Inversion of flow
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Das Dokument beschreibt Konzepte der Softwareentwicklung, insbesondere die Inversion of Control, Dependency Injection und die Inversion von Abläufen. Es wird erläutert, wie diese Prinzipien helfen, Software modularer und flexibler zu gestalten, indem sie Abhängigkeiten entkoppeln und die Testbarkeit verbessern. Darüber hinaus werden praktische Beispiele durch Code-Snippets veranschaulicht, um die theoretischen Konzepte zu verdeutlichen.
![Beispiel
Monolithisch
private static final BigDecimal G = new BigDecimal("6.67384E-11");
private static final BigDecimal AE = new BigDecimal("149597870691");
public static void main(String... args)
{
Sun sun = new Sun();
PlanetDto erde = new PlanetDto("Earth",
new BigDecimal("5.974E24"), 0.983, 1.017);
PlanetDto mars = new PlanetDto("Mars",
new BigDecimal("6.419E23"), 1.381, 1.666);
PlanetDto jupiter = new PlanetDto("Jupiter",
new BigDecimal("1.899E27"), 4.95, 5.46);
for (Planet planet : new Planet[] { erde, mars, jupiter }) {
double period = calculatePeriodInDays(sun, planet);
System.out.println(planet.getName() + ": " + period + " Tage");
}
}
public static double calculatePeriodInDays(Star sun, Planet planet)
{
double aInAe = (planet.getApohelInAe() + planet.getPerihelInAe()) / 2.0;
BigDecimal a = AE.multiply(new BigDecimal(aInAe));
BigDecimal z = new BigDecimal(Math.PI).pow(2)
.multiply(new BigDecimal(4)).multiply(a.pow(3));
BigDecimal n = G.multiply(sun.getMassInKg().add(planet.getMassInKg()));
double p = Math.sqrt(z.divide(n, 8, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue());
return p / (60 * 60 * 24);
}](https://image.slidesharecdn.com/inversionofflow-120329161822-phpapp02/85/Inversion-of-flow-6-320.jpg)
Inversion of flow
- 1. Inversion of Flow Arne Burmeister © 2011 digital ergonomics
- 2. Who am I? Arne Burmeister ■ geboren 1969 in Lübeck ■ Diplom TU-Berlin 1996 ■ verheiratet, 2 Kinder ■ Taucher, Motorradfahrer ■ Sun Certified Java Dev ■ Softwarearchitekt
- 3. Why? Do you not see the logic of my plan? ■ Refactoring zum Durchreichen von Inputwerten? ■ Refactoring für Ablaufänderungen durch geänderte Abhängigkeiten? ■ Weniger Refactoring in agiler Entwicklung!
- 4. What you get! We still got the Mobius Inversion coming up. ■ Inversion of Control ■ Dependency Injection ■ Invert the Flow ■ Spaces und Factories ■ Vor- und Nachteile
- 5. Once upon a time … Begin at the beginning and go on till you come to the end: then stop ■ ein monolithisches Programm ■ Ablaufsteuerung legt Was, Wann und Wie fest ■ Abhängigkeiten müssen vorher bekannt sein ■ Implementierungen sind global oder werden im Ablauf instanziiert ■ Zwischenergebnisse müssen gespeichert werden ■ Abhängigkeiten müssen bereitgestellt werden
- 6. Beispiel Monolithisch private static final BigDecimal G = new BigDecimal("6.67384E-11"); private static final BigDecimal AE = new BigDecimal("149597870691"); public static void main(String... args) { Sun sun = new Sun(); PlanetDto erde = new PlanetDto("Earth", new BigDecimal("5.974E24"), 0.983, 1.017); PlanetDto mars = new PlanetDto("Mars", new BigDecimal("6.419E23"), 1.381, 1.666); PlanetDto jupiter = new PlanetDto("Jupiter", new BigDecimal("1.899E27"), 4.95, 5.46); for (Planet planet : new Planet[] { erde, mars, jupiter }) { double period = calculatePeriodInDays(sun, planet); System.out.println(planet.getName() + ": " + period + " Tage"); } } public static double calculatePeriodInDays(Star sun, Planet planet) { double aInAe = (planet.getApohelInAe() + planet.getPerihelInAe()) / 2.0; BigDecimal a = AE.multiply(new BigDecimal(aInAe)); BigDecimal z = new BigDecimal(Math.PI).pow(2) .multiply(new BigDecimal(4)).multiply(a.pow(3)); BigDecimal n = G.multiply(sun.getMassInKg().add(planet.getMassInKg())); double p = Math.sqrt(z.divide(n, 8, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue()); return p / (60 * 60 * 24); }
