Mô hình phát triển framework cho các sản phẩm phần mềm

M¤ H×NH PH¸T TRIÓN THEO FRAMEWORK CHO C¸C S¶N PHÈM PHÇN MÒM KS. §Æng Xu©n ThÞnh Trung t©m C«ng nghÖ th«ng tin 1. §Æt vÊn ®Ò HiÖn nay trong n­íc, c¸c s¶n phÈm phÇn mÒm th­êng ®­îc viÕt theo d¹ng c¸c lêi gäi hµm, h­íng cÊu tróc vµ h­íng ®èi t­îng. Khi cã sù thay ®æi vÒ nghiÖp vô hoÆc bæ sung thªm c¸c dÞch vô, tÝnh n¨ng míi, c¸c hÖ thèng nµy th­êng ph¶i söa ®æi l¹i phÇn lín m· nguån. §iÒu nµy g©y nhiÒu khã kh¨n cho viÖc qu¶n lý, b¶o hµnh, b¶o tr× vµ rÊt dÔ g©y lçi (lçi d©y chuyÒn). C¸c s¶n phÈm phÇn mÒm khi ¸p dông m« h×nh framework sÏ kh¾c phôc ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm nµy. Nã lµm t¨ng tÝnh linh ho¹t, t¸i sö dông vµ kh¶ n¨ng ghÐp nèi cña hÖ thèng. Bµi viÕt bµy giíi thiÖu tãm t¾t kh¶ n¨ng ¸p dông m« h×nh ph¸t triÓn theo framework cho c¸c s¶n phÈm phÇn mÒm. 2. §Þnh nghÜa framework Framework lµ mét ph­¬ng ph¸p kü thuËt t¸i sö dông h­íng ®èi t­îng. §Þnh nghÜa vÒ framework còng cã nhiÒu c¸ch kh¸c nhau. §Þnh nghÜa th­êng sö dông lµ “ framework lµ mét thiÕt kÕ t¸i sö dông cña toµn bé hay mét phÇn hÖ thèng ®­îc ®¹i diÖn bëi c¸c líp trõu t­îng vµ c¸ch c¸c tr­êng hîp cña chóng t­¬ng t¸c víi nhau”. Mét ®Þnh nghÜa phæ biÕn kh¸c lµ “ framework lµ bé khung cña tr×nh øng dông mµ cã thÓ ®­îc tuú biÕn bëi c¸c nhµ ph¸t triÓn phÇn mÒm øng dông”. §©y kh«ng ph¶i lµ nh÷ng ®Þnh nghÜa m©u thuÉn nhau; ®Þnh nghÜa thø nhÊt miªu t¶ cÊu tróc cña framework trong khi ®Þnh nghÜa hai miªu t¶ môc ®Ých cña nã 3. C¸c ­u ®iÓm sö dông framework TÝnh t¸i sö dông cña framework cã thÓ ®­îc thóc ®Èy bëi nhiÒu nh©n tè. Mét lµ ®Ó tiÕt kiÖm thêi gian vµ tiÒn b¹c cña trong suèt qua tr×nh ph¸t triÓn. Môc ®Ých chÝnh cho nhiÒu c«ng ty lµ ®Ó gi¶m thêi gian ®Õn thÞ tr­êng. Nh­ng hä nhËn thÊy r»ng tÝnh chÊt gièng nhau do c¸c framework mang tíi còng quan träng. C¸c framework giao diÖn ng­êi dïng ®å ho¹ ®­a ra mét bé c¸c tr×nh øng dông cã c¸ch nh×n vµ c¶m nhËn t­¬ng tù nhau, vµ mét giao diÖn m¹ng t¸i sö dông cã nghÜa lµ tÊt c¶ c¸c tr×nh øng dông sö dông nã theo c¸c giao thøc gièng nhau. Hai lµ tÝnh gièng nhau lµm gi¶m chi phÝ b¶o tr×, tõ ®ã nh÷ng ng­êi lËp ch­¬ng tr×nh b¶o tr× cã thÓ chuyÓn tõ tr×nh øng