Desenvolvendo Aplicações com Software Livre

Desenvolvendo Aplicações com Software Livre Jackson Laskoski http://www.JACK.eti.br [email_address] Pós-Graduação (lato-sensu) Gestão em Tecnologia e Desenvolvimento da Informação

Agenda/Plano de Ensino 10 e 11/10/2008 Software Livre - (10/10/2008) Diferentes tipos de licenciamento O que devo e o que eu não preciso liberar a nível de código-fonte? Ferramentas de código livre e metodologias de desenvolvimento - (10/10/2008) “ As Ruffles” do momento ( PHP , Ruby, Java, Python) Bancos de Dados (MySQL, Firebird, PostgreSQL) Orientação a Objetos Web Based MVC Paradigma RAD (Rapid Application Development): Uma necessidade! (10/10/2008) PHP 5: Porque vamos ver ele? O que mudou em relação às versões anteriores? MySQL 5: Porque vamos ver ele? O que mudou em relação às versões anteriores? O que é um Framework? Mas afinal, porque é vantagem usar um framework?

Agenda/Plano de Ensino 10 e 11/09/2008 CakePHP - (10 e 11/10/2008) Principais características e Recursos: Baseado na arquitetura MVC Licença flexível (MIT) Compatibilidade com PHP4 e PHP5 Validação de campos Scaffolding Listas de controle de acesso (ACL) Componentes Helpers Geração de código-fonte Ambiente e cenário envolvido Servidor web (Apache) PHP5 MySQL5 Instalando e entendendo a ferramenta (estrutura de arquivos) Gerando aplicação de demonstração - (11/10/2008) Sistema para cadastramento e controle de uma coleção de livros: Visitantes podem realizar comentários e sugestões para cada item; Visitantes podem acompanhar a coleção usando um feed RSS; Deve haver uma área administrativa onde o usuário pode alterar suas coleções; A interface deve ser simples e fácil de se utilizar;

Agenda/Plano de Ensino 10 e 11/09/2008 Trabalho técnico/prático em grupo (3 pessoas) – 11/10/2008 Definição de uma aplicação prática e funcional, com enfoque a ser definido por cada grupo: Deve conter a modelagem do sistema; Todos os recursos que forem julgados necessários e/ou importantes;

Software Livre “ Software livre" se refere à liberdade dos usuários executarem, copiarem, distribuírem, estudarem, modificarem e aperfeiçoarem o software. Mais precisamente, ele se refere a quatro liberdades, para os usuários do software: A liberdade de executar o programa, para qualquer propósito (liberdade no. 0); A liberdade de estudar como o programa funciona, e adaptá-lo para as suas necessidades (liberdade no. 1). Aceso ao código-fonte é um pré-requisito para esta liberdade; A liberdade de redistribuir cópias de modo que você possa ajudar ao seu próximo (liberdade no. 2); A liberdade de aperfeiçoar o programa, e liberar os seus aperfeiçoamentos, de modo que toda a comunidade se beneficie (liberdade no. 3). Acesso ao código-fonte é um pré-requisito para esta liberdade.

Software Livre Diferenças entre as principais licenças de software GPL GNU GPL ou simplesmente GPL, é a designação da licença para software livre idealizada por Richard Stallman no final da década de 1980, no âmbito do projecto GNU da Free Software Foundation (FSF). A GPL requer que trabalhos derivados sejam licenciados sob a mesma licença, ou seja, sob a GPL. BSD A licença BSD permite que o software distribuído sob a licença, seja incorporado a produtos proprietários. Trabalhos baseados no material podem até ser liberados com licença proprietária. Alguns exemplos notáveis são: o uso de código do BSD (funções de rede de computadores) em produtos da Microsoft, e o uso de muitos componentes do FreeBSD no sistema Mac OS X da Apple Computer. MIT A licença MIT é similar a licença BSD versão "3-clause". Essencialmente, a diferença reside no fato de a licença BSD conter um aviso proibindo o uso promocional do nome do autor sob copyright. A versão "4-clause" da licença BSD também inclui uma cláusula determinando que toda a propaganda do software inclua uma nota, enquanto a licença MIT, nunca teve tal cláusula. A licença MIT, por outro lado, coloca de forma mais explícita os direitos do usuário final, incluíndo o direito ao uso, cópia, modificação, fusão, distribuição, "sublicenciamento", e/ou venda de software.