- 7. Inversion of Control Don't call us, we'll call you! ■ Umkehrung der Ablaufsteuerung, keine zentrale Steuerung des Programmflusses mehr ■ einzelne Funktionen statt einem monolithischem Programm ■ Registrierung von Teilen, Steuerung (Verknüpfung und Aufruf) durch Framework ■ keine Annahmen über das Verhalten des restlichen Systems, Fokus auf die Funktion
- 8. Dependency Injection A small step for a developer, one giant leap for development ■ Dependency Injection ist ein Teil von Inversion of Control ■ Entkopplung der konkreten Implementierungen ■ Teile werden durch Container zum Programmstart miteinander verbunden ■ das Wie wird entkoppelt ■ Komplexität wird reduziert ■ Testbarkeit wird verbessert
- 9. Beispiel dependencies injected public class Injected implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> { private OrbitalCalculator caculator; private SolarSystem system; public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent event) { for (Planet planet : system.getPlanets()) { double period = caculator.calculatePeriodInDays( system.getStar(), planet); System.out.println(planet.getName() + ": " + period + " Tage"); } } <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"> <bean id="caculator" class="OrbitalCalculator"/> <bean class="Injected"> <property name="system" ref="system"/> <property name="caculator" ref="caculator"/> </bean>
- 10. Inversion of Flow The force will be with you ■ keine direkte Ablaufsteuerung ■ Ergebnisse „auf Zuruf“ ■ Abhängigkeiten über pull statt push ■ Wann wird entkoppelt ■ es wird nur ausgeführt, was nötig ist
- 11. Space Results at the end of the universe ■ Quelle aller Eingaben ■ Ablage aller Ergebnisse ■ Space enthält Key/Value Paare ■ Associative Memory mit Schlüssel über Typ und Name ■ Kann persistent sein, muss aber nicht ■ „self populating“ durch Factories
- 12. Inversion of Flow Key/Value Paare und Factories Space Factory verwaltet erzeugt Key Value Store speichert
- 13. Space Where no developer has gone before ■ direkte Anfrage eines Ergebnisses ■ Anfrage löst Berechnung aus ■ initiale Befüllung möglich ■ Abhängigkeiten können Zwischenergebnisse sein ■ Abhängigkeiten müssen nicht vorhanden sein ■ Anfrage von Zwischenergebnisse lösen weitere Berechnungen aus ■ Zwischenergebnisse werden automatisch gespeichert
- 14. Beispiel work in space private SolarSystem system; private ValueSpace space; private void printOrbits() throws MissingKeyException { space.add(singletonKey(SolarSystem. class), system); for (Orbit orbit : space.getAll(typeMatcher(Orbit.class))) { System.out.println(orbit.getPlanet().getName() + ": " + orbit.getPeriodInDays() + " Tage"); } } <bean id="caculator" class="OrbitalCalculator" /> <bean class="Inverted"> <property name="space" ref="space" /> <property name="system" ref="system" /> </bean> <bean id="space" class="DefaultValueSpaceFactoryBean"> <property name="storeFactory"> <bean class="MemoryStoreFactory" /> </property> <property name="valueFactories"> <list> <bean class="OrbitFactory"> <property name="caculator" ref="caculator" /> </bean> …
