Klassifizierung nach "Level" des Einsatzes

Architektur-Patterns

• beschreiben Strukturaspekte von Softwaresystemen
• zeigen günstige Aufgabenverteilung auf Komponenten
• Bsp. Model-View-Controller, Blackboard

Design-Patterns

• bieten Ansatz für Realisierung einer Komponente
• Verfeinerung, Klassenstruktur
• Bsp. Dispatcher, Datenmodellierungspatterns

Implementierungs-Patterns, Idiome

• empfehlen Programmierungsmöglichkeiten
• auch sprachspezifisch
• Bsp. Umgang mit Threads, I/O, Datenstrukturen, Iterator

Klassifizierung nach Anwendungsumfeld

Beschreibung

• griffiger Name
• Kurzbeschreibung des Zwecks und Einführungsbeispiel
• Problembeschreibung und Kontext
• Lösungsbeschreibung
• Implementierungshinweise, Beispiele und Varianten

Model-View-Controller

Problem

Lösung

Das funktionale Idiom

public class Binärer_Suchbaum
{
	Knoten wurzel = null;

	public
	void einfügen (Schlüssel s) {
		wurzel = einfügen (wurzel, s);
	}

	private
	Knoten einfügen (Knoten k, Schlüssel s) {
		if (k == null) {
		return new Knoten (s);
		} else if (s < k.schlüssel) {
		k.links = einfügen (k.links, s);
			return k;
		} else if (s > k.schlüssel) {
			k.rechts = einfügen (k.rechts, s);
			return k;
		} else {
			// throw new SchlüsselSchonDrin ();
		}
	}
}

			return new Knoten (k.schlüssel, 
						einfügen (k.links, s),
						k.rechts);

Server für Telekommunikationsdienste

Besondere Eigenschaften

Architektur

Software-Schichten:

• Hochverfügbarkeits-Plattform (Kommunikation, Prozessüberwachung, redundante Datenhaltung für Prozesse)
• Plattform-Abstraktionsschicht (Framework)
• Zentrale Plattform-Funktionen (Logging, Webserver etc.)
• Applikationen mit Dienstlogik (Telefonie, Internet)

Programmierumgebung

Probleme:

• Unberechenbare Garbage Collection behindert definierte Antwortzeiten.
• Kleinteilige Objekterzeugung fragmentiert Speicher und erfordert häufigere Garbage-Collection - Strategie zur Vermeidung von Objekterzeugungen (recycelnde Factories, Programmierdisziplin). Konflikt mit Objektorientierung.
• Sessions bestehen aus aufeinanderfolgenden Request-Bearbeitungen; viel mehr Sessions als Prozesse, daher und wegen Verfügbarkeit eigenes Kontextsicherungskonzept.

spezielles Framework und Programmiermodell

Designmethode UML

Use Cases

• Ausdruck von Requirements an eine Komponente
• Beschreibung der Features einer Komponente
• Verhandlung des Interfaces

Sequence Diagrams

• Dokumentation des dynamischen Verhaltens eines Interfaces
• Dokumentation und Konformitätsanalyse der externen Interaktion einer Komponente

Class Diagram

• Komponentendesign

Framework

spezifische Patterns für

• Ablaufsteuerung und Komponenteninteraktion
• Zugriff auf hochverfügbare Anwendungsvariablen

Konstruktion des Softwaresystems

Spezifikation und Review von Funktionalität und Interface

• Programming by Contract auf Komponenteninterface-Ebene

Entwicklungsprozess

Meilensteinmodell, ISO 9000

• Spezifikation und Dokumentation
• Erreichen definierter Qualitätsziele
• strenges mehrstufiges Testverfahren

Prozesse und Sessions im Framework

Komponentenmodell im Framework

Funktionalität einer Komponente XY

Implementierung einer Komponente XY

Klassendiagram als Datenmodell-Beschreibung

Factory für Komponente XY

public class XYHandleFactory
implements IComponentHome, IFactory
{
	private
	IContainer _container;

	public
	void set_container (IContainer container)
	{
		_container = container;
	}

	private
	Handle [] _handles;

	/**
	   Setup of n handles. Called by component users.
	 */
	public
	void start (int n)
	{
		_handles = new Handle [number];
		for (int i = 0; i < _handles.length; i ++) {
			_handles [i] = new Handle (_container, ...);
		}
	}

	/**
	   Invoked by Framework when the container terminates.
	   Resources must be released.
	 */
	public
	void on_container_termination ()
	{
		for (int i = 0; i < _handles.length; i ++) {
			if (_handles [i].is_in_use ()) {
				_handles [i].cleanup ();
			}
		}
	}

	/**
	   Acquire one of the configured handles.
	   @param tag the index of the registered handle to use
	   @param id the data ID to use by the handle
	 */
	public
	IHandle get_handle (int tag, long id)
	throws FrameworkException
	{
		if (i < 0 || i >= _handles.length) {
			throw new HandleException (FAC_no_handle);
		}

		Handle handle = _handles [i];
		if (handle.is_in_use () && (handle.getID () == id)) {
			handle.continue_use (_container);
			return handle;
		} else if (! handle.is_in_use ()) {
			handle.new_use (_container, id);
			return handle;
		} else {
			throw new HandleException (FAC_handle_in_use);
		}
	}

	/**
	   Release handle. Free resources (e.g. to their pools).
	 */
	public
	void release (IHandle handle)
	{
		((Handle) handle).cleanup ();
	}
}

Framework-Einbettung eines XY-Objekts

abstract class HandleControl
implements ITimerListener
{
	/**
	   Setup context for initial or continuing handle use.
	 */
	private
	void set_context (IContainer container) {
		_container = container;
		_container.setup_timer (_timer_id, this);
	}

	/**
	   Invoked on timer time-out via registered ITimerListener.
	 */
	abstract
	void timeout ();

	synchronized
	void new_use (IContainer container, long id) {
		set_context (container);
		_container.set_context_var ("handle id", id);
	}

	synchronized
	void continue_use (IContainer container) {
		set_context (container);
	}
}

public class Handle
extends HandleControl
{
	public
	long get_square () {

		long id = _container.get_context_var ("handle id");
		long value = DB.lookup_XY (id);
		return value * value;
	}
}