Groschengedanken zu Software

Jede Installation von Lotus Notes 8.5 bringt eine Java-Umgebung mit. Das freut, weil ich mehr Java und weniger LotusScript benutzen kann.

Es gilt allerdings, folgendes zu beachten:

* gui: Ich habe eine standalone Anwendung, eine die auch ohne Notes funktioniert. Das Anwendungsfenster ist ein JFrame und nutzt EXIT_ON_CLOSE. EXIT_ON_CLOSE bewirkt ein System.exit() und beendet so die zugrundeliegende Java-VM. Notes verhindert mittels SecurityException, dass irgend jemand anders die VM beendet als Notes selbst. Also implementiere zwei Close-Strategien, eine “normale” und eine für den Notes-Kontext mit JFrame.DISPOSE_ON_CLOSE statt EXIT_ON_CLOSE.

* jdbc: Nutze den ClassLoader einer bereits geladenen Klasse oder eines Objekts. Denn das ist der ClassLoader mit dem passenden Sicherheitskontext. Der Weg mit ClassLoader.getSystemClassLoader() wird standalone funktionieren, aber in Notes fehlschlagen.

* Nebenbei für jdbc: Es ist flexibel, die Jar-Datei mit dem jdbc-Treiber nicht in den Classpath zu legen, sondern den Pfad zu ihr durch den Admin konfigurieren zu lassen. Dann kann man die passende Klasse aus der Jar-Datei nachladen. Aber nicht mit dem ClassLoader des Systems. Und deswegen verweigert der DriverManager – unabdinngbar für jdbc – den Dienst mit dieser Klasse. Abhilfe: Proxy-Pattern benutzen, siehe bei kfu

Wenn ich ein neues Projekt in Netbeans anlege und das dann mit git verwalten möchte, patzt Netbeans, wenn die git-Daten in einem anderen Verzeichnis untergebracht werden sollen als dem Stammverzeichnis des Projekts.

Woran das liegt, habe ich noch nicht herausgefunden. Aber zum Glück gibt es einen einfachen Workaround:

1) Projekt in Netbeans anlegen im Verzeichnis /code/projekte/dasNeueProjekt

2) Git-Verzeichnis im Dateimanager anlegen /repos/projekte/dasNeueProjekt

3) Auf der Shell im Projekt-Verzeichnis den Befehl git init --separate-git-dir /repos/projekte/dasNeueProjekt benutzen.

Netbeans “bemerkt”, dass das Projekt unter Versionsverwaltung steht und das git-Plugin läßt sich ganz wie erwartet benutzen.

kurz
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Das Design-Pattern Model-View-Controller, kurz MVC, kann man sich als objektorientierte Ausprägung des allgemeinen Ablaufs von Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe, kurz EVA, denken. Model bedeutet Verarbeitung, View Ausgabe und Controller Eingabe. Der Controller ist vom Model(-Interface) abhängig und der View beobachtet das Model.

Motivation
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Ich arbeite gerade an einem Projekt, bei dem ein GUI im Spiel sein wird und natürlich auch Unit-Tests. Die Frage der klugen Aufteilung der Aufgaben stellt sich immer, und im Internet findet sich nur wenig wirklich hilfreiches und verständliches zum Thema MVC.

Beispiel für ein Model: Calcer
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Nehmen wir als Beispiel ein taschenrechnerartiges Dings, genannt Calcer. Ein Calcer-Objekt bekommt als Eingabe zwei ganze Zahlen a und b. Ein Calcer habe eine Methode “calc”, die die Verarbeitung besorgt und vier Methoden, die unterschiedliche Ergebnisse aus a und b geben: getMul, getDiv, getAdd, getSub für Multiplikation, Division, Addition und Subtraktion.

Nebenbei: Wie das Modell, Calcer, seine Aufgabe erledigt, das interessiert hier nicht. Vielleicht googlet es, vielleicht implementiert es eigene Arithmetik-Routinen, vielleicht und wahrscheinlich benutzt es Möglichkeiten der zugrundeliegenden Programmiersprache. Man nennt das “Kapselung”.