- 15. Value Factories I need your magic ■ beinhaltete den Rest von Flow ■ berechnet fehlende Ergebnisse ■ kann Abhängigkeiten anfordern ■ minimale lokale Codeänderungen, wenn sich Abhängigkeiten ändern ■ Factory kann Rechner oder externer Service sein ■ fehlende Ergebnisse ohne zuständige Factory führen zu Fehlern
- 16. Beispiel value production public class OrbitFactory extends AbstractValueFactory<String, Orbit> { private OrbitalCalculator calculator; public OrbitFactory() { super(String.class, Orbit.class); } public Orbit createValue(Key<String, ? super Orbit> key, ValueSource tuples) throws MissingKeyException { Star sun = tuples.get(singletonKey(Star.class)); Planet planet = tuples.get(Matchers.idKey(Planet.class, key.getId())); Orbit orbit = new Orbit(sun, planet); orbit.setPeriodInDays(calculator.calculatePeriodInDays(sun, planet)); return orbit; } public Set<Key<String, ? extends Orbit>> createValueKeys( Matcher<? super Orbit> key, ValueSource tuples) throws MissingKeyException { Set<Key<String, ? extends Orbit>> keys = new HashSet<...>(); for (Planet planet : tuples.getAll(typeMatcher(Planet.class))) { keys.add(Matchers.idKey(Orbit.class, planet.getName())); } return keys; } }
- 17. Dependency Control Time circuits on. Flux Capacitor... fluxxing. ■ Abhängigkeiten müssen überwacht werden ■ zyklische Abhängigkeiten führen zu Fehlern ■ Überschreiben von Ergebnissen entfernt abhängige Ergebnisse ■ Zyklen können in Einzelfällen erlaubt sein
- 18. Multiple Universe unlimited technology from the whole universe ■ Spaces können aufeinander aufbauen ■ Subspace kann manuell erzeugt werden ■ Value Factory kann Subspaces erzeugen und anfragen ■ Schichten spiegeln sich in Hierarchie wider
- 19. Beispiel Hierarchische Spaces <bean id="system" class="SolarSystem"> … </bean> <bean class="space" class="DefaultValueSpaceFactoryBean"> <property name="parents"> <list> <bean class="SpringValueSource" /> </list> </property> <property name="storeFactory"> <bean class="MemoryStoreFactory" /> </property> <property name="valueFactories"> <list> <bean class="OrbitFactory"> <property name="caculator" ref="caculator" /> </bean> <bean class="StarFromSystemFactory" /> <bean class="PlanetsFromSystemFactory" /> </list> </property> </bean>
- 20. Injection of Flow He who controls the space, controls the universe! ■ Space und Store über Factory ■ Space bekommt Value Factories injected ■ Space bekommt Store über Factory injected ■ für hierarchische Spaces können Eltern an die Factory gegeben werden
- 21. Space erverywhere? Not the answer to life, the universe and everything ■ nur ein Paradigma, nicht für alle Fälle der sinnvollste Ansatz! ■ Vorteile: Fokus auf Kernaufgabe, wenig Refactoring notwendig, inhärenter Cache ■ Nachteile: Zusammenhänge unsichtbar, mehr Integrationstests notwendig? ■ Ausblick: parallele Factoryaufrufe, verteilter Space mit Cloud Storage
- 22. The Outer Space The answer is out there ■ Robert C. Martin: „The Dependency Inversion Principle“, 1996 ■ Martin Fowler: „Inversion of Control Containers and the Dependency Injection“, 2004 ■ Jeremy Miller: „The Dependency Injection Pattern – What is it and why do I care?“, 2005 ■ „Associative Memory“, Cunningham & Cunningham Wiki, 2005 ■ Arne Burmeister: „deVasp“, Java-Net, 2011