1. Bessere Software durch
aspektorientierte Programmierung
mit Java und AspectJ
Stand: 26.11.2007

2. Gliederung
I. Einleitung
II. Was ist AOP?
Motivation
Konzepte und Begriffe
III. Überblick über AspectJ
„Hello World“
Sprachumfang im Überblick
Tools
IV. AspectJ in der Praxis
Performance-Logging
Design by Contract
JavaBeans Bound Properties
V. Optional: AspectJ Load Time Weaving und Eclipse Plug-ins
VI. Fazit und Diskussion
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3. Einleitung
Vorstellung
Heiko Seeberger
36 Jahre
Market Unit Manager of Enterprise Architecture bei metafinanz
OO-Kenntnisse seit 1993, Java seit 1999
Schwerpunkte: AspectJ, Eclipse und SOA
Aktiver Open Source Contributor
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4. Gliederung
I. Einleitung
II. Was ist AOP?
Motivation
Konzepte und Begriffe
III. Überblick über AspectJ
„Hello World“
Sprachumfang im Überblick
Tools
IV. AspectJ in der Praxis
Performance-Logging
Design by Contract
JavaBeans Bound Properties
V. Optional: AspectJ Load Time Weaving und Eclipse Plug-ins
VI. Fazit und Diskussion
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5. Motivation
Seperation of Concerns
Herausforderung: Komplexität
Ansatz: Problemstellung in überschaubare und disjunkte „Häppchen“ (Belange) zerlegen.
Ergebnis:
Verständliche Anforderungen
Klare Konzepte
Hochwertige Lösungen
Höherer Grad an Wiederverwendung
=> Modularisierung ist gut!
Objektorientierung (OO) fördert Modularisierung:
Packages
Klassen
Methoden
…
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6. Motivation
Modularisierung broken
OO vermag i.d.R. nicht, alle Belange zu modularisieren.
Manche Belange durchsetzen die OO-Module: Cross-cutting Concerns.
ClassA ClassB ClassC
ConcernX
ConcernX
ConcernX
Scattering: Belange sind auf mehrere Module verteilt.
Tangling: Module enthalten mehrere Belange.
=> Die Software könnte noch besser (verständlicher, wartbarer , wiederverbendbarer etc.) sein.
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7. AOP-Konzepte
AOP modularisiert Cross-cutting Concerns
AOP führt neben Klassen Aspekte ein.
Cross-cutting Concerns werden von Klassen in Aspekte verlagert.
ClassA ClassB ClassC AspectX
ConcernX
ConcernX ConcernX
ConcernX
=> Jedes Modul behandelt genau einen Belang => Vollständige Modularisierung.
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8. AOP-Konzepte
Weaving
Herausforderung: Die separierten Belange wieder zusammenführen.
Ansatz: Dieser Vorgang wird mit Weaving („Weben“) bezeichnet.
ClassA ClassB ClassC AspectX
ConcernX
ConcernX ConcernX
ConcernX
Ergebnis: Die vormals separierten Belange „spielen wieder zusammen“.
Mehrere Strategien:
Precompiler.
Compile-time Weaving: Beim/nach dem Compilieren (Java).
Load-time Weaving: Beim Class Loading (Java).
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9. Gliederung
I. Einleitung
II. Was ist AOP?
Motivation
Konzepte und Begriffe
III. Überblick über AspectJ
„Hello World“
Sprachumfang im Überblick
Tools
IV. AspectJ in der Praxis
Performance-Logging
Design by Contract
JavaBeans Bound Properties
V. Optional: AspectJ Load Time Weaving und Eclipse Plug-ins
VI. Fazit und Diskussion
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10. Sprachumfang im Überblick
Hello World
Demo
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11. Sprachumfang im Überblick
Anatomie von Aspekten
1 Dynamic cross-cutting
2 Static cross-cutting
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12. Dynamic cross-cutting
Dynamische Aspekte von Aspekten
Joinpoints sind Programmstellen, an denen Weaving ansetzen kann, z.B.
Methoden-Aufrufe, Feldzugriffe, Instantiierung etc.
Pointcuts definieren bestimmte Mengen von Joinpoints, z.B.
„alle Methoden-Aufrufe“ oder „alle Methoden-Aufrufe der Klasse X mit einem Parameter“ oder …
Advices enthalten die Belange und steuern unter Bezug auf Pointcuts das Weaving,
z.B. „Vor PointcutX soll dieser Belang eingewoben werden“.
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13. Static cross-cutting
Klassen „aufbohren“
Hinzufügen von Feldern, Methoden und Konstruktoren.
„Gewöhnliche“ Syntax mit vorangestelltem Klassennamen.
Demo
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14. Static cross-cutting
Eltern adoptieren
Typen erweitern, d.h. neue extends hinzufügen.
Interfaces implementieren, d.h. neue implements hinzufügen.
