Egenharia de Software Orientado a Aspectos

Engenharia de Software

Dyego Ítallo, Marcos
José, Weverson França

Introdução
História
POA em outras linguagens Engenharia de Software
Motivação

Programação Orientada Orientada a Aspectos
a Aspectos
Gerenciamento de interesses com
POA
Desenvolvimento com POA
Benefícios esperados
Dyego Ítallo Silva Ferreira Marcos José Ferreira
AspectJ
Instalação do AspectJ
Weverson Fraques França
Joinpoints
Pointcuts
Adivices
Aspectos versus Classes

Modelagem de 03 de Janeiro de 2013
Aspectos em UML

1/36

Engenharia de Software Avançar

Roteiro
1 Introdução
Introdução História
História
POA em outras linguagens
Motivação
Motivação
Programação Orientada
a Aspectos 2 Programação Orientada a Aspectos
POA Gerenciamento de interesses com POA
Benefícios esperados Desenvolvimento com POA
AspectJ Benefícios esperados
Joinpoints 3 AspectJ
Pointcuts
Adivices Instalação do AspectJ

Modelagem de
Joinpoints
Aspectos em UML Pointcuts
Adivices
4 Modelagem de Aspectos em UML
2/36

Engenharia de Software Voltar Avançar

História

Introdução
História
Motivação
A Programação Orientada a Aspectos (POA) foi
a Aspectos criada por Gregor Kiczales (1997) quando era o
POA cientista da Xerox PARC (1996 – 2002)
Benefícios esperados Os desenvolvedores da Xerox PARC criaram a
AspectJ
linguagem AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
A linguagem AspectJ é usada até hoje e é a mais
Adivices
popular linguaguem de POA
Modelagem de A linguagem AspectJ é usada com Java
Aspectos em UML

3/36



Introdução
História
Linguagem Aspecto
Motivação
Java AspectJ
a Aspectos C++ AspectC++
POA C AspectC
Benefícios esperados Python Aspyct AOP
AspectJ NET AspectNET
Joinpoints JavaScript Ajaxpect
Pointcuts
Adivices
PHP PHPaspect
Ruby AspectR
Modelagem de
Aspectos em UML Lua AspectLua
Perl The Aspect Module

4/36


Motivação

Introdução Sistema de banco: Imagine que um banco, pediu para
História
que fosse feito software que gerencie todas
Motivação as transações bancárias.
Programação Orientada 1 Quais os principais interesses?
a Aspectos
POA Deposito
Transferência
AspectJ
Saque
Instalação do AspectJ TED
Joinpoints
Pointcuts
DOC
Adivices ...

Modelagem de
2 Quais os interesses secundários?
Aspectos em UML
Auditoria;
Autorização;
Persistência;
...
5/36


Motivação

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
Classiﬁcamos os interesses do software em:
POA
Concerns – Interesses primários (Núcleo do sistema)
AspectJ Crosscutting Concerns – Interesses transversais,
Joinpoints
que abrangem vários módulos do sistema.
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

6/36


Problemas da POO

Introdução
História
Implementações OO acoplam Concerns com os
Motivação
Crosscutting Concerns
Programação Orientada Quando são adicionadas ou removidas
a Aspectos
Gerenciamento de interesses com funcionalidades, na maior parte dos casos, é
POA
Desenvolvimento com POA modiﬁcado o núcleo do sistema

AspectJ Muitas propriedades importantes espalham-se por
Joinpoints
vários módulos e misturam-se com outras
Pointcuts
Adivices
propriedades de maneira intrusiva

Modelagem de
Aspectos em UML

7/36


Problemas da POO

Introdução
História
Implementações OO acoplam Concerns com os
Motivação
Crosscutting Concerns
Programação Orientada Quando são adicionadas ou removidas
a Aspectos
Gerenciamento de interesses com funcionalidades, na maior parte dos casos, é
POA
Desenvolvimento com POA modiﬁcado o núcleo do sistema

AspectJ Muitas propriedades importantes espalham-se por
Joinpoints
vários módulos e misturam-se com outras
Pointcuts
Adivices
propriedades de maneira intrusiva

Modelagem de
Aspectos em UML
Limitação
Esses problemas diﬁcultam a reutilização e a manutenção
dos componentes do sistema.