Linguagens de Programação (software livre) As “Ruffles” do momento JAVA (http://java.sun.com/) Atualmente licenciado sob GPL pela SUN; Mais que orientada, é baseada em objetos; É extremamente portável e robusta; Pode ser utilizada no desenvolvimento de aplicações texto, desktop ou web-based; Tem uma curvatura de aprendizado considerada elevada; Ainda está se desenvolvendo regionalmente (até mesmo, a nível de Brasil) Ruby on Rails (http://www.rubyonbr.org/) Segundo Colin Steele em An Introduction to Ruby, “Ruby é duas partes Perl, uma parte Python e uma parte Smalltalk.” Devido ao advento do Rails (um framework desenvolvido no próprio Ruby e com enfoque na arquitetura MVC), vem ganhando muitos adeptos; É baseado em objetos e livre (licenciado sob uma licença particular); Ainda pouco popular regionalmente; Utilizado basicamente em aplicações for web; Bastante peculiar quanto a forma de desenvolvimento; Pyton (http://www.pythonbrasil.com.br) Linguagem de código aberto (GPL); Extremamente flexível, script e interpretada; Bastante portável quanto à sistemas operacionais e equipamentos; Utilizada mais a nível acadêmico; Programação tanto desktop quanto web-based; Curvatura de aprendizado bastante atrativa;

Linguagens de Programação (software livre) As “Ruffles” do momento PHP (http://www.php.net/) Linguagem script para desenvolvimento de aplicações web-based; 100% livre, GPL; Baixa curvatura de aprendizado; A partir da versão 5.0, com um forte apelo e recursos embutidos de desenvolvimento OO; Junto com ASP (ferramenta proprietária), PHP domina indiscutivelmente o cenário de aplicações web-based; Permite o desenvolvimento de aplicações alinhado a arquitetura MVC e a Frameworks (produtividade); A exemplo de JAVA, com um forte incentivo de gigantes (IBM, Oracle e afins) na certificação de profissionais (Certificação Zend);

Banco de Dados - SGBD (software livre) MySQL Banco de Dados Livre, ótima integração com linguagens de programação de mercado (PHP, JAVA, DELPHI, VB, etc…), rápido, leve, costuma ter excelente performance e usar hardware modesto (não precisa vender o fígado para adquirir um servidor - na maioria dos casos, é claro :-) . Amadureceu muito na sua última versão estável (5.0) e promete incorporar várias tecnologias usadas pelo maior cluster MySQL do mundo (a Google) na sua versão 6.0. Possui uma versão comunitária (livre) e uma versão Enterprise. É sem dúvida alguma o banco de dados mais utilizado junto à programas desenvolvidos em PHP. Site oficial: http://www.mysql.com/ FireBird Advindo do Interbase da Borland, também trata-se de um SGBD Livre. É rápido, tem excelente integração com Delphi, JAVA, PHP, VB, etc… - Tem versões tanto para MS Windows quanto GNU/Linux. Em virtude de sua origem histórica e de suas APIs é muito mais utilizado em aplicações standalone/desktop que em aplicação desenvolvidas para ambiente web, contudo, é extremamente robusto e com uma comunidade bastante atuante. Site oficial: http://www.firebirdsql.org/ PostGreSQL Sem dúvida alguma uma ferramenta robusta e muito escalável em termos de BD livres Tem versões para MS Windows e GNU/Linux. Dos três é a ferramenta que mais pede hardware e infra-estrutura (dependentemente do volume de dados e recursos), mas tem suportes diferenciados como BD escaláveis e ambientes integrados para várias coisas (desenvolvidos por terceiros - Data Warehouse, etc…). Site Oficial: http://www.postgresql.org/

