Software die verwendet wird, muss irgendwann geändert werden. Das ist keine neue Erkenntnis. Dennoch finden wir uns sehr oft in der Situation wieder, dass sich einfache Anforderungen nur mit erheblichem Aufwand umsetzen lassen oder zu unerwarteten Ergebnissen führen. SOLID Prinzipien können uns helfen das Design unserer Anwendungen zu verbessern.

1. SOLID PRINCIPLES
Designgrundlagen objektorientierter Systeme

2. –Fred Brooks, The Mythical Man Month (Jänner 1975)
„All successful software gets changed.“

3. JPA
lokale Beans
ohne Interface
alles Remote
CDI
konkrete CMPs
abstrakte CMPs
Java Server Pages
Java Server Faces
MVC 1.0

4. JPA
lokale Beans
ohne Interface
alles Remote
CDI
konkrete CMPs
abstrakte CMPs
Java Server Pages
Java Server Faces
MVC 1.0Technologie darf
dem Design nicht
im Weg stehen!

5. The Single Responsibility Principle
A class should have only one reason to change.

6. Ein Anwendungsfall
public void erstelleProjekt(String projektName, String projektManager) {
if (projektName == null || "".equals(projektName)) {
throw new IllegalArgumentException("argument projektName darf nicht null oder leer sein");
}
if (projektManager == null || "".equals(projektManager)) {
throw new IllegalArgumentException("argument projektManager darf nicht null oder leer sein");
}
TypedQuery<User> query = entityManager.createQuery("select u from User u where u.name=:name", User.class);
query.setParameter("name", projektManager);
try {
User user = query.getSingleResult();
Projekt projekt = new Projekt(projektName);
projekt.setProjektManager(user);
entityManager.persist(projekt);
} catch (EntityNotFoundException e) {
throw new ProAdmException("projekt konnte nicht erstellt werden.");
}
}

7. Ein Anwendungsfall
public void erstelleProjekt(String projektName, String projektManager) {
if (projektName == null || "".equals(projektName)) {
throw new IllegalArgumentException("argument projektName darf nicht null oder leer sein");
}
if (projektManager == null || "".equals(projektManager)) {
throw new IllegalArgumentException("argument projektManager darf nicht null oder leer sein");
}
TypedQuery<User> query = entityManager.createQuery("select u from User u where u.name=:name", User.class);
query.setParameter("name", projektManager);
try {
User user = query.getSingleResult();
Projekt projekt = new Projekt(projektName);
projekt.setProjektManager(user);
entityManager.persist(projekt);
} catch (EntityNotFoundException e) {
throw new ProAdmException("projekt konnte nicht erstellt werden.");
}
}
Format & Fehlermeldung

8. Ein Anwendungsfall
@Inject
private SolidValidator validator;
public void erstelleProjekt(String projektName, String projektManager) {
validator.validateProjektName(projektName);
validator.validateProjektManagerName(projektManager);
TypedQuery<User> query = entityManager.createQuery("select u from User u where u.name=:name", User.class);
query.setParameter("name", projektManager);
try {
User user = query.getSingleResult();
Projekt projekt = new Projekt(projektName);
projekt.setProjektManager(user);
entityManager.persist(projekt);
} catch (EntityNotFoundException e) {
throw new ProAdmException("projekt konnte nicht erstellt werden.");
}
}

9. Ein Anwendungsfall
@Inject
private SolidValidator validator;
public void erstelleProjekt(String projektName, String projektManager) {
validator.validateProjektName(projektName);
validator.validateProjektManagerName(projektManager);
TypedQuery<User> query = entityManager.createQuery("select u from User u where u.name=:name", User.class);
query.setParameter("name", projektManager);
try {
User user = query.getSingleResult();
Projekt projekt = new Projekt(projektName);
projekt.setProjektManager(user);
entityManager.persist(projekt);
} catch (EntityNotFoundException e) {
throw new ProAdmException("projekt konnte nicht erstellt werden.");
}
}
JPA, JPA-QL & ExceptionHandling

10. Ein Anwendungsfall
@Inject
private SolidValidator validator;
@Inject
private BenutzerRepository users;
public void erstelleProjekt(String projektName, String projektManager) {
validator.validateProjektName(projektName);
validator.validateProjektManagerName(projektManager);
Benutzer user = users.getProjektManager(projektManager);
Projekt projekt = new Projekt(projektName);
projekt.setProjektManager(user);
entityManager.persist(projekt);
}

