Generación de código para Hibernate desde modelos UML

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1 Generación de código para Hibernate desde modelos UML Alejandro Nogueiro Mariscal Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas, Universidad de Cádiz 24 de Septiembre / 35

2 Índice 1 Motivación y contexto 2 Planificación 3 Perfil UML 4 Transformación y validación 5 Conclusiones 6 Demostración práctica 2 / 35

3 Índice 1 Motivación y contexto 2 Planificación 3 Perfil UML 4 Transformación y validación 5 Conclusiones 6 Demostración práctica 3 / 35

4 Introducción 1/3 Bases de datos relacionales y programas OO Organización de la información diferente. Las bases de datos relacionales tienden a guardar datos escalares en las filas de una o más tablas. Los programas orientados a objetos operan con grafos de objetos en memoria. Esto genera una serie de dificultades a la hora de cargar y guardar objetos en la base de datos (impedancia objeto/relacional). 4 / 35

5 Introducción 2/3 DNI Fecha Total Q 04/09/ Q 05/09/ W 07/09/ DNI Q W Nombre Alfredo Pedro 5 / 35

6 Introducción 3/3 Hibernate Biblioteca creada para resolver la impedancia objeto/relacional. Permite al desarrollador detallar cómo es su modelo de datos, qué relaciones existen y qué forma tienen. Genera las sentencias SQL y libera del manejo manual de los datos, manteniendo la portabilidad entre todos los motores de bases de datos. Se integra con bases de datos Oracle, Microsoft SQL Server, MySQL o PostgreSQL entre otras. Problemas de Hibernate Dificultad en elaborar una primera versión de la correspondencia entre la base de datos y los objetos Java. Requiere escribir un fichero de configuración complejo, o escribir código Java con una serie de anotaciones de Hibernate y otras de Java Persistence API 2.0 (JPA 2.0, JSR-317). 6 / 35

7 Herramientas existentes 1/2 Las herramientas existentes para elaborar los ficheros de configuración de Hibernate son en su mayoría privativas y sus licencias pueden ser prohibitivas para desarrolladores individuales o empresas pequeñas. Las alternativas libres o no realizan dicha función o son poco accesibles para nuevos usuarios, debido a su falta de usabilidad o la baja calidad de su documentación. Las más importantes son AndroMDA y Hibernate Tools. 7 / 35

8 Herramientas existentes 2/2 AndroMDA Framework de generación extensible de código, adherido al paradigma de la arquitectura dirigida por modelos. Se descartó debido a su dificultad de aprendizaje y a su escasa documentación. Hibernate Tools Conjunto de herramientas para Eclipse y Apache Ant diseñadas para facilitar el uso de Hibernate. Se descarto debido a que no realizaba las funciones deseadas. 8 / 35

9 Herramientas existentes 2/2 AndroMDA Framework de generación extensible de código, adherido al paradigma de la arquitectura dirigida por modelos. Se descartó debido a su dificultad de aprendizaje y a su escasa documentación. Hibernate Tools Conjunto de herramientas para Eclipse y Apache Ant diseñadas para facilitar el uso de Hibernate. Se descarto debido a que no realizaba las funciones deseadas. 8 / 35

10 Herramientas existentes 2/2 AndroMDA Framework de generación extensible de código, adherido al paradigma de la arquitectura dirigida por modelos. Se descartó debido a su dificultad de aprendizaje y a su escasa documentación. Hibernate Tools Conjunto de herramientas para Eclipse y Apache Ant diseñadas para facilitar el uso de Hibernate. Se descarto debido a que no realizaba las funciones deseadas. 8 / 35

11 Solución propuesta Solución propuesta Se hará un programa que escriba la versión inicial de los ficheros de Hibernate a partir de un diagrama de clases de UML. Cómo realizarlo Se partirá de un modelo UML, un diagrama de clases. Este diagrama tendrá una serie de anotaciones especiales, para su correcta transformación. Se comprobará que este diagrama no tiene errores. Se transformará el diagrama de clases en los ficheros necesarios para Hibernate. 9 / 35

12 Solución propuesta Solución propuesta Se hará un programa que escriba la versión inicial de los ficheros de Hibernate a partir de un diagrama de clases de UML. Cómo realizarlo Se partirá de un modelo UML, un diagrama de clases. Este diagrama tendrá una serie de anotaciones especiales, para su correcta transformación. Se comprobará que este diagrama no tiene errores. Se transformará el diagrama de clases en los ficheros necesarios para Hibernate. 9 / 35

13 Concepto de modelo, metamodelo y metametamodelo. 1/3 UML: Estructura en capas Capa M0: los objetos del mundo real (un perro). Capa M1: modelos de clases UML (Perro). Capa M2: metamodelo UML, que es un modelo MOF (Class). Capa M3: metametamodelo Meta-Object Facility (Classifier). 10 / 35

14 Concepto de modelo, metamodelo y metametamodelo. 2/3 describe Metametamodelo representa Metamodelo describe representa Lenguaje de Metamodelado Modelo describe Lenguaje de Modelado representa Referente 11 / 35