7/36


Problemas da POO
José, Weverson França Exemplo prático

Introdução
História
Motivação

a Aspectos Sistema bancário: Implementar o método
POA TranferenciaContas usando POO.

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

8/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação

a Aspectos Sistema bancário: Implementar o método
POA TranferenciaContas usando POO.

Implementação do método Trasferência de Contas
AspectJ
Joinpoints public void transferir(Conta origem, Conta destino, int valor) {
Pointcuts origem.debitar(valor);
Adivices destino.creditar(valor);
Aspectos versus Classes }

Modelagem de
Aspectos em UML

8/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação

a Aspectos Veriﬁcar se o usuário possui saldo suﬁciente.
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

9/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação

a Aspectos Veriﬁcar se o usuário possui saldo suﬁciente.
POA
Desenvolvimento com POA Implementação do método Trasferência de Contas

AspectJ public void transferir(Conta origem, Conta destino, int valor) {
Instalação do AspectJ if (origem.getSaldo() < valor) {
Joinpoints throw new SaldoInsuficienteException();
Pointcuts }
Adivices origem.debitar(valor);
Aspectos versus Classes destino.creditar(valor);
}
Modelagem de
Aspectos em UML

9/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação
Veriﬁcar se o usuário possui permissão para realizar
a Aspectos
a transação
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

10/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação
Veriﬁcar se o usuário possui permissão para realizar
a Aspectos
a transação
POA
Desenvolvimento com POA Implementação do método Trasferência de Contas

AspectJ public void transferir(Conta origem, Conta destino, int valor){
Instalação do AspectJ if (!getUsuario().hasPermissao(OP_TRANSF)){
Joinpoints throw new PermissaoException();
Pointcuts }
Adivices if (origem.getSaldo() < valor) {
throw new SaldoInsuficienteException();
}
Modelagem de origem.debitar(valor);
Aspectos em UML destino.creditar(valor);
}

10/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação Veriﬁcar se o valor do dinheiro é negativo
a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

11/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação Veriﬁcar se o valor do dinheiro é negativo
a Aspectos
Implementação do método Trasferência de Contas
POA
public void transferir(Conta origem, Conta destino, int valor){
if (valor < 0) {
AspectJ throw new TransferenciaNegativaException();
}
if (!getUsuario().hasPermissao(OP_TRANSF)){
Joinpoints
throw new PermissaoException();
Pointcuts
}
Adivices
if (origem.getSaldo() < valor) {
throw new SaldoInsuficienteException();
Modelagem de }
Aspectos em UML origem.debitar(valor);
destino.creditar(valor);
}

11/36


Problemas da POO

Introdução
História
Previnir perda de dados
Motivação

a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

12/36


Problemas da POO

Introdução
História
Previnir perda de dados
Motivação Implementação do método Trasferência de Contas

a Aspectos public void transferir(Conta origem, Conta destino, int valor){
if (valor < 0) {
POA throw new TransferenciaNegativaException();
Desenvolvimento com POA }
Benefícios esperados if (!getUsuario().hasPermissao(OP_TRANSF)){
AspectJ }
Pointcuts }
Adivices
Aspectos versus Classes DatabaseTransacao dt = new DatabaseTransacao();

Modelagem de try {
dt.enviar(origem, destino);
}catch(Exception e) {
dt.reverter();
}
}

12/36


Problemas da POO

Introdução
História
Adicionando ao log de dados da aplicação
Motivação

a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

13/36


Problemas da POO

Introdução
História
Adicionando ao log de dados da aplicação
Motivação Implementação do método Trasferência de Contas

a Aspectos public void transferir(Conta origem, Conta destino, int valor){
if (valor < 0) {
POA throw new TransferenciaNegativaException();
Desenvolvimento com POA }
Benefícios esperados if (!getUsuario().hasPermissao(OP_TRANSF)){
AspectJ }
Pointcuts }
Adivices
Aspectos versus Classes DatabaseTransacao dt = new DatabaseTransacao();

Modelagem de try {
dt.enviar(origem, destino);
logger.logOperacao(OP_TRANSF, origem, destino, valor);
}catch(Exception e) {
dt.reverter();
logger.logErro(OP_TRANSF, e.getMenssage);
}
} 13/36


Problemas da POO
José, Weverson França O que podemos extrair desse exemplo?

