Eclipse Modeling Framework, 2nd Edition. (EMF)學習筆記（一）——EMF介紹

時間  2020-01-05
標籤 eclipse modeling framework 2nd edition emf 學習 筆記 介紹 欄目 Eclipse 简体版
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EMF介紹

  • 爲了理解EMF到底是什麼，你只須要知道一件事：「模型」（model）是什麼？「模型」的目的是什麼？html

  • EMF不要求全新的方法論亦或是任何複雜的建模工具。只須要從Eclipse的Java開發工具着手開始。java

  • EMF將建模概念直接與其實現相關聯，因此上手比較容易。程序員

統一Java、XML和UML

　　舉個編程實例，假設老闆讓你編寫一個程序來管理供應商的採購清單。採購清單包含付款對象（bill to）和送貨對象（ship to）的地址，以及貨物的集合。其中，貨物信息包含名稱、數量、價格。編程

//採購清單
    public intrerface PurchaseOrder
    {
        //送貨對象
        String getShipTo();
        void setShipTo(String value);
        
        //付款對象
        String getBillTo();
        void SetBillTo(String value);
        
        //貨物的集合
        List getItems();
    }
//貨物信息
    public intrerface Item
    {
        //貨物名稱
        String getProductName();
        void setProductName(String value);
        
        //貨物數量
        int getQuantity();
        void setQuantity(int value);

        //貨物價格
        float getPrice();
        void setPrice(float value);    
    }

　　從上面的接口着手，你將須要開始編寫應用程序的UI以及以後一系列工做。框架

　　然而，這時候你的老闆問你：「你不先創建模型嗎？」儘管你以爲有點畫蛇添足，但仍是按吩咐創建了UML模型。
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　接下來須要保存這些「模型」，而後你決定使用XML文件來解決，因而寫下了XML Schema來定義你XML文件的結構：eclipse

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <xsd:schema xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
                xmlns:po="http://www.example.com/SimplePO"
                targetNamespace="http://www.example.com/SimplePO">
        <xsd:complexType name="PurchaseOrder">
            <xsd:sequence>
                <xsd:element name="shipTo" type="xsd:string"/>
                <xsd:element name="billTo" type="xsd:string"/>
                <xsd:element name="items" type="po:Item"
                             minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
            </xsd:sequence>
        </xsd:complexType>
        
        <xsd:complexType name-"Item">
            <xsd:sequence>
                <xsd:element name="productName" type="xsd:string"/>
                <xsd:element name="quantity" type="xsd:int"/>
                <xsd:element name="price" type="xsd:float"/>
            </xsd:sequence>
        </xsd:complexType>
    </xsd:schema>

　　在進行下一步工做前，你意識到，針對同一事物：程序的「數據模型」，你已經擁有三種不一樣的表示。因而你在思考：能不能只編寫三者中的一種模型，其餘兩種從這一種模型中生成？更進一步，在這種模型中是否有足夠的信息來生成接口的Java實現。
　　因而，EMF就出現了。EMF是一個框架和代碼生成工具，藉助EMF這個橋樑，你能夠用任意一種表示來定義一個模型，而後從中生成其餘表示以及相應的實現類。下圖展現了EMF是如何統一Java、XML、UML的。編輯器

clipboard.png

建模vs編程

　　有個常常問到的問題：「我是該建模呢仍是該編程？」，它的答案是：「均可以，建模亦或編程，這並非問題。」在EMF看來。建模和編程能夠被認爲是等價的。
　　對於初學者，相比於代碼，建模更容易使他們描述出應用程序的功能。若是你是個經驗豐富的程序員，若是對高階建模的想法沒有很大的信心，可將EMF看做建模的文雅介紹以及蘊含的優點。你沒必要接觸一種全新的方法論，但你也能享受的建模的一些好處。
　　若是你已經瞭解了建模的知識，甚至是MDA的重點，你應該講EMF看做在那個方向的一種技術。問題是高階建模語言還須要去學習，此外，由於咱們將須要處理（例如調試）生成的Java代碼，因此還須要理解它們之間的映射。優秀的傳統Java編程是作這件事最簡單和最直接的方式。
　　咱們認爲，EMF將建模與編程完美地相結合，以最大限度地發揮二者的效果。
　　在EMF看來，用戶和其餘開發者沒必要去了解高階建模語言和生成的Java代碼之間的映射，這些映射讓Java程序員來理解是天然而又簡單的。同時，應用程序之間的細粒度數據集成；代碼生成產生的生產力增益，這些是建模的優點。工具