15 Concepto de modelo, metamodelo y metametamodelo. 2/3 describe Metametamodelo representa Metamodelo describe representa Lenguaje de Metamodelado Modelo describe Lenguaje de Modelado representa Referente 11 / 35

16 Concepto de modelo, metamodelo y metametamodelo. 2/3 describe Metametamodelo representa Metamodelo describe representa Lenguaje de Metamodelado Modelo describe Lenguaje de Modelado representa Referente 11 / 35

17 Concepto de modelo, metamodelo y metametamodelo. 2/3 describe Metametamodelo representa Metamodelo describe representa Lenguaje de Metamodelado Modelo describe Lenguaje de Modelado representa Referente 11 / 35

18 Concepto de modelo, metamodelo y metametamodelo. 2/3 describe Metametamodelo representa Metamodelo describe representa Lenguaje de Metamodelado Modelo describe Lenguaje de Modelado representa Referente 11 / 35

19 Concepto de modelo, metamodelo y metametamodelo. 2/3 describe Metametamodelo representa Metamodelo describe representa Lenguaje de Metamodelado Modelo describe Lenguaje de Modelado representa Referente 11 / 35

20 Concepto de modelo, metamodelo y metametamodelo. 3/3 Debido a que UML es un estándar, existen diversas herramientas para trabajar con él. Existen diversas herramientas para crear modelos gráficamente, para posteriormente usarlos. Además, existen diversas herramientas para transformar y validar dichos modelos. Entre otras, destacaremos Epsilon y Papyrus. 12 / 35

21 Tecnologías a emplear Epsilon Conjunto de lenguajes para los metamodelos Ecore de Eclipse. Principalmente se usan los lenguajes Epsilon Validation Language (EVL) y Epsilon Generation Language (EGL). Papyrus Conjunto de editores de Eclipse para el estándar UML. Posee herramientas para la creación de modelos UML y perfiles UML, entre otras. 13 / 35

22 Tecnologías a emplear Epsilon Conjunto de lenguajes para los metamodelos Ecore de Eclipse. Principalmente se usan los lenguajes Epsilon Validation Language (EVL) y Epsilon Generation Language (EGL). Papyrus Conjunto de editores de Eclipse para el estándar UML. Posee herramientas para la creación de modelos UML y perfiles UML, entre otras. 13 / 35

23 Concepto de perfil UML Mecanismo estándar de ampliación de UML. Sirve para añadir nuevas características a UML, sin tener que crear un lenguaje de modelado nuevo. Además de UML, se pueden ampliar otros lenguajes mediante el uso de perfiles. 14 / 35

24 Objetivos Implementar transformaciones automatizadas de modelos UML a los artefactos necesarios para que Hibernate pueda acceder a las bases de datos modeladas. Validar los modelos UML comprobando que cumplen ciertas propiedades deseables en una base de datos. Proporcionar ayuda en diversos formatos al usuario, asistiéndole en su uso cotidiano. Correcta documentación en español, con una guía que detallará lo mejor posible la instalación y el uso del programa. La documentación, estará disponible en línea. UML2Hibernate será publicado bajo licencia libre. Será distribuido mediante una serie de extensiones para uno de los entornos de desarrollo más populares. 15 / 35

25 Enfoque a seguir 1/2 En este Proyecto Fin de Carrera (PFC) se propone desarrollar un enfoque dirigido por modelos que ayude a escribir la versión inicial de los ficheros que Hibernate necesita. Estos ficheros serán una series de clases Java con anotaciones JPA 2.0. Se partirá de diagramas de clases UML anotados mediante un perfil apropiado para bases de datos. Estos diagramas de clases UML se validarán y transformarán a los ficheros oportunos mediante algunas de las tecnología disponibles actualmente. Estará compuesto de una serie de extensiones para uno de los entornos de programación más conocidos. El entorno elegido es Eclipse. Se establecen las características que se modelarían. 16 / 35

26 Enfoque a seguir 2/2 Características a modelar Tablas. Atributos. Claves primarias simples. Atributos no nulos y de valor único. Atributos de tipo vector. Herencia. Asociaciones binarias. 17 / 35

27 Índice 1 Motivación y contexto 2 Planificación 3 Perfil UML 4 Transformación y validación 5 Conclusiones 6 Demostración práctica 18 / 35

28 Etapas 1/2 Diagrama de Gantt (I) 19 / 35

29 Etapas 2/2 Diagrama de Gantt (II) 20 / 35

30 Índice 1 Motivación y contexto 2 Planificación 3 Perfil UML 4 Transformación y validación 5 Conclusiones 6 Demostración práctica 21 / 35