dông nµy sang tr×nh øng dông tiÕp theo mµ kh«ng ph¶i häc thiÕt kÕ míi. Lý do cuèi cïng cho c¸c framework lµ lµm cho c¸c kh¸ch hµng cã kh¶ n¨ng x©y dùng hÖ thèng më , v× thÕ hä cã thÓ trén lÉn vµ lµm phï hîp c¸c thµnh phÇn tõ c¸c nguån cung cÊp kh¸c nhau. C¸c ­u ®iÓm chÝnh cña framework øng dông h­íng ®èi t­îng xuÊt ph¸t tõ kh¶ n¨ng m« ®un phÇn mÒm, kh¶ n¨ng t¸i sö dông, kh¶ n¨ng më réng, vµ sù ®¶o ng­îc ®iÒu khiÓn chóng cung cÊp cho nhµ ph¸t triÓn nh­ miªu t¶ d­íi ®©y: Kh¶ n¨ng m« ®un: Framework t¨ng c­êng kh¶ n¨ng m« ®un phÇn mÒm b»ng c¸ch gãi gän c¸c chi tiÕt thùc thi linh ®éng ®»ng sau c¸c giao diÖn æn ®Þnh. Kh¶ n¨ng m« ®un cña framework gióp c¶i thiÖn chÊt l­îng phÇn mÒm nhê viÖc khoanh vïng ¶nh h­ëng cña m« h×nh vµ nh÷ng thay ®æi vÒ thùc thi. Kh¶ n¨ng t¸i sö dông: C¸c giao diÖn æn ®Þnh cung cÊp qua c¸c framework t¨ng c­êng kh¶ n¨ng t¸i sö dông theo ®Þnh nghÜa c¸c thµnh phÇn chung cã thÓ ®­îc ¸p dông l¹i ®Ó t¹o ra c¸c tr×nh øng dông míi. Kh¶ n¨ng t¸i sö dông framework tËn dông ®­îc sù ®Çu t­ trÝ tuÖ vµ nç lùc tr­íc ®ã cña c¸c nhµ ph¸t triÓn giµu kinh nghiÖm. Sö dông l¹i c¸c thµnh phÇn framework cã thÓ mang l¹i sù c¶i tiÕn ®¸ng kÓ hiÖu suÊt cña lËp tr×nh viªn, còng nh­ lµ t¨ng c­êng chÊt l­îng, sù thùc thi, tÝnh tin cËy, vµ thao t¸c gi÷a c¸c phÇn cña phÇn mÒm. Kh¶ n¨ng më réng: Framework t¨ng c­êng kh¶ n¨ng më réng nhê viÖc cung cÊp c¸c ph­¬ng ph¸p mãc nèi râ rµng cho phÐp c¸c tr×nh øng dông më réng c¸c giao diÖn æn ®Þnh cña nã. C¸c ph­¬ng ph¸p mãc nèi cã tÝnh hÖ thèng t¸ch riªng ra c¸c giao diÖn vµ c¸c ®¸p øng æn ®Þnh cña mét lÜnh vùc øng dông. Kh¶ n¨ng më réng framework lµ thiÕt thùc ®Ó ®¶m b¶o sù tuú biÕn hîp thêi cña c¸c dÞch vô vµ tÝnh n¨ng øng dông míi. Sù ®¶o ng­îc ®iÒu khiÓn: KiÕn tróc runtime cña framework lµ ®Æc tr­ng cña sù ®¶o ng­îc ®iÒu khiÓn. KiÕn tróc nµy lµm cho c¸c b­íc xö lý tr×nh øng dông cã thÓ hîp qui ®­îc tuú biÕn qua c¸c ®èi t­îng bé ®iÒu khiÓn sù kiÖn mµ ®­îc kÝch ho¹t qua c¬ chÕ göi ®i t¸c ®éng trë l¹i cña framework. Khi c¸c sù kiÖn x¶y ra, bé göi ®i cña framework t¸c ®éng trë l¹i qua viÖc kÝch ho¹t c¸c ph­¬ng ph¸p mãc nèi trªn c¸c ®èi t­îng ®iÒu khiÓn ®¨ng kÝ tr­íc, bé ®iÒu khiÓn nµy thùc hiÖn qu¸ tr×nh xö lý tr×nh øng dông ®Æc tr­ng dùa trªn c¸c sù kiÖn. §¶o ng­îc sù ®iÒu khiÓn cho phÐp framework ®Þnh râ bé c¸c ph­¬ng ph¸p tr×nh øng dông ®Æc tr­ng nµo kÝch ho¹t ®¸p øng ®Õn c¸c sù kiÖn bªn ngoµi (vÝ dô nh­ c¸c tin nh¾n window ®Õn tíi ng­êi sö dông cuèi cïng hay c¸c gãi tin ®Õn tõ c¸c cæng th«ng tin). 