Orientação a Objetos Pequena Revisão Objetos Um objeto é uma representação de um conceito real, possui estados, operações (métodos) e dados (atributos). Um objeto em PHP é definido da seguinte forma: <?php //cria um novo objeeto $php = new LinguagemProgramacao; //um objeto possui atributos $php->versao = 5; //e um objeto possui um método $php->ShowVersao(); ?> Classes Uma classe pode ser considerada um “molde” para criar objetos. Ela define todos os dados e comportamentos possível daquele tipo de objeto. Dessa forma, um objeto é considerado uma instância de uma classe: <?php class LinguagemProgramacao { $versao; //atributo //método construtor da classe. É executado sempre que um novo objeto é //criado function __construct() { $this->versao = 0; //acessando o atributo internamente }

Orientação a Objetos Pequena Revisão //método destrutor. É executado sempre que um objeto é destruído function __destruct() { } //método que escreve o conteúdo do atributo function showVersao() { echo $this->versao; } ?> Herança Podemos definir uma classe como sendo uma classe-filha de outra. Isto significa que a nova classe herda todas as características da classe-pai. Este é um conceito muito importante na POO e utilizado extensivamente em frameworks como o CakePHP: <?php class LinguagemProgramacaoEstruturada extends LinguagemProgramacao { function goto($linha) { echo “Movendo para linha $linha”; //aqui o resto da implementação } } $cobol = new LinguagemProgramacaoEstruturada; $cobol->showVersao(); //usando um método herdado da classe-pai $cobol->goto(100); //usando um método herdado da classe-filha ?>

Arquitetura MVC MVC é um acrônimo para Model, View e Controller (Modelo, Visão e Controlador). A idéia básica é separar todo o desenvolvimento de uma aplicação em 3 partes ou camadas: Model – Gerencia o comportamento dos dados da aplicação. View – Gerencia a saída gráfica e textual da parte da aplicação visível ao usuário final. Controller – Interpreta as entradas de mouse e teclado do usuário, comandando a Visão e o Modelo para se alterarem de forma apropriada. Todas as requisições feitas pelo usuário são enviadas ao Controller. Este manipula os dados usando o Model e invoca a View correta, de acordo com a ação executada ou com os resultados vindos do Model. A grande vantagem de se utilizar a arquitetura MVC é a separação entre lógica (regras do negócio), apresentação e dados, favorecendo muito o trabalho em equipe. Dessa forma, qualquer mudança, por exemplo, na apresentação, teria pouco ou nenhum impacto nas demais camadas da aplicação... ao mesmo tempo que tudo continua absolutamente integrado.

Frameworks Um framework de desenvolvimento é uma “base” de onde se pode desenvolver algo maior ou mais específico. É uma coleção de códigos-fonte, classes, funções, técnicas e metodologias integradas à um ambiente centralizador que facilitam o desenvolvimento e manutenção de aplicações. Mas afinal, porque é vantagem usar um framework? Passado o período inicial de familiarização com a ferramenta, as vantagens começam a aparecer; Como todos os desenvolvedores de uma mesma equipe usam um determinado framework, programam usando as mesmas convenções, classes e bibliotecas, a manutenção de um programa fica muito mais ágil (produtividade); Abstrai-se as tarefas mais repetitivas, permitindo a concentração de esforços na regras do negócio; DRY – Don’t Repeat Yourself (não se repita). Deixe de repetir códigos comuns em módulos de um mesmo sistema (inclusão, alteração, recuperação e exclusão de dados); Facilidade na geração de testes automatizados; Geração de documentação; Uso de tecnologias embutidas: MVC ActiveRecord: Abstrai o programador de conhecer a fundo uma linguagem de manipulação de dados, como a SQL, além de manter toda a aplicação desenvolvida no paradigma orientado a objetos; AJAX (Asynchronous Javascript and XML): Toda página AJAX está em um objeto chamado XMLHTTPRequest, o qual permite que sejam feitas requisições assíncronas ao servidor web, não precisando de atualizações na página ou espera por parte do usuário; Internacionalização: É o processo de possibilitar que seja facilmente alterada a linguagem da interface e de mensagens de uma determinada aplicação.