11. Ein Anwendungsfall
@Inject
private SolidValidator validator;
@Inject
private BenutzerRepository users;
public void erstelleProjekt(String projektName, String projektManager) {
validator.validateProjektName(projektName);
validator.validateProjektManagerName(projektManager);
Benutzer user = users.getProjektManager(projektManager);
Projekt projekt = new Projekt(projektName);
projekt.setProjektManager(user);
entityManager.persist(projekt);
}
falsches
Abstraktionslevel

12. Ein Anwendungsfall
@Inject
private SolidValidator validator;
@Inject
private BenutzerRepository users;
@Inject
private ProjektRepository projects;
public void erstelleProjekt(String projektName, String projektManager) {
validator.validateProjektName(projektName);
validator.validateProjektManagerName(projektManager);
Benutzer user = users.getProjektManager(projektManager);
Projekt projekt = new Projekt(projektName);
projekt.setProjektManager(user);
projects.saveProjekt(projekt);
}

13. Hinweise
Viele Methoden verwenden
das selbe
Feld?

14. Hinweise
Viele Methoden verwenden
das selbe
Feld?
private

15. Hinweise
Viele Methoden verwenden
das selbe
Feld?
Technologie &
Fachlichkeit
in derselben Klasse?

16. The Open/Closed Principle
Software entities should be open for extension but closed for modification.

17. Ein Anwendungsfall
Client Server

18. Ein Anwendungsfall
Client Server
Welche Methoden darf ich verwenden?

19. Ein Anwendungsfall
Client Server
Welche Methoden darf ich verwenden?
Welche Methoden werden eigentlich benötigt?

20. Ein Anwendungsfall
ClientInterfaceClient
Server

21. Ein Anwendungsfall
ClientInterfaceClient
Server
gehören
zusammen

22. Ein Anwendungsfall
ClientInterfaceClient
Server
gehören
zusammen
bestimmt die Funktion

23. Ein Anwendungsfall
ClientInterfaceClient
Server
gehören
zusammen
bestimmt die Funktion
closed for
modification

24. Ein Anwendungsfall
ClientInterfaceClient
Server
gehören
zusammen
bestimmt die Funktion
closed for
modification
open for
extension

25. Ein Code Beispiel
public enum Typ {
ARBEITSPAKET, MEILENSTEIN
}
…
public Arbeitspaket findeErstenMeilenstein(List<Arbeitspaket> arbeitspakete){
for (Arbeitspaket arbeitspaket : arbeitspakete) {
if(Typ.MEILENSTEIN == arbeitspaket.getTyp()){
return arbeitspaket;
}
}
return null;
}

26. Ein Code Beispiel
public enum Typ {
ARBEITSPAKET, MEILENSTEIN
}
…
public Arbeitspaket findeErstenMeilenstein(List<Arbeitspaket> arbeitspakete){
for (Arbeitspaket arbeitspaket : arbeitspakete) {
if(Typ.MEILENSTEIN == arbeitspaket.getTyp()){
return arbeitspaket;
}
}
return null;
}
Neue Anforderung: ProjektStart undProjektEnde, beides Meilensteine

27. Ein Code Beispiel
public enum Typ {
ARBEITSPAKET, MEILENSTEIN
}
…
public Arbeitspaket findeErstenMeilenstein(List<Arbeitspaket> arbeitspakete){
for (Arbeitspaket arbeitspaket : arbeitspakete) {
if(Typ.MEILENSTEIN == arbeitspaket.getTyp()){
return arbeitspaket;
}
}
return null;
}
Neue Anforderung: ProjektStart undProjektEnde, beides Meilensteine
gute Idee

28. Ein Code Beispiel
public enum Typ {
ARBEITSPAKET, MEILENSTEIN
}
…
public Arbeitspaket findeErstenMeilenstein(List<Arbeitspaket> arbeitspakete){
for (Arbeitspaket arbeitspaket : arbeitspakete) {
if(Typ.MEILENSTEIN == arbeitspaket.getTyp()){
return arbeitspaket;
}
}
return null;
}
Neue Anforderung: ProjektStart undProjektEnde, beides Meilensteine
gute Idee
hier ein Problem

29. Ein Code Beispiel
public Arbeitspaket findeErstenMeilenstein(List<Arbeitspaket> arbeitspakete) {
for (Arbeitspaket arbeitspaket : arbeitspakete) {
if (arbeitspaket.getTyp().isMeilenstein()) {
return arbeitspaket;
}
}
return null;
}

30. Ein Code Beispiel
public Arbeitspaket findeErstenMeilenstein(List<Arbeitspaket> arbeitspakete) {
for (Arbeitspaket arbeitspaket : arbeitspakete) {
if (arbeitspaket.getTyp().isMeilenstein()) {
return arbeitspaket;
}
}
return null;
}
public interface ArbeitspaketTyp {
boolean isMeilenstein();
boolean isArbeitspaket();
}