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

14/36


Problemas da POO

Introdução
História
O código perdeu elegância
Motivação

a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

14/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação
O código perdeu simplicidade
a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

14/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação
a Aspectos O código da regra do negócio foi voltado para
POA outros objetivos (misturado)
Benefícios esperados Veriﬁcações
AspectJ Segurança
Joinpoints
Log de dados
Pointcuts Persistência de dados
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

14/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação
AspectJ Segurança
Joinpoints
Log de dados
Adivices
Código redundante
Modelagem de
Aspectos em UML

14/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação
AspectJ Segurança
Joinpoints
Log de dados
Adivices
Código redundante
Modelagem de
Aspectos em UML Código de difícil manutenção

14/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação
AspectJ Segurança
Joinpoints
Log de dados
Adivices
Código redundante
Modelagem de
Código de difícil compreensão

14/36


Problemas da POO

Introdução
História
Motivação
AspectJ Segurança
Joinpoints
Log de dados
Adivices
Código redundante
Modelagem de
Código de difícil compreensão
Código de difícil reutilização

14/36


Causa dos problemas da POO

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Figura: [Lincoln, 2009] Projeto antes dos requisitos
Aspectos em UML transversais

15/36



Introdução
História
Motivação

a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML
Figura: [Lincoln, 2009] Projeto depois dos requisitos
transversais

16/36



Introdução
História
Motivação

a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML
Figura: [Lincoln, 2009] Problema multidimensinal

17/36


Programação Orientada a Aspectos

Introdução
História A programação Orientada a Aspectos (POA) é uma
Motivação nova metodologia que:
a Aspectos
Separa os interesses, responsábilidades e requisistos
POA
(Concerns) de um sistema
Benefícios esperados A modularização dos Aspectos produz uma
AspectJ arquitetura fácil de projetar, implementar e manter
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

18/36



Introdução
História A programação Orientada a Aspectos (POA) é uma
Motivação nova metodologia que:
a Aspectos
Separa os interesses, responsábilidades e requisistos
POA
(Concerns) de um sistema
Benefícios esperados A modularização dos Aspectos produz uma
AspectJ arquitetura fácil de projetar, implementar e manter
Joinpoints
Pointcuts
Adivices
POO X POA
A POA não veio para substituir a POO, e sim para
Modelagem de
Aspectos em UML complementá-la, pois a POA usada sozinha não traz
benefícios para o projeto de software.

18/36


Gerenciamento de interesses (Concerns)

Introdução
História
Um Concern é um requisito especíﬁco de um sistema.
POA em outras linguagens Existem dois tipos de Concern, são eles:
Motivação

Programação Orientada 1 Core Concerns – são os requisitos das
a Aspectos
funcionalidades centrais de um módulo (núcleo)
POA
2 Crosscutting Concerns – são os requistos das
AspectJ
funcionalidades periférias do sistemas, onde, são
Joinpoints
usados em diversos módulos do sistema
Pointcuts
Adivices
Em um projeto desenvolvido com POA, o engenheiro
deve se preocupar durante todo o projeto com a
Modelagem de
Aspectos em UML separação de interesses (separation of concerns).
Os interesses transversais são encapsulados pelos
aspectos.

19/36


José, Weverson França Desenvolvimento com POA

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
Identificar concerns
POA Implementar
Classes para o negócio
AspectJ Aspectos para crosscutting concerns
Instalação do AspectJ Classes de negócio não ficam cientes da existência
Joinpoints
Pointcuts dos Aspectos
Adivices
Aspectos versus Classes Combinar concerns (weaver)
Modelagem de Identificar crosscutting e core concerns
Aspectos em UML

20/36



Introdução
Classes – encapsulam os requisitos do sistema
História
POA em outras linguagens Aspectos – encapsulam os requisitos transversais
Motivação

Weaver – acoplam os apectos e classes em um
a Aspectos programa
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