Calcer ist ein Beispiel für ein Modell. Es nimmt Eingaben entgegen, aber “wer” die Eingaben macht, woher diese Eingaben kommen, das spielt keine Rolle. Man kann auch sagen: Calcer, das Modell, ist von den Eingaben unabhängig. Das ist gut und gewollt: So kann ich das immer dasselbe Modell benutzen, auch wenn ich unterschiedliche Eingabe-Arten benutze.

Und Calcer ist von Ausgaben unabhängig. Ein Calcer stellt Ergebnisse zur Verfügung. Ob diese Ergebnisse abgerufen werden, das “interessiert” einen Calcer nicht. Die Ergebnisse sind da. Basta.

Beispiele für Eingabe-Arten
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Wenn ein Mensch einen Calcer benutzen möchte, dann wird das entweder mit einem GUI geschehen, oder mittels einer Konsole, beispielsweise der bash. Der Einfachheit halber und ohne Beschränkung der Allgemeinheit soll das reichen.

Für jede gewünschte Eingabe-Art werde ich eine eigene Klasse erschaffen. Hier also einen ConsoleController und einen GuiController. Der ConsoleController wird wohl die eingetippten Daten lesen und weitergeben, nachdem der User “Return” gedrückt hat. Der GuiController könnte zwei Felder haben, für jede Zahl eins und dann noch einen Button, der die Berechnung anstößt.

Eine andere Art ist eine Anfrage/ Nachricht die mittels Netzwerk an einen Server gestellt wird. Da wechseln Details, aber das Prinzip bleibt.

Beispiele für Ausgabe-Arten
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Siehe oben “Beispiele für Eingabe-Arten”. Wer ein GUI benutzt, der möchte dort auch das Ergebnis sehen, entsprechendes gilt für die Konsolieros. Und genau wie oben wird es entsprechende unterschiedliche Klassen geben. Ein ConsoleView wird immer wieder vier Zeilen ausgeben, eine für jedes Ergebnis. Ein GuiView könnte vier Felder enthalten, deren Inhalt nach der Verarbeitung erneuert wird.

Konzept getrennt, Realisierung vereint
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Gleichgültig, ob mit Konsole oder Fenster gearbeitet wird: Der Mensch vor der Maschine merkt nicht, dass intern unterschiedliche Klassen werkeln, eine, die Eingaben entgegen nimmt, eine andere die verarbeitet, eine dritte, die Ausgaben macht. Er benutzt einen Calcer und freut sich über die Ergebnisse.

Wer kennt wen?
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Oben habe ich herausgestellt, dass das Model, Calcer, von Eingaben und Ausgaben unabhängig ist. Es “kennt” weder die Eingabe- noch die Ausgabe-Klassen. Aber irgendwelche Abhängigkeiten müssen bestehen, denn sonst ist keine Zusammenarbeit möglich. Also: Wer kennt wen?
Die Eingabe, sprich der Controller, kennt das Model. Denn der Controller “füttert” das Model mit Daten und “bedient” es, leitet User-Wünsche an das Model weiter. Und das ist auch schon alles.

Und – häh?!?! – wie kommen die Ergebnisse der Verarbeitung in die Ausgabe? Gute Frage, junger Padawan, Du hast gestellt. Einfach die Antwort ist: Observer-Pattern.

Fazit
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Im Internet finden sich andere Herangehensweisen an MVC. Mich überzeugt der dargestellte Ansatz wegen minimaler Kopplung und klarer Aufgabentrennung. Offene Fragen bleiben. Wer regelt das Zusammenspiel von Model, View und Controller? Oft ist die Antwort: Der Controller. Aber man kann sich auch ein viertes Element denken, etwa in der Art des Mediator-Patterns. Wer “sorgt” sich um die Validierung der Eingabe? Das Model? Der Controller? Vielleicht ein viertes. Wie kann der Controller eine Meldung an den User machen? Muss er das? Mach’ es halt clever. Aber nicht zu clever.

