Este documento discute como a programação orientada a aspectos pode ser usada para implementar verificação de contratos em Java. Apresenta conceitos de desenho por contrato e programação orientada a aspectos, e descreve um protótipo que usa aspectos para verificar pré e pós-condições em métodos Java. Também discute diferenças entre pesquisa acadêmica e desenvolvimento industrial.

1. An Aspect-Oriented Infrastructure for Design by Contract in Java Sérgio Agostinho  sagostinho@viatecla.pt www.viatecla.com 13Jan08  ViaTecla Software Ou mais uma Tese de Mestrado

2. Agenda Conceitos teóricos Problema Tese Desenho por Contrato Programação Orientada a Aspectos Protótipo Aplicações práticas O mundo académico vs indústria Plataforma Java -> .NET Discussão ...

3. Como garantir a fiabilidade do software? Desenho por Contrato: estabelecer responsabilidades na comunicação entre módulos Como melhorar a separação de assuntos ? Programação Orientada a Aspectos: modularizar assuntos transversais Problema

4. A programação orientada por aspectos pode ser usada para implementar a verificação de desenho por contrato numa linguagem sem suporte nativo para o mesmo (Java). Tese

5. Procura-se Formação superior em Engenharia Informática Sólidos conhecimentos de programação em .NET e Java Capacidade de comunicação e interacção em equipa Oferece-se Integração em equipa jovem e dinâmica Contacto com as mais recentes tecnologias Participação em projectos aliciantes Renumeração de acordo com a experiência demonstrada Observações Lisboa Full-time Desenho por Contrato Pré-condições Pós-condições Invariantes

6. Classe Stack: Invariante: count() >= 0 Método pop(): Pré-condição: count() > 0 Pós-condição: new.count() = old.count() - 1 Método push(): Pós-condição: new.count() = old.count() + 1 Desenho por Contrato

7. Aspecto Novo módulo que encapsula o código transversal Pointcut A expressão que define os pontos do código que devem ser interceptados Advice O comportamento adicional a ser injectado Programação Orientada a Aspectos

8. /** * Pointcut que captura as execuções de métodos não privados nem estáticos. */ pointcut nonStaticMethodExecution(Object object): target (object) && execution (!private !static * *.*(..)); /** * Pointcut que captura a execução de métodos dentro de packages J2SE. */ pointcut systemPackageExecution(): execution (java.* *(..)) || execution (javax.* *(..)); /** * Pointcut que captura as chamadas de simpleGet* em packages ViaTecla. */ pointcut simpleGetInsideViaTeclaCode(Object object): target (object) && withincode (com.viatecla.*) && call (public String *.simpleGet*(..)); Programação Orientada a Aspectos

9. before (Object object) : nonStaticMethodExecution(object) && ! systemPackageExecution() { Class objectClass = thisJoinPoint .getTarget().getClass(); // “loggar” a utilização de memória… } String around (Object object): simpleGetInsideViaTeclaCode(object) { // verificar se o pedido está em cache… // se não fazer a chamada original: String result = proceed (object); // adicionar o resultado à cache... // devolver o resultado ao código original: return result; } Programação Orientada a Aspectos

10. Asserções (pré/pós-condições e invariantes) Métodos booleanos através de uma convenção de nomes Keywords Parâmetros dos métodos ou chamadas a API Quebras de contrato Excepções com nível de verificação configurável Distribuição Biblioteca (JAR) em AspectJ + reflexão Java Protótipo

11. class Stack<T> { boolean invariant() { return count() >= 0; } boolean prePush() { remember(); return true; } void push(T item) { ... } boolean postPush(T item) { Stack old = (Stack) old(); return this.count() == old.count() + 1; } boolean prePop() { remember(); return count() > 0; } T pop() { ... } boolean postPop() { Stack old = (Stack) old(); return this.count() == old.count() - 1; } int count() { ... } } Protótipo

12. O mundo académico Rigor Muito material Casos de estudo “toy” Requisitos muito estáveis O mundo perfeito (?) O mundo académico vs indústria Indústria Requisitos com evolução rápida Gestão de recursos limitados Sistemas de legado Engenharia (!) O mundo imperfeito... mas real  No meio: the Gap! Research and Development

13. Desenho por Contrato É uma boa prática Os contratos já lá estão! (Javadocs, MSDN , na nossa cabeça...) Não há suporte out of the box Programação Orientada a Aspectos A intercepção de chamadas tem alguns usos interessantes para bibliotecas Os assuntos transversais nem sempre seguem uma estrutura linear no código Os assuntos transversais ocorrem em sistemas heterogéneos O mundo académico vs indústria

14. Não são mundos muito distantes 23 Extensões AOP Java -> 15 extensões AOP .NET Linguagem Java -> C# Eclipse -> Visual Studio JUnit -> NUnit Log4J -> Log4Net ... Plataforma Java -> .NET

15. Tese de Mestrado http://aosd.di.fct.unl.pt/sergioag Spec# (extensão de C# com Desenho por Contrato) http://research.microsoft.com/SpecSharp/ PostSharp (extensão de C# com Aspectos) http://www.postsharp.org/ Mais informações

16. www.viatecla.pt | (+351) 212 723 500 Obrigado pela vossa atenção!