Figura: [Lincoln, 2009] Funcionamento da POA

21/36



Introdução
História
Motivação

a Aspectos Boa modularidade
POA
Desenvolvimento com POA Fácil desenvolvimento

AspectJ
Fácil manutenção
Joinpoints
Fácil reutilização
Pointcuts
Software “plug and play”;
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

22/36


AspectJ

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
É uma extensão java para programar orientado a
POA
aspectos
É um weaver para java
AspectJ
Instalação do AspectJ Pré-processador
Joinpoints
Pointcuts Fácil de aprender e implementar
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

23/36



Introdução
História
Motivação
Para instalar o AspectJ é necessário ter a máquina
Programação Orientada virtual Java (JDK), o ambiente de desenvolvimento
a Aspectos
(Eclipse) e o plugin para o Eclipse (AJDT);
POA
Desenvolvimento com POA JDK – http://www.oracle.com/technetwork/

AspectJ
java/javase/downloads/index.html
Joinpoints
AJDT – http://download.eclipse.org/
Pointcuts
Adivices
technology/ajdt/30/update
Eclipse – http://download.eclipse.org/
Modelagem de
Aspectos em UML downloald/index.html

24/36


AspectJ

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
1 Crosscutting estático – Modiﬁca classes, interface
POA e aspectos sem modiﬁcar o comportamento do
programa.
AspectJ
2 Crosscutting dinâmico – Adiciona comportamento
Joinpoints dinamicamente ao programa através de uma regra
Pointcuts
Adivices que determina a execução de uma ação.

Modelagem de
Aspectos em UML

25/36


AspectJ
José, Weverson França Wildcards

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
POA
Desenvolvimento com POA * – sequência de caracteres sem pontos

AspectJ .. – sequência de caracteres
Joinpoints + – subclasse da classe em questão
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

26/36


AspectJ
José, Weverson França Exemplo de Wildcards

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
POA pointcut finds(): call (* find*(..))
Benefícios esperados findCliente();
AspectJ findClienteByName();
Joinpoints
findClienteByCpf();
Pointcuts findClienteByTelefone().
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

27/36


AspectJ
José, Weverson França Joinpoints

Introdução São pontos em que os apectos interceptam as classes
História
POA em outras linguagens call
Motivação

execution
a Aspectos
initialization
POA
Desenvolvimento com POA preinitialization

AspectJ
staticinitialization
Joinpoints
handler
Pointcuts
Adivices
get
set
Modelagem de
Aspectos em UML args
adviceexecution
this
target
28/36


Aspectj
José, Weverson França Pointcuts

Introdução
História
Motivação
São um conjunto de joinpoints
Programação Orientada Detectam quais joinpoints devem ser interceptados
a Aspectos
POA
Podem ter ações booleanas (!, e ||) e argumentos

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

29/36


Aspectj

Introdução
História
Motivação
a Aspectos
POA
Benefícios esperados Estrutura
AspectJ
pointcut nomePointcut(ListaParametros):
Joinpoints «expressao»;
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

29/36


Aspectj

Introdução
História
Motivação
a Aspectos
POA
Benefícios esperados Estrutura
AspectJ
pointcut nomePointcut(ListaParametros):
Joinpoints «expressao»;
Pointcuts
Adivices
Exemplo de pointcut
Modelagem de
Aspectos em UML pointcut traced(Person p) : target(p) &&
call(public * set*(..)) ||
call(public * get*(..));

29/36


AspectJ
José, Weverson França Adivices

Introdução
História
Motivação
São partes de códigos associados a pointcuts
Programação Orientada Tipos
a Aspectos
Gerenciamento de interesses com before
POA
Desenvolvimento com POA after
around
AspectJ
Instalação do AspectJ Forma
Joinpoints
Pointcuts
tipoAdvice(ListaParametros) :
Adivices
ListaPointCut()corpo
Modelagem de
Exemplos
Aspectos em UML

30/36


AspectJ
José, Weverson França Adivices

Introdução
História
Motivação
São partes de códigos associados a pointcuts
Programação Orientada Tipos
a Aspectos
Gerenciamento de interesses com before
POA
Desenvolvimento com POA after
around
AspectJ
Instalação do AspectJ Forma
Joinpoints
Pointcuts
tipoAdvice(ListaParametros) :
Adivices
ListaPointCut()corpo
Modelagem de
Exemplos
Aspectos em UML
before(param) : pointcut(param) ...
after(param) : pointcut(param) ...