O CakePHP teve seu desenvolvimento iniciado por Michal Tartarynowicz em 2005. Baseado nas idéias do framework Ruby on Rails, sua principal meta é ser um framework estruturado que permita programadores PHP de todos os níveis desenvolverem aplicações web robustas e sem perda de flexibilidade. O CakePHP, apesar de estar às vésperas de sua versão 1.2 (estável) é bastante maduro, com uma proposta clara de trabalho e uma comunidade de desenvolvedores extremamente ativa. Alguns Links importantes: http://www.cakephp.org http://www.cakephp.com.br/

Porque usar o CakePHP? Baseado em arquitetura MVC Facilita o desenvolvimento e manutenção de aplicações; Melhor organização do código-fonte; Facilita o trabalho em equipe; Abstrai o programador de tarefas repetitivas e complexas. Licença Flexível O CakePHP é licenciado sob a licença MIT, muito mais flexível que a GPL e a própria BSD. Compatibilidade com PHP4 e PHP5 Como a imensa maioria dos servidores web rodam a versão 4.0 do PHP esta é uma vantagem significativa do CakePHP em relação a outros frameworks PHP, como é o caso do Symfony ou do Zend Framework. Validação de campos O CakePHP possui formas de validar dados digitados pelos usuários em formulários ou URLs. Isso ajuda o programador a evitar dados incorretos ou problemas de segurança. Scaffolding É um recurso que analisa uma tabela na base de dados e cria autamaticamente botões e formulários para as operações básicas de inclusão, alteração, e exclusão de dados.

Porque usar o CakePHP? Listas de controle de acesso (ACL) Permite gerenciar algo (geralmente usuários) que deseja utilizar alguma coisa Permite gerenciar algo que é desejado (aplicações, por exemplo) Não é autenticação de usuários Componentes para: Segurança; Sessões; Tratamento de requisições Permite o desenvolvimento de componentes específicos adicionais ao ambiente Helpers Existem helpers para auxiliar na geração de HTML, formulários, JavaScript e AJAX. Novos helpers podem ser criados ou reutilizados em outros projetos. Geração de código-fonte O CakePHP apresenta uma ferramenta chamada bake, que permite a criação de diretórios da aplicação, além da geração de código CRUD. CRUD é um acrônimo para Create, Retrieve, Update e Delete.

Instalando o CakePHP Cenário Envolvido O CakePHP pode ser utilizado em qualquer plataforma operacional com suporte ao interpretador PHP; Servidor Web Apache; PHP 4.3.2 ou superior; Editor PHP de sua preferência; DBDesigner ou outra ferramenta de modelagem de dados; Uma base de dados: A versão estável do framework suporta MySQL, PostgreSQL e camada de abstração de banco de dados chamada ADOdb. A versão 1.2 suportará também, nativamente, Oracle. Passos para a instalação Baixar a versão estável da ferramenta em http://www.cakephp.org/downloads Descompactar/extrair no diretório raíz do seu servidor web Renomear o diretório para um nome mais usual/curto (cake) Pronto, já está funcionando: http://localhost/cake