Demo
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15. Static cross-cutting
Default-Implementierungen für Interfaces
Hinzufügen von Feldern und Methoden-Implementierungen zu Interfaces!
Demo
Macht gemixte Methoden direkt zugreifbar.
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16. Static cross-cutting
Eigene Compiler-Meldungen
Anhand von statischen Pointcuts gibt der AspectJ-Compiler Fehler oder Warnungen aus.
Nützlich für die Qualitätssicherung:
Nutzung von unerwünschtem Code verhindern.
Einhalten von Richtlinien sicherstellen.
Demo
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17. Gliederung
I. Einleitung
II. Was ist AOP?
Motivation
Konzepte und Begriffe
III. Überblick über AspectJ
„Hello World“
Sprachumfang im Überblick
Tools
IV. AspectJ in der Praxis
Performance-Logging
Design by Contract
JavaBeans Bound Properties
V. Optional: AspectJ Load Time Weaving und Eclipse Plug-ins
VI. Fazit und Diskussion
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18. Performance-Logging
Ein Praxisbeispiel
Reporting von Performance-Kennzahlen aus dem laufenden Betrieb.
Messung der Ausführungsdauer von Anwendungsfällen.
Kommt im Kernsystem der Allianz Versicherung zum Einsatz.
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19. Design by Contract
Verbindliche Schnittstellen
Design by Contract: Klare Vorgaben, was vom API erwartet und geliefert wird.
Preconditions definieren die Erwartungshaltung.
Postconditions beschreiben die Liefergarantien.
Erfolgsfaktoren:
Contracts müssen klar kommuniziert werden => Nutzer des API wissen Bescheid.
Contracts dürfen nicht gebrochen werden können => Herausgeber des API kann sich verlassen.
Die Umsetzung muss einfach sein.
„Zweitbeste“ Lösung:
Contracts in JavaDoc beschreiben. => Vollständig? Refactoring?
Demo
Contracts in den Implementierungen umsetzen, d.h. durch den Nutzer. => Verlässlichkeit?
Mühsame Ansatz, oft redundanter Code.
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20. Design by Contract
ContractJ (www.aspectbrains.org/contractj)
Bessere Lösung:
Annotations markieren Contracts.
Aspekte implementieren Contracts.
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21. Design by Contract
ContractJ
Annotations sind ausdrucksstark. => Klare Kommunikation der Contracts.
Annotations identifizieren und beschreiben Contracts gleichzeitig. => Vollständig und konsistent.
Aspekte liegen in der Hoheit des API-Herausgebers. => Hohes Maß an Verlässlichkeit.
Weiterführende Informationen siehe Eclipse Magazin Vol. 12 „Design by Contract“:
http://www.metafinanz.de/fileadmin/Dokumente/Kontakt/2007_08_hsr_eclipse.pdf
Demo
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22. JavaBeans Bound Properties
PropertyChanges kommunizieren
JavaBeans definieren PropertyChangeListener:
„A PropertyChange event gets fired whenever a bean changes a bound property. You can register a
PropertyChangeListener with a source bean so as to be notified of any bound property updates.“
Implementierung sehr mühsam, da viel „Glue Code“ zu schreiben:
Listener registrieren und deregistrieren.
Für jede Bound Property muss ein PropertChangeEvent gefeuert werden. Demo
Trotz Hilfsklasse PropertyChangeSupport viel „Handarbeit“ erforderlich.
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23. JavaBeans Bound Properties
Active Beans (www.aspectbrains.org/activebeans)
Einfachere Lösung:
Annotations markieren Klassen, deren Properties gebunden werden sollen.
Demo
Aspekte fügen mittels Static und Dynamic Cross-cutting den Glue Code ein.
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24. Gliederung
I. Einleitung
II. Was ist AOP?
Motivation
Konzepte und Begriffe
III. Überblick über AspectJ
„Hello World“
Sprachumfang im Überblick
Tools
IV. AspectJ in der Praxis
Performance-Logging
Design by Contract
JavaBeans Bound Properties
V. Optional: AspectJ Load Time Weaving und Eclipse Plug-ins
VI. Fazit und Diskussion
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25. Fazit
AOP bzw. AspectJ ist sehr nützlich
AOP ermöglicht volle Seperation of Concerns und führt dadurch zu besserer Software.
AspectJ ist eine reife und sehr mächtige AOP-Sprache für Java.
Vorschlag für schrittweise Einführung:
Eigene Compiler-Meldungen verwenden.
Fertige Aspekte bzw. Aspekt-Libraries für Standard-Szenarien einsetzen.
Eigene Aspekte für individuelle Cross-cutting Concerns erstellen.
=> Nutzen Sie AspectJ!
Fragen und Antworten …
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26. Herzlichen Dank!
metafinanz
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fax: +49 89 360531-15
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