30/36


AspectJ
José, Weverson França thisJoinPoint

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
É similar ao this do Java.
POA
Desenvolvimento com POA Disponibiliza informações do joinpoint que está

AspectJ
sendo usado.
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

31/36


AspectJ
José, Weverson França thisJoinPoint

Introdução
História
Motivação

a Aspectos
É similar ao this do Java.
POA
Desenvolvimento com POA Disponibiliza informações do joinpoint que está

AspectJ
sendo usado.
Joinpoints
Exemplo:
Pointcuts
Adivices
thisJoinPoint.toString()
Aspectos versus Classes thisJoinPoint.getArgs()
Modelagem de
Aspectos em UML

31/36


AspectJ
José, Weverson França Reuso

Introdução
História
Motivação

Da mesma forma como nas classes
a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

32/36


AspectJ
José, Weverson França Reuso

Introdução
História
Motivação

Da mesma forma como nas classes
a Aspectos
Reúso
POA
public abstract aspect AspectoMae {
protected abstract pointcut PointCut_um();
AspectJ
// advice
}
Joinpoints
Pointcuts
public aspect AspectoFilho extends AspectoMae{
Adivices
protected pointcut PointCut_um(): call(* set*(..));

Modelagem de }
Aspectos em UML

32/36


AspectJ
José, Weverson França Aspectos versus Classes

Introdução
História
Motivação

1 Apectos e classes são similares:
a Aspectos
Tem um tipo
POA
Trabalha com herança
São abstrados ou concretos
AspectJ Podem conter atributos e métodos
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

33/36


AspectJ
José, Weverson França Aspectos versus Classes

Introdução
História
Motivação

1 Apectos e classes são similares:
a Aspectos
Tem um tipo
POA
Trabalha com herança
São abstrados ou concretos
AspectJ Podem conter atributos e métodos
Joinpoints
Pointcuts
2 Aspectos são diferentes das classes:
Adivices Não tem construtor nem destrutor
Não são criados com new
Modelagem de
Aspectos em UML Podem conter pointcuts e advices

33/36


Modelagem de Aspectos em UML
José, Weverson França Diagrama de classes

Introdução
História
pointcut
Motivação
advice
Programação Orientada introduction
a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

34/36


José, Weverson França Diagrama de classes

Introdução
História
pointcut
Motivação
advice
Programação Orientada introduction
a Aspectos
POA

AspectJ
Joinpoints
Pointcuts
Adivices

Modelagem de
Aspectos em UML

Figura: Representação de um Aspecto em UML

34/36


José, Weverson França Diagrama de sequência

Introdução
História
Motivação pointcuts – devem ser representados como atores
a Aspectos
do sistema. No caso de um pointcut se chamar
POA
teste. O ator é determinado como pointcut(teste)
Benefícios esperados advices – de acordo com sua forma de execução
AspectJ antes (before) ou depois (after) de um pointcut,
Joinpoints devem estabelecer uma ligação com o mesmo, e
Pointcuts
Adivices deste ponto a diante deﬁnir a sequências das
operações a serem executadas
Modelagem de
Aspectos em UML introductions – podem ser executados normalmente
a partir da inclusão de uma classe estática.

35/36


Referências

Introdução
História
Motivação

Programação Orientada S.ROCHA, Lincloln. Introdução a poa e aspectj.
a Aspectos
Fortaleza: Ufc, 2009.
POA
Desenvolvimento com POA GOMES, Edeyson Andrade. Programação orientada

AspectJ
a aspectos. Campinas: Edeyson, 2007.
Joinpoints
RESENDE, Antônio Maria Pereira de; SILVA,
Pointcuts
Adivices
Claudiney Calixto da. Programação orientada a
aspectos em java. Rio de Janeiro: Brasport, 2005.
Modelagem de
Aspectos em UML

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