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WPS - Workplace Solutions GmbH //// Hans-Henny-Jahnn-Weg 29 //// 22085 HAMBURG

Langlebige Softwarearchitekturen - technische Schulden beherrschen und abbauen

Dr. Carola Lilienthal, [email protected], @cairolali

www.wps.de

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„Business-Software

die Spaß macht“

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„Business-Software

die Spaß macht“

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Dr. Carola Lilienthal

Geschäftsführerin

[email protected]

www.wps.de

+49 40 229 499-0

+49 40 229 499-299

+49 170 184 77 11

Diplom-Informatikerin

@cairolali

a @cairolali

[email protected]

www.llsa.de

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Expertise zu Architekturanalyse


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Ausmaß an

technischen Schulden

Funktionalität

pro Zeiteinheit

Refactorings

Architekturerneuerung

Architekturerosion

Wartung und Erweiterung

hohe

Schulden

geringe

Schulden

Gleichbleibender

Aufwand für Wartung

Hoher, unplanbarer

Aufwand für Wartung


Architekturziele für Langlebigkeit

Architekturziel 1: Wartbarkeit

• schnelle Fehleranalyse

• schnelle Anpassungen

• Handlungssicherheit

• Stabilität

Architekturziel 2: Flexibilität

• Varianten von Geschäftsprozessen

• Geänderte Anforderungen

• Serviceorientierung und Skalierbarkeit

• Baukastenprinzip

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Architekturanalyse: Was ist das?

Findet sich die geplante Architektur (Soll-Architektur) in der

Strukturen der implementierten Software (Ist-Architektur) wieder?

Soll-Architektur Ist-Architektur

≠ Sourcecode

Plan mit

Klassen =

Directories

Packages

Namespaces

Subsysteme

Komponenten

Module

Schichten


Mob Architecting – Architekturanalyse im Team

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70%

20%

10%

Code verstehen

Problem lösen

Code schreiben

Womit verbringen wir unsere Zeit? - revisited


Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn!

Kognitive Mechanismen

Bildung von

HierarchienChunking

Aufbau von

Schemata

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Bildung von

HierarchienChunking

Aufbau von

Schemata

Einfache, einheitliche

Architektur

Modularität

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Modularität

Hohe Kohäsion und

lose Kopplung

Separation of Concerns

Single Responsibility Principle




Bildung von

HierarchienChunking

Aufbau von

Schemata


Architektur

Modularität

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Hierarchien




Bildung von

HierarchienChunking

Aufbau von

Schemata


Architektur

HierarchisierungModularität

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Bildung von

HierarchienChunking

Aufbau von

Schemata


Architektur

HierarchisierungModularität Musterkonsistenz


User Interface

Domain

Application

Hierarchien in Architekturebene: Schichten und Module

Fachliches

Modul B

Fachliches

Modul A

Fachliche Schichtung

Tech

nis

ch

e S

ch

ich

tun

g

Fachliches

Modul C

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Zwei Dimensionen einer Architektur

Technische Schichtung Fachliche Schichtung

Leicht zu

behebende

Verletzungen

Schwer zu

behebende

Verletzungen

Eine

Komponente

verursacht die

Probleme

Eine

Komponente

verursacht die

Probleme


Fachliche Schichtung misslungen

Technische Schichtung Keine fachliche Schichtung

Wenige

Schichten-

verletzungen

Fast alle 90

fachlichen

Komponenten

brauchen sich

gegenseitig

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Hierarchien auf Klassenebene

Auswirkung auf:

Wartbarkeit

Austauschbarkeit

Testbarkeit

Modularität

Musterkonsistenz

Hierarchien auf allen Ebenen einführen


119 Klassen aus 4 Komponenten

+ 28 weitere Klassen

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Große Zyklen sichtbar machen

327 Klassen aus 8 Komponenten

brauchen sich gegenseitig


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Bildung von

HierarchienChunking

Aufbau von

Schemata


Architektur



Uneven Modules

9 Komponenten = 17 Subsysteme

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Uneven Modules

Ein großer Monolith mit vielen kleinen Satelliten

950.860 LOC

84.808 LOC

Häufige Ursache: Build-System, das Zyklen verbietet


128 Build Units mit Anzahl Klassen

3 Mio von 9 Mio LOC

1/3 des Systems

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5.270 Klassen in einem Zyklus in einer BuildUnit


Modularität: Ausgewogene Größenverhältnisse

Typische Metriken:

LOC pro Methode, Klasse, Package, Komponenten

Duplizierter Code

Zyklomatische Komplexität

Ist das System auf den verschiedenen Ebenen ausgewogen?

Welche Code-Abschnitte fallen durch ihre Größe besonders auf?

Anti-Pattern„Godclass“

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Bildung von

HierarchienChunking

Aufbau von

Schemata


Architektur



Muster auf Architekturebene: Vier Module

Modul

GrünModul

LilaModul

OrangeModul

Blau

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Musterkonsistenz: Was finden wir?

Ist die Abbildung der Architektur in der Struktur des Codes zu erkennen?


Muster sinnvoll eingesetzt

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Muster auf Klassenebene: Entwurfsmuster und Mustersprachen

User Interface

Domain

Application

Fachliches Modul

Window

GUI

Model

ViewControl

ValueObject

Service

BusinessObject

Sch

ich

tun

g d

urc

h M

uste

r


Gute umgesetzte Mustersprache

90% des Sourcecodes lässt sich den Mustern zuordnen

0,1% Verletzungen in den Mustern

Eventer

ProcessesService

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Entdeckung einer Mustersprache

80% des Sourcecodes lässt sich den 23 Mustern zuordnen

4% Verletzungen in den Mustern


Fehlende und unbekannte Muster

Fachliches Modul

Model

View

Control

ValueObject

Service

BusinessObject

SelectionSupporter??

?

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Bildung von

HierarchienChunking

Aufbau von

Schemata


Einheitliche und

durchgängige

Muster Zyklenfreiheit auf

allen Ebenen

Zuständigkeit

Kopplung

Größenverhältnisse

Schnittstellen


Kostenfreie Werkzeuge

• SonarQube:

• Leitstand für Qualitätsmetriken

• Plattform für vielfältige Plugins

• JDepend:

• wenige Metriken

• einfache Abhängigkeitsanalyse

• JDepend + Google Architecture Rules:

• einfache Architekturbeschreibung

• Ndepend/CDepend:

• Metriken

• Abhängigkeitsanalyse

• XRadar:

• Analyse von Java-Projekten via maven

• Reports bezüglich Komplexität und Architekturverletzungen

• Moose

• Code City

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Kommerzielle Produkte

Axivion Bauhaus: Java, C#, C/C++, Ada, VB und Cobol

Lattix: Java, .Net, C/C++, Ada, Delphi und DB-Systeme

Structure101: Java, C++, Ada

SotoArc und Sonargraph: Java, C#, C/C++, ABAP, PHP

Teamscale: C#, Java

Seerene: Java, C#, C/C++, ABAP


Qualität von Softwarearchitekturen- Java, C#, C++, ABAP, PHP -

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Geschäftsführerin

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+49 40 229 499-299

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Schulungen zu

Architektur und Domain-Driven Design

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