In der Philosophologie ist es so, dass es leichter fällt eine Antwort zu verstehen, wenn man die Frage kennt. Wenn man nur mit der Antwort konfrontiert wird, dann erscheint die oft bizzar.

Objektorientierte Programmierung und Objektorientierte Analyse und Design scheinen machen Menschen unnötig, kompliziert, neumodisches Zeugs. “Objektorientiert” ist eine Anwort. Die Frage lautet “Wie bohre ich mir bei der Entwicklung von Software möglichst wenig ins Knie?”.

Um eine Idee zu skizzieren brauche ich Zettel und Stift. Beides trage ich immer bei mir, in der hinteren Hosentasche. Am Ende des Tages übertrage ich die Skizzen in ein gebundenes Journal.

Zettel in der Hosentasche werden schnell unansehnlich oder zerfetzt. Um dem entgegen zu wirken nutze ich (Alt-)Papier, gefaltet wie ein PocketMod. Das bringt Stabilität und Ordnung. Anders als beim PocketMod lasse ich die Mini-Seiten unbeschriftet. Es bietet sich an, Altpapier wiederzuverwenden, weil man bei der PocketMod-Faltung sowieso nur eine Seite des A4-Blattes nutzt. Neben den Skizzen finden auch Termine und Einkaufslisten Platz.

Einen passenden Stift zu finden, ist nicht einfach, denn die meisten sind zu lang. Ein Kuli ist entweder unbequem oder zerbricht. Ein Bleistift ist keine schlechte Wahl, weil die Länge anpassbar ist und er immer funktioniert. Aber die Kohlestriche verschwinden mal schneller, mal langsamer. Im Moment nutze ich Nachfüllmienen für Stabilo Easy Start.

Kladde: A5, blanko oder kariert, 96 Blatt oder ähnliches. Die Seiten sind nummeriert, meistens eigenhändig.

In der Kladde gibt es Einträge, deren Umfang wächst, Beispiele Inhaltsverzeichnis, Glossar und Literaturliste. Das bekomme ich mit einer gängigen Datenstruktur in den Griff: der verketteten Liste. Im Inhaltsverzeichnis steht die erste Seite des Eintrags. Am Ende des Eintrags steht ein Verweis auf die Fortsetzungsseite. Auf der Fortsetzungsseite steht wieder der Titel der Eintrags mit dem Zusatz “(Forts.)”. Beispiel: Glossar auf Seite 5, Fortsetzung auf Seite 15, dann verweist S. 5 auf S. 15, Seite 15 hat den Titel “Glossar (Fort.)” und wird nicht im Inhaltsverzeichnis gelistet.

So hilft Informatik im Alltag. Was ist hier das Ei und was die Henne?

Für die einen bedeutet der Wortteil “Test”, dass es sich um etwas vorläufiges handelt, das schnell wieder gelöscht werden kann. Testdatenbank, Testklasse, Testfunktion, nach dem Motto “Mal eben ‘was ausprobieren”. In meiner heilen Java-Welt steht “Test” als Abkürzung für JUnit-Test. Der stellt sicher, dass das jeweilige Objekt so funktioniert, wie ich das geplant habe. Und solange es eine Klasse gibt sollte die zugehörende Test-Klasse bestehen.

Blöd, wenn dann jemand meine Klassen und Programme löscht, weil “Stand doch ‘Test’ drauf”. Zum Glück gibt es git :-))) Ich nenne meine Unit-Tests in der Notes-Welt nun “Beweis”. Klingt wichtig ;) Und vermeidet Irritationen.

Ein ganzer Zweig in der philosophischen Diskussion dreht sich um dieses Thema. Ein guter Einstiegspunkt dazu ist Frege’s Aufsatz über Sinn und Bedeutung.

