterns „Facade“, „Adapter“, „Decorator“, „Mediator“ Eine Komponente dient als zentrale Facade zu anderen Komponenten. Abhängigkeit idealerweise nur zur Facade nötig, nicht zu den „dahinter“ liegenden Komponenten
66. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 66 Usability Pattern Module Facade Proxy … mit Jigsaw requires transitive in module-info reicht Abhängigkeit automatisch weiter Ermöglicht nicht die Kapselung „dahinter“ liegender APIs Im Gegenteil werden diese ja durchgereicht! Mehr ein Proxy als eine Facade. Pattern Vgl. GOF-Patterns „Facade“, „Adapter“, „Decorator“, „Mediator“ Eine Komponente dient als zentrale Facade zu anderen Komponenten. Abhängigkeit idealerweise nur zur Facade nötig, nicht zu den „dahinter“ liegenden Komponenten
67. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 67 Module Proxy Aggregator-Module Transitive Abhängigkeiten erlauben, leere Aggregator-Module zu definieren. Diese dienen ausschließlich dazu, Abhängigkeiten zu einer Menge anderer Modulen an zentraler Stelle zu verwalten. modapp
68. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 68 TRANS Module Proxy Aggregator-Module Transitive Abhängigkeiten erlauben, leere Aggregator-Module zu definieren. Diese dienen ausschließlich dazu, Abhängigkeiten zu einer Menge anderer Modulen an zentraler Stelle zu verwalten. mod. aggrega tor modapp
69. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 69 Utility Pattern Test Module Each module should have a corresponding test module that validates it’s behavior …
70. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 70 Utility Pattern Test Module Pattern Zu jeder Komponente eine korrespondierende Testkomponente erstellen. Blackbox-Test testet nur die öffentliche Schnittstelle. Die Testkomponente hängt nicht von weiteren Komponenten ab (Mocking). Separate Integrationstest- komponenten erstellen Vorteile Komponenten sind unabhängig voneinander testbar, Fehler leichter lokalisierbar Dokumentation der Nutzung der Schnittstelle Hoher Aufwand durch Mocks Nachteile
71. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 71 read pkg black test moda. test. black Blackbox-Tests werden in separates Jigsaw-Module ausgelagert. Dieses Testmodule benötigt keinen Zugriff auf interne Klassen. Test Module Blackbox-Tests pkga internal exports moda pkga
72. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 72 pkga internal pkga internal …Test exports moda pkga Test Module Whitebox-Tests Whitebox-Test testet interne Klassen von moda aus pkgainternal. Verschiedene Varianten denkbar, z.B. Test-Module & „exports to“ Besser: Testcode getrennt ablegen und für Compile der Tests und für Testdurchführung in das Module „reinpatchen“.
73. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 73 Utility Pattern Test Module … mit Jigsaw Blackbox als eigenes Test- Module gegen öffentliche API, Abhängigkeiten per Mocks Whitebox: Testcode auslagern und „reinpatchen“ Integrationstests gegen öffentliche API ohne Mocks Pattern Zu jeder Komponente eine korrespondierende Testkomponente erstellen. Blackbox-Test testet nur die öffentliche Schnittstelle. Die Testkomponente hängt nicht von weiteren Komponenten ab (Mocking). Separate Integrationstest- komponenten erstellen
74. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 83 Dependency Patterns Levelize Modules Module relationships should be levelized Physical Layers Module relationships should not violate the conceptual layers Levelized Build Execute the build in accordance with module levelization
75. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 84 Ein Anwendungssystem ist modular aufgebaut Säule 2 Säule 3 … Säule 1 Schicht Anwendungskern Schicht Persistenz Component Component Component Component Component Component Component Component Component Component Component Component Anwendung
76. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 85 Anwendung Schicht Präsentation Schicht Anwendungskern Schicht Persistenz Technische Schichten und fachliche Säulen Säule 2 Säule 3 … Säule 1 Component Component Component Component Component Component Component Component Component Component Component Component
77. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 89 Jigsaw-Modules als gerichteter Graph … mit Jigsaw Jigsaw erstellt einen Abhängigkeitsgraph: Modellierung der Abhängig- keiten mit requires Keine zyklischen Abhängigkeiten Dieser Graph sollte auch die Schichten und Säulen abbilden. Eine Unterstützung durch Jigsaw gibt es dafür nicht.
78. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 90 Wie schneide ich Module? Design und Architektur!
79. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 91 Wie schneide (designe) ich Module? Modul-Schnitt Wie groß ist so ein Module? Wo sind (sinnvolle) Module- Grenzen? Treiber sind Kohäsion und Koppelung
80. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 92 Wie schneide (designe) ich Module? Kohäsion Hohe Kohäsion („Bindung“) innerhalb einer Komponente Das Zusammenspiel der Bestandteile (Klassen etc.) in einer Komponente ist sehr stark ausgeprägt. Koppelung Lose Koppelung zwischen Komponenten über wenige, „dünne“ Schnittstellen Änderungen einer Komponente sollen sich möglichst lokal auswirken, sollen andere Komponenten nicht beeinflussen
81. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 93 John Ousterhout A Philosophy of Software Design Paperback: 190 pages Publisher: Yaknyam Press 1 edition (April 6, 2018) Language: English ISBN-10: 1732102201 ISBN-13: 978-1732102200 https://www.youtube.com/watch?v=bmSAYlu0NcY
82. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 95 Wie schneide (designe) ich Module? flaches Module tiefes Module Funktionalität Interface Funktionalität mehr Abstraktion Interface
83. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 100 https://twitter.com/ThePracticalDev/status/ 763470048463912960
84. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 101 Github Beispiele
85. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 102 https://github.com/accso/java9-jigsaw-examples/ Läuft mit Java Release-Build b181 und 9.0.1, 9.0.4 und JDK 10 Bash-Skripte für Compile, Run, Test (in Windows z.B. mit Babun nutzbar) Projektstrukturen für Eclipse 4.7.3 Oxygen.3 Unsere 32 Beispiele zeigen alles Wissenswerte zu Jigsaw zu Requires, Exports, Exports-To, Requires-Static, Requires-Transitive, Blackbox-Test, Whitebox-Test, Uses, Provides, Maven-Integration, Opens, Open Module, Manifest-Optionen, versteckte Main-Klasse, Automatic Modules, Reflection, Resolved Modules (Configuration), Naming von Modulen, Unnamed Module (Classpath), Layer, Javadoc, Annotations, jlink etc. pp. usw. usf. Unsere Jigsaw-Beispiele stehen auf Github
86. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 106 Als PDF-Download bei http://accso.de/java/ JavaSPEKTRUM- Sonderdruck heise/iX Sonderheft „Java 2017“ Accso – Accelerated Solutions GmbH T | +49 6151 13029-0 E | info@accso.de @ | www.accso.de Berliner Allee 58 | 64295 Darmstadt Moltkestraße 131a | 50674 Köln Balanstraße 55 | 81541 München
87. Copyright © Accso – Accelerated Solutions GmbH 107 107 107 Accso – Accelerated Solutions GmbH T | +49 6151 13029-0 E | info@accso.de @ | www.accso.de Berliner Allee 58 | 64295 Darmstadt Moltkestraße 131a | 50674 Köln Balanstraße 55 | 81541 München https://speakerdeck.com/mrtnlhmnn @accso @mrtnlhmnn @krschaal https://github.com/accso/java9-jigsaw-examples/ https://github.com/accso/java9-jigsaw-depvis/ http://accso.de/java/