31. Ein Code Beispiel
public Arbeitspaket findeErstenMeilenstein(List<Arbeitspaket> arbeitspakete) {
for (Arbeitspaket arbeitspaket : arbeitspakete) {
if (arbeitspaket.getTyp().isMeilenstein()) {
return arbeitspaket;
}
}
return null;
}
public interface ArbeitspaketTyp {
boolean isMeilenstein();
boolean isArbeitspaket();
}
public enum Typ implements ArbeitspaketTyp{
ARBEITSPAKET {
@Override
public boolean isArbeitspaket() {
return true;
}
},
PROJEKTSTART {
@Override
public boolean isMeilenstein() {
return true;
}
},
PROJEKTENDE {
@Override
public boolean isMeilenstein() {
return true;
}
},
MEILENSTEIN {
@Override
public boolean isMeilenstein() {
return true;
}
};
public boolean isMeilenstein() {
return false;
}
public boolean isArbeitspaket() {
return false;
}
}

32. Ein Code Beispiel
public Arbeitspaket findeErstenMeilenstein(List<Arbeitspaket> arbeitspakete) {
for (Arbeitspaket arbeitspaket : arbeitspakete) {
if (arbeitspaket.getTyp().isMeilenstein()) {
return arbeitspaket;
}
}
return null;
}
public interface ArbeitspaketTyp {
boolean isMeilenstein();
boolean isArbeitspaket();
}
public enum Typ implements ArbeitspaketTyp{
ARBEITSPAKET {
@Override
public boolean isArbeitspaket() {
return true;
}
},
PROJEKTSTART {
@Override
public boolean isMeilenstein() {
return true;
}
},
PROJEKTENDE {
@Override
public boolean isMeilenstein() {
return true;
}
},
MEILENSTEIN {
@Override
public boolean isMeilenstein() {
return true;
}
};
public boolean isMeilenstein() {
return false;
}
public boolean isArbeitspaket() {
return false;
}
}
Closed for Modification,
Open for Extension

33. Hinweise
Das Hinzufügen oder Entfernen
einer Funktion muss
in vielen Klassen
nachgezogen werden.

34. Hinweise
Schnittstellen
entsprechen den Anforderungen
des Dienstanbieters
und nicht des Benutzers!
Das Hinzufügen oder Entfernen
einer Funktion muss
in vielen Klassen
nachgezogen werden.

35. The Liskov Substitution Principle
Subtypes must be substitutable for their base types

36. Ein Anwendungsfall
Arbeitspaket
+getEndDate() : Date
+setDuration(int)

37. Ein Anwendungsfall
Arbeitspaket
+getEndDate() : Date
+setDuration(int)
Neue Anforderung: Wir benötigen
eine Klasse „Meilensteine“

38. Der erste Versuch
Arbeitspaket
+getEndDate() : Date
+setDuration(int)
Meilenstein

39. Der erste Versuch
Arbeitspaket
+getEndDate() : Date
+setDuration(int)
Meilenstein
Darf Beginn- und Enddatum
eines Meilensteins
voneinander abweichen?

40. Darf Beginn- und Enddatum
eines Meilensteins
voneinander abweichen?
Der zweite Versuch
Arbeitspaket
+getEndDate() : Date
+setDuration(int)
Meilenstein
+setDuration(int)

41. Darf Beginn- und Enddatum
eines Meilensteins
voneinander abweichen?
Der zweite Versuch
Arbeitspaket
+getEndDate() : Date
+setDuration(int)
Meilenstein
+setDuration(int)
public class Meilenstein extends Arbeitspaket{
public void setDuration(int days){
throw new ProAdmException("unsupported operation.");
}
}

42. Darf Beginn- und Enddatum
eines Meilensteins
voneinander abweichen?
Der zweite Versuch
Arbeitspaket
+getEndDate() : Date
+setDuration(int)
Meilenstein
+setDuration(int)
public class Meilenstein extends Arbeitspaket{
public void setDuration(int days){
throw new ProAdmException("unsupported operation.");
}
}
public class Meilenstein extends Arbeitspaket{
public void setDuration(int days){
// ignore
}
}
FAIL!

43. Darf Beginn- und Enddatum
eines Meilensteins
voneinander abweichen?
Der zweite Versuch
Arbeitspaket
+getEndDate() : Date
+setDuration(int)
Meilenstein
+setDuration(int)
public class Meilenstein extends Arbeitspaket{
public void setDuration(int days){
throw new ProAdmException("unsupported operation.");
}
}
public class Meilenstein extends Arbeitspaket{
public void setDuration(int days){
// ignore
}
}
FAIL!
FAIL!