Mein Chef bat mich, Endlosschleifen zu vermeiden, die in einem alten Programm gelegentlich auftauchen, wenn die Daten “unsauber” eingegeben wurden. Die zugrundeliegende Datenstruktur ist eine einfach verkettete Liste.

Im folgenden skizziere ich einen Weg, das zu ermöglichen.

Die Sache mit DSL und XML und wie ich meine Arbeit automatisieren kann, fesselt mich noch immer. Ich habe mich an zwei Sachverhalte erinnert:

1) Es gibt im Standard-Java eine Klasse StringTokenizer. Die leistet in Ansätzen das, was ein Lexer kann. Die api-Doku führte mich zum StreamTokenizer, der etwas leistungsfähiger und flexibler ist.
2) Es gibt ein Entwurfsmuster mit Namen “Interpreter“.

Nun bestimme ich, dass meine DSL so ist, dass das erste Wort in einer Zeile ein Kommando-Name ist und der Rest der Zeile sind die Parameter für das Kommando. Ich brauche also etwas, das jede Zeile passend interpretiert, also das Kommando am Anfang erkennt und daraufhin einen passenden Interpreter findet, dem dann überlassen wird, wie weiter zu verfahren ist.

Java’s StringTokenizer zerlegt jede Zeile. Mein InterpreterBuilder erzeugt mittels Reflection-API einen passenden Interpreter, beispielsweise einen FileExistsPInterpreter wenn die Zeile mit “FileExistsP” beginnt oder einen UnknownCommandInterpreter, wenn kein passender Interpreter gefunden wird. Der Interpreter liest dann – wieder mit Hilfe des StringTokenizer – den Rest der Zeile, bereitet diesen Rest als Parameter für ein FileExistsP-Objekt auf, erzeugt das Objekt und ruft dessen execute-Methode auf.

Das beschriebene Verfahren liegt in diesem tar-gz-Archiv mit falschem Dateinamen, damit WordPress nicht meckert. Es ist ein gepacktes Eclipse-Projekt, die enthaltene jar-Datei muss im Build Path liegen. Startpunkt ist de.aysx.mpfinterpreter.Main. Das wird mit einem Dateinamen aufgerufen, beispielweise so, das die beiliegende Datei “einProgramm.dsl” aufgerufen wird.
NB FileExistsP ist auf das Minimum reduziert: Einen Befehlsnamen und der unabdingbare Parameter. FileCreatedTodayP hat noch “filename=” im Aufruf. Das ist ein Rest vom vorhergehenden und wird überflüssig, wenn das hier beschriebene Verfahren komplett ausformuliert ist.

There is more than one way to do it.

Das Verfahren in “XML als CodeP” ist toll. Aber es hat einen grossen Nachteil: Das XML wird komplizierter, je umfangreicher die Funktionen sind. Geht das eleganter, ausdrucksstärker, ohne diese vielen spitzen Klammern und “void” und “object” und “dieses ganze Zeugs”P

Es wäre prima, wenn es nur eine Textdatei wie diese hier braucht. Sie zeigt ohne überflüssigen Schnickschnack auf, welcher Befehl mit welchem Parameter aufzurufen ist. Das ist vieeeel übersichtlicher als das XML. Was ist zu tun?

Ich schreibe eine Grammatik für antlr3 und zwar diese hier. antlr erzeugt daraus Java-Klassen. Eine davon, der Parser, hat eine Main-Methoden und bekommt beim Aufruf den Dateinamen der Textdatei. Fertig.

Fertig? Noch lange nicht. Denn so, wie ich es hier zeige, fehlen die Implementierungen, Fehlerbehandlung, Konfigurationen etcpp. Aber das Prinzip sollte deutlich geworden sein: Ich erstelle eine “domain specific language”.

Nachteil? Für jeden neuen Befehl muss ich die Grammatik erweitern und mit antlr den Lexer und Parser neu zusammensetzen. Ist es das wert?