4. C«ng cô ph¸t triÓn framework Tr­íc ®©y ®Ó ph¸t triÓn m« h×nh framework cho c¸c bµi to¸n øng dông th«ng th­êng, ta cã thÓ kÓ ra mét sè ng«n ng÷ chÝnh Smalltalk, MFC, Java. Ngµy nay cïng víi sù ph¸t triÓn cña Internet, c¸c øng dông ph¸t triÓn trªn m¹ng ngµy cµng nhiÒu. Hai tËp ®oµn ph¸t triÓn hÖ thèng lín lµ Microsoft vµ Sun Microsystems ®· ®­a 2 gi¶i ph¸p c«ng nghÖ chÝnh ®Ó ph¸t triÓn c¸c bµi to¸n framework lµ Microsoft .NET framework vµ J2EE Framework. Microsoft .NET framework cña Microsoft cã ­u ®iÓm lµ dÔ sö dông, th©n thiÖn víi c¸c øng dông truyÒn thèng trªn flatform Window nh­ Visual Basic, Visual C++,... Tuy nhiªn ®Êy còng lµ nh­îc ®iÓm cña Microsoft .NET framework. C«ng nghÖ nµy bÞ trãi buéc trªn nÒn Window vµ ®Õn nay chØ cã Microsoft ph¸t triÓn. §iÒu nµy dÉn ®Õn c«ng nghÖ kÐm tÝnh c¹nh tranh vµ s¶n phÈm hoµn toµn lÖ thuéc vµo mét nhµ s¶n xuÊt. Tr¸i l¹i J2EE Framework cña Sun Microsystems lµ chuÈn chung ®­îc nhiÒu tËp ®oµn phÇn mÒm lín ph¸t triÓn, kh«ng phô thuéc flatform vµ ®· ®­îc kiÓm chøng lµ ho¹t ®éng æn ®Þnh vµ hiÖu qu¶ qua nhiÒu n¨m. Trªn thÕ giíi hiÖn nay, nhiÒu nhµ s¶n xuÊt phÇn mÒm øng dông ®Òu ¸p dông c«ng nghÖ J2EE Framework. Trªn thÕ giíi, ta cã thÓ kÓ ra mét sè tªn tuæi lín nh­ Bea, IBM, Oracle, Sun One, Fujitsu, Inprise, Macromedia, Sysbase, IONA Technologies, SPSS, Isocra, MultiTEL,... V× vËy khi ph¸t triÓn c¸c bµi to¸n phÇn mÒm øng dông theo m« h×nh framework, chóng ta nªn sö dông c«ng nghÖ J2EE Framework vµ c¸c c«ng cô ph¸t triÓn theo dßng Java nh­ JavaBean, JSP, Java Script. 5. Chu kú sèng vµ c¸c b­íc thiÕt kÕ mét framework 5.1. Chu kú sèng cña framework Qu¸ tr×nh x©y dùng vµ ph¸t triÓn framework lµ mét qu¸ tr×nh lÆp ®i, lÆp l¹i cña ph¸t triÓn vµ øng dùng framework. Mét phÇn mÒm øng dông bao giê còng xuÊt ph¸t tõ mét yªu cÇu thùc tÕ. C¸c s¶n phÈm ban ®Çu (s¶n phÈm mÉu) th­êng lµ ®¬n gi¶n. Sau qu¸ tr×nh øng