44. Der dritte Versuch
Arbeitspaket
+setDuration(int)
Meilenstein
Phase
+getEndDate() : Date

45. Der dritte Versuch
Arbeitspaket
+setDuration(int)
Meilenstein
Phase
+getEndDate() : Date
identisches Verhalten

46. Der dritte Versuch
Arbeitspaket
+setDuration(int)
Meilenstein
Phase
+getEndDate() : Date
identisches Verhalten
unterschiedliches Verhalten

47. Der dritte Versuch
Arbeitspaket
+setDuration(int)
Meilenstein
Phase
+getEndDate() : Date
identisches Verhalten
unterschiedliches Verhalten
Subtypes are substitutable
for their base types

48. Hinweise
Das Verhalten der Elternklasse(n)
führt zu Fehlern.

49. Hinweise
Das Verhalten der Elternklasse(n)
führt zu Fehlern.
IsA-Beziehung (extends)
zwingt mich Methoden zu
überschreiben.

50. The Interface Segregation Principle
Clients should not be forced to depend on methods they do not use.

51. Ein Anwendungsfall
Security
User
Projekt+getRoles() : Role[]
+getProjekte() : Projekt[]

52. Ein Anwendungsfall
Security
User
Projekt+getRoles() : Role[]
+getProjekte() : Projekt[]
unnötige Kopplung!

53. Ein Anwendungsfall
Security
User
Projekt+getRoles() : Role[]
+getProjekte() : Projekt[]
unnötige Kopplung!
unnötige Kopplung!

54. Ein Anwendungsfall
UserImpl
+getProjekte() : Projekt[]
ProjektManager
Security
User
Projekt+getRoles() : Role[]

55. Ein Anwendungsfall
UserImpl
+getProjekte() : Projekt[]
ProjektManager
Security
User
Projekt+getRoles() : Role[]
FAIL!

56. Variante 1: Interfaces
Security
User
Projekt+getRoles() : Role[]
ProjektUser
+getProjekte() : Projekt[]
ProjektManager

57. Variante 2: Delegierung
Security
User
Projekt
+getRoles() : Role[]
+getProjekte() : Projekt[]
ProjektManager

58. Variante 3: Vererbung
Security
User
Projekt
+getRoles() : Role[]
+getProjekte() : Projekt[]
ProjektManager

59. Hinweise
Ich muss Methoden implementieren
die in der konkreten Klasse gar
keine Funktion erfüllen.

60. Hinweise
Ich muss Methoden implementieren
die in der konkreten Klasse gar
keine Funktion erfüllen.
Ich muss Module importieren
die in meiner Anwendung
gar keine Funktion erfüllen.

61. The Dependency-Inversion Principle
High Level Modules should not depend on low-level modules. Both should
depend on abstractions.
Abstractions should not depend on details. Details should depend upon
abstractions.

62. Schichten
UseCase Layer
Service Layer
Utility Layer

63. Schichten
UseCase Layer
Service Layer
Utility Layer
High Level
„Erstelle Meilenstein“

64. Schichten
UseCase Layer
Service Layer
Utility Layer
High Level
„Erstelle Meilenstein“
Low Level
„SQL INSERT“

65. Invertierte Schichten
Service Layer
Utility Layer
UseCase
Service
Interface
Service
Interface
UseCase Layer

66. Invertierte Schichten
Service Layer
Utility Layer
UseCase
Service
Interface
Service
Interface
UseCase Layer
Abstractions

67. Invertierte Schichten
Service Layer
Utility Layer
UseCase
Service
Interface
Service
Interface
UseCase Layer
Abstractions
Details

68. Invertierte Schichten
Service Layer
Utility Layer
UseCase
Service
Interface
Service
Interface
UseCase Layer High
Low

69. Clean Architecture
High
Low

70. Clean Architecture
High
Lowui, db, web

71. Clean Architecture
High
Lowui, db, web
online, backoffice, batch

72. Clean Architecture
High
Lowui, db, web
online, backoffice, batch
domain services, entities

73. Clean Architecture
fachlich High
Lowui, db, web
online, backoffice, batch
domain services, entities

74. Clean Architecture
fachlich
technisch
High
Lowui, db, web
online, backoffice, batch
domain services, entities

75. Clean Architecture
Abhängigkeiten
fachlich
technisch
High
Lowui, db, web
online, backoffice, batch
domain services, entities

76. Hinweise
Ich kann
nicht Testen wenn
System X nicht zur Verfügung steht.

77. Hinweise
Ich kann
nicht Testen wenn
System X nicht zur Verfügung steht.
Ich kann
die Fachlichkeit
nicht erkennen und erhalten.

78. Vielen Dank
mario.rodler@gmx.net