Entendendo a “Morfologia” da Ferramenta /app – Diretório onde ficará a aplicação desenvolvida /config – Arquivos de configuração, DB, etc.. /controllers – Controladores da aplicação /index.php – Página inicial da aplicação /models – Modelos da aplicação /plugins – Plugins que podem ser adicionados /tmp – Usado para cache e logs /vendors – Bibliotecas de terceiros /views – Visões da aplicação /elements – Elementos, pedaços da visão /errors – Páginas de erros customizadas /helpers – Ajudantes para gerar código /layouts – Arquivos de layout /pages – Visões estáticas /webroot – DocumentRoot para aplicação /css – Arquivos css /files – Arquivos comuns /img – Imagens /js – Javascripts (AJAX) /cake – Código-fonte do cake /docs – Documentação do framework /vendors – Bibliotecas de terceiros index.php – Página inicial do framework

Considerações sobre a base de dados de novos projetos Todas as tabelas devem estar no plural Ex: Usuarios, Comentarios A chave primária para todas as tabelas deve ser o campo “id” Preferencialmente estes campos devem ter algum mecanismo de geração de códigos-fonte, como a opção auto_increment do MySQL. Em SGBDs como o PostgreSQL e o Oracle, isso pode ser feito utilizando-se o recurso de triggers. Chave estrangeira no singular Para utilizar chave estrangeira, esta deve possuir nome da tabela no singular acrescido do campo “id”. Exemplo: usuario_id. Relacionamento de n-n deve ser organizado em ordem alfabética Primeiro nome no singular acrescido de um “_” e o nome da segunda tabela no plural. Exemplo: livro_usuarios. É importante seguirmos estas convenções, pois assim o CakePHP pode gerar diversas linhas importantes de código-fonte. Além disso, essas convenções facilitam a vida dos novos desenvolvedores, no que se refere ao entendimento das aplicações.

Gerando Aplicação - Demonstração

Roteiro de Implementação No Linux php5-cli Apt-get install php5-cli (debian/ubuntu e afins) No Windows php.exe na variável path do sistema (em geral, ela já está lá) Gerando o projeto cd c:\apache2triad\htdocs\cake php cake\scripts\bake.php –project c:\apache2triad\htdocs\cake\meuslivros --------------------------------------------------------------------------------------------------- Skel Directory: c:\apache2triad\htdocs\cake\cake\scripts\templates\skel Will be copied to: New App Directory: c:\apache2triad\cake\meuslivros ---------------------------------------------------------------------------------------------------

Roteiro de Implementação Gerando a aplicação php cake\scripts\bake.php –app meuslivros Configurando o acesso ao banco de dados Informações referente ao acesso à base de dados Solicita a camada da aplicação que se deseja criar Aconselhável (devido as relações) criar sempre na ordem: Todos os Modelos; Todos os Controles; Todas as Visões; Nos modelos... Usar a validação de campos; Definir as associações: hasOne – Possui um; hasMany – Possui muitos; belongsTo – Pertence a; hasAndBelongsToMany – Tem e pertence a muitos;

Roteiro de Implementação No caso em específico Um usuário possui muitas coleções, então usuario hasMany colecao; Uma coleção pertence a um usuário, então colecao belongsTo usuario; Uma coleção possui muitos livros, então colecao hasMany livro; Um livro pertence a uma coleção, então livro belongsTo colecao; Um livro possui muitos comentários, então livro hasMany comentario; E um comentário pertence a um livro, logo comentario belongsTo livro; O bake é muito esperto, percebe as associações analisando as chaves estrangeiras (relacionamentos) na base de dados. Por isso é extremamente importante seguir as convenções do CakePHP na hora de gerar a base de dados! Após gerado o modelo O arquivo meuslivros/models/usuario.php pode ser observado O processo deve se repetir para os demais modelos Na ordem (devido as associações): Colecaos, Livros e Comentários

Roteiro de Implementação Nos controles... php cake\scripts\bake.php –app meuslivros Escolher [C]ontroller Seguir a ordem: Usuarios, Colecaos, Livros, Comentários Vamos trabalhar com seções; Queremos o geramento de métodos para o CRUD; Os controles podem ser visualizados em: meuslivros\controllers; Observe os métodos gerados automaticamente em cada arquivo de controle.