dông thùc tÕ, nhiÒu yªu cÇu míi n¶y sinh nh­ yªu cÇu vÒ tÝnh dÔ sö dông, linh ho¹t, yªu cÇu ®¸p øng c¸c dÞch vô míi,... V× vËy m« h×nh cò cÇn ®­îc ®­a vµo ph¸t triÓn tiÕp ®Ó ngµy cµng hoµn thiÖn h¬n. H×nh 1 lµ m« h×nh chu kú sèng cña framework. øng dông Ph¸t triÓn S¶n phÈm S¶n phÈm mÉu Framework H×nh 1: Chu kú sèng cña framework: øng dông vµ ph¸t triÓn 5.2. C¸c b­íc thiÕt kÕ framework Nh­ ®· tr×nh bµy ë trªn, khi ph¸t triÓn mét bµi to¸n ¸p dông m« h×nh framework, ta th­êng ®i tõ c¸c bµi to¸n ®¬n gi¶n, cô thÓ råi tõ ®ã míi ph¸t triÓn thµnh c¸c bµi to¸n phøc t¹p, ®a d¹ng vµ trõu t­îng. Qu¸ tr×nh x©y dùng mét framework (h×nh 4) gåm 4 b­íc sau: T¹o c¸c m« h×nh øng dông cè ®Þnh. Ph©n tÝch vµ m« t¶ hot-spot gåm ph©n tÝch møc cao hot-spot, vµ ph©n tÝch vµ m« t¶ chi tiÕt hot-spot. ThiÕt kÕ møc cao hot-spot. T¹o c¸c m« h×nh øng dông cè ®Þnh Ph©n tÝch møc cao hot-spot n ... 2 BiÕn ®æi m« h×nh líp víi sù tæng qu¸t ho¸ hÖ thèng con hot-spot 1 n ... 2 Ph©n tÝch vµ m« t¶ chi tiÕt hot-spot 1 n ... 2 ThiÕt kÕ møc cao hot-spot 1 Tæng hîp ho¸ sù chuyÓn ®æi. H×nh 2: C¸c b­íc thiÕt kÕ framework 6. KÕt luËn Bµi viÕt nµy chØ nh»m giíi thiÖu vÒ kh¸i niÖm framework vµ c¸c ­u ®iÓm cña mét bµi to¸n phÇn mÒm øng dông khi ¸p dông m« h×nh framework. Trong bµi viÕt chóng t«i còng ®Ò cËp ®Õn h­íng lùa chän c«ng cô ph¸t triÓn còng nh­ quy tr×nh tæng qu¸t ®Ó ph¸t triÓn mét framework. M« h×nh nµy ®· ®­îc chóng t«i ¸p dông thµnh c«ng cho bµi to¸n b¸o c¸o thèng kª vµ in ho¸ ®¬n t¹i c¸c b­u ®iÖn tØnh thµnh phè. Vµ víi nh÷ng kÕt qu¶ mµ chóng t«i ®· ®¹t ®­îc cho thÊy chóng ta hoµn toµn cã thÓ ¸p dông réng r·i m« h×nh framework vµo c¸c s¶n phÈm phÇn mÒm øng dông phôc vô c«ng t¸c qu¶n lý, s¶n xuÊt, kinh doanh cña c¸c c¬ quan, xÝ nghiÖp. Tµi liÖu tham kh¶o B¸o c¸o nghiÖm thu ®Ò tµi: X©y dùng m« h×nh ph¸t triÓn theo framework cho c¸c bµi to¸n b¸o c¸o thèng kª vµ in ho¸ ®¬n. Building Application Framework. Wiley. Domain-Specific Application Framework. Wiley. Implementing Application Framework. Wiley. Design Patterns Elements of Reusable Object-Oriented Software. Object-Oriented Frameworks. Michael Mattsson A Software Architecture For Structuring Complex Web Applications. Rinton