31 Perfiles UML existentes UML Data Modeling Profile 22 / 35

32 Definición 1/2 23 / 35

33 Definición 2/2 Elementos del perfil Table Distingue las clases que son tabla de las que no. PK Distingue los atributos que son clave primaria de los que no. Unique Distingue para distinguir los atributos con valor único de los que no. NotNull Distingue para distinguir los atributos que no pueden ser nulos de los que si. Date. Define un tipo de datos para las fecha y hora, ya que Papyrus no disponía de él. Además del tipo Date, se dispondrán de los tipos básicos de Java definidos en Papyrus. Estos son Int, Float, Double, Char, String y Boolean. 24 / 35

34 Implementación Perifl dinámico Perfil que no genera código. A medida que se lee el perfil, se interpreta. Se crea mediante Papyrus. Perfil estático Perfil que genera código Java. Necesario para el funcionamiento de los lenguajes de Epsilon. 25 / 35

35 Implementación Perifl dinámico Perfil que no genera código. A medida que se lee el perfil, se interpreta. Se crea mediante Papyrus. Perfil estático Perfil que genera código Java. Necesario para el funcionamiento de los lenguajes de Epsilon. 25 / 35

36 Implementación Perifl dinámico Perfil que no genera código. A medida que se lee el perfil, se interpreta. Se crea mediante Papyrus. Perfil estático Perfil que genera código Java. Necesario para el funcionamiento de los lenguajes de Epsilon. 25 / 35

37 Índice 1 Motivación y contexto 2 Planificación 3 Perfil UML 4 Transformación y validación 5 Conclusiones 6 Demostración práctica 26 / 35

38 Validación del modelo Módulo de comprobación de las clases Toda clase posee nombre. Toda clase es Tabla. Todos los atributos de la clase son correctos. Toda clase tiene clave primaria. Módulo de comprobación de los atributos Todo atributo posee nombre. Todo atributo tiene tipo. El tipo de todo atributo es válido, es decir, es un tipo de Java. 27 / 35

39 Validación del modelo Módulo de comprobación de las clases Toda clase posee nombre. Toda clase es Tabla. Todos los atributos de la clase son correctos. Toda clase tiene clave primaria. Módulo de comprobación de los atributos Todo atributo posee nombre. Todo atributo tiene tipo. El tipo de todo atributo es válido, es decir, es un tipo de Java. 27 / 35

40 Validación del modelo Módulo de comprobación de las clases Toda clase posee nombre. Toda clase es Tabla. Todos los atributos de la clase son correctos. Toda clase tiene clave primaria. Módulo de comprobación de los atributos Todo atributo posee nombre. Todo atributo tiene tipo. El tipo de todo atributo es válido, es decir, es un tipo de Java. 27 / 35

41 Generación de código para Hibernate 1/2 Estructura del programa Creación de la Clase. Es la estructura principal del programa EGL. Aquí se escribirá la estructura principal de la clase, incluyendo los include. Se compone de dos módulos: Atributos. En este módulo se escribirán los distintos atributos de la clase. Este módulo se divide a su vez en distintos submódulos. Claves Primarias. En este submódulo se tratarán los atributos que son clave primaria. Asociaciones. En este submódulo se tratarán los atributos procedentes de una asociación, composición o agregación. Resto de Atributos. En este submódulo se tratan el resto de atributos, es decir, atributos simples, no nulos o de valor único. Métodos get y set. En este módulo se crearán los métodos get y set para todos los atributos de la clase. 28 / 35

42 Generación de código para Hibernate 2/2 Fichero de configuración Además de las clases Java para Hibernate, también se genera un fichero de configuración. Este fichero es el encargado de configurar cómo accede Hibernate a la base de datos. Entre otras cosas, en él se escribe a que tipo de base de datos se accede (MySQL, Oracle,...). 29 / 35

43 Índice 1 Motivación y contexto 2 Planificación 3 Perfil UML 4 Transformación y validación 5 Conclusiones 6 Demostración práctica 30 / 35

44 Conclusiones Resultados Obtenidos Implementa transformaciones automatizadas de modelos UML a los artefactos necesarios para que Hibernate pueda acceder a las bases de datos modeladas. Valida los modelos UML comprobando que cumplen ciertas propiedades deseables en una base de datos. Proporciona ayuda en diversos formatos al usuario, estando ésta disponible en línea. Se publica como un conjunto de extensiones de Eclipse. Se publica bajo licencia libre. 31 / 35

45 Conclusiones Conclusiones Conocimiento en multitud de tecnologías y herramientas, en principio desconocidas. Mejora considerable en la elaboración de documentos técnicos. Alto grado de satisfacción personal. Trabajo futuro Añadir elementos de las bases de datos más complejos y difíciles de implementar su transformación. Claves primarias compuestas. Asociaciones n-arias. Restricciones semánticas. Atributos auto-incrementados. Implementación de corrección automática de los errores en el modelo. 32 / 35

46 Índice 1 Motivación y contexto 2 Planificación 3 Perfil UML 4 Transformación y validación 5 Conclusiones 6 Demostración práctica 33 / 35

47 Demostración práctica 34 / 35

48 Gracias por su atención 35 / 35

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