Roteiro de Implementação Nas visões... php cake\scripts\bake.php –app meuslivros Escolher [V]iew Seguir a ordem: Usuarios, Colecaos, Livros, Comentários Queremos o geramento de visões para o CRUD; As views podem ser vislumbradas em: meuslivros\views\<CONTROLE>; Traduções podem ser feitas (ou tradizir o bake.php) Para cada método do controlador é gerado uma view; É possível se observar o uso dos helpers para gerar HTML e formulários; É possível a customização das telas: meuslivros\views\layouts\default.thtml meuslivros\webroot\css http://localhost/cake/meuslivros/usuarios

Roteiro de Implementação Customizando a aplicação Dar a idéia de uma aplicação única/integrada meuslivros\views\pages\home.thtml Criar o controlador e as visões para o aplicativo chamado “principal” meuslivros\controllers\principal_controller.php Devido as associações quando da concepção dos modelos, o CakePHP busca os dados do usuário e todos os livros pertencentes a ele sem nenhuma instrução SQL escrita pelo desenvolvedor Criar o diretório: meuslivros\views\principal Criar o arquivo: meuslivros\views\principal\index.thtml Aproveitamento dos aplicativos gerados pelo bake: Quando o usuário clicar em Ver Comentários , ele será direcionado para a página de visualização do livro (de acordo com as associações dos modelos, um livro tem vários comentários)!

Roteiro de Implementação Customizando a aplicação Autenticando Usuários: Criar o método login() no arquivo: meuslivros\controllers\principal_controller.php É possível encontrar um registro por qualquer campo da tabela, através dos métodos do CakePHP (findByNome ou findBySenha, etc...); Criar a view para o método menu: meuslivros\views\principal\menu.thtml Criando o método global (classe-pai) que checa a validade de uma seção: Alterando o arquivo: meuslivros\app_controller.php Function checkSession(); Agora podemos usar o método criado acima, em qualquer classe-filha ou em qualquer método da classe-filha: Meuslivros\controllers\livros_controller.php; Método beforeFilter();

Roteiro de Implementação Melhorando a interface Aspectos “cosméticos” e práticos meuslivros\controllers\livros_controller.php Modificando o método add(); A tática pode ser usada em basicamente qualquer método ou sub-método; Validando a entrada de dados Evitando problemas com SQL Injection e outros meuslivros\controllers\comentarios_controller.php Modificando o método add(); O recursos/classe Sanatize faz parte do CakePHP; A tática pode ser igualmente utilizada em outros método ou sub-métodos onde haja entrada/passagem de dados;

Roteiro de Implementação Recurso de RSS Cumprindo com as metas do projeto meuslivros\controllers\principal_controller.php Adicionando o método rss(); Criando a visão para o método rss(): meuslivros\view\principal\rss.thtml Adicionando o link para o recurso de RSS no meuslivros\views\principal\index.thtml Usando AJAX Utilizando dois Helpers adicionais para criar a funcionalidade de pesquisa http://www.prototypejs.org/download http://script.aculo.us/downloads Salvar ambos em meuslivros\webroot\js Criar o controle: meuslivros\controllers\buscas_controller.php Criar a view: meuslivros\views\buscas\index.thtml e meuslivros\views\buscas\update.thtml

Referências Bibliográficas Básicas Livros Ahsanul Bari, Anupom Syam, CakePHP Application Development . Editora Packt, 2008 Minetto, Luiz Elton, Frameworks para desenvolvimento em PHP . Editora Novatec, 2007 Links importantes http://book.cakephp.org/pt http://cakephp.org http://cakephp.com.br http://www.tuliofaria.net/categoria/cakephp/ http://www.revistaphp.com.br/artigo.php?id=93 http://www.jack.eti.br http://www.br-linux.org (software livre)

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