定義模型

Ecore（元）模型

　　用於表示EMF中模型的模型稱爲Ecore。Ecore自己就是EMF模型，所以是它本身的元模型。也能夠說Ecore是個元元模型。
　　元模型是模型的模型，若是該模型自己是一個元模型，那麼這個元模型實際上就是元元模型。
　　元模型的概念也能遞歸到元元元模型（meta-meta-metamodel）等等，可是咱們目前用不到。
　　下圖給出了一個簡化的Ecore元模型，說它是簡化的，是由於它只是Ecore元模型的子集，並且爲了方便，將某些公共類省略，如ENamedElement類（定義了類中屬性的名字）。學習

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　　上圖中有EClass 、EAttribute 、EReference 、EDataType 四個類，這四個類都是元模型（位於MOF的M2層）。它們的模型又都是EClass，因此位於MOF的M3層的只有EClass ，因此EClass 也是元元模型，可參考下圖：開發工具

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　　須要四種Ecore類來表示咱們的模型：
　　1. EClass 用於表示模型中的類，它有一個name，0個或多個attributes，0個或多個references。
　　2. EAttribute 用於表示模型中的attribute，它有一個name和一個type。
　　3. EReference 用於表示兩個類之間的關聯，它有一個name，一個布爾值表示它是不是containment，還有一個引用類型（其它類）。
　　4. EDataType 用於表示attribute的類型，它能夠是基本類型，例如int 、 float 或對象類型 java.util.Date等。

　　從圖中能夠注意到Ecore類的名稱和UML中的很是類似，這並不奇怪，由於UML是統一建模語言。事實上，你也許會疑惑爲何EMF模型不是UML呢？EMF爲何還須要本身專門的Ecore模型？緣由就是，Ecore是UML的簡化子集。
　　如今咱們可使用定義在Ecore中的類的實例，來描述應用程序模型中的類結構。

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建立和編輯模型

　　你能夠從你開始的任何輸入形式中創建模型。若是從Java接口開始，EMF將分析並創建Ecore模型。若是從XML Schema開始，模型也將從中創建。若是從UML開始，將有三種可能性：
　　1. 直接Ecore編輯。EMF有一個簡單的基於樹的樣本編輯器。
　　2. 從UML導入。EMF Project和EMF Model 嚮導（wizard）提供一個可擴展的框架，其中有模型導入器，支持不一樣的模型格式。
　　3. 從UML導出。相似於第二種選擇，可是轉換支持是由UML工具專門提供的。
　　也許你會想，第一種選擇是最好的，由於在開發過程當中不須要導入和導出的步驟，也沒必要擔憂Ecore模型與工具自己的模型不一樣步。
　　第二種和第三種選擇的優勢是，相比於EMF建模，你可使用UML工具作得更多。

XMI序列化

　　如今你也許會想Ecore模型的序列化形式是什麼。上文中，這個「概念上的」模型已經被三種物理空間（Java代碼、XML Schema、UML圖）所表示。事實上，咱們有另外一種（即第四種）保存形式來做爲權威性表示： XML Metadata Interchange (XMI)。
　　爲何不適用前三種形式中的一種呢？首先，Java代碼、XML Schema、UML圖都具備Ecore模型不須要的額外信息，而後，它們三個中沒有一個能夠知足全部EMF使用的場合。採購清單模型的Ecore XMI文件以下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ecore:EPackage xmi:version="2.0" xmlns:xmi="http://www.omg.org/XMI"
　　　　　　　　　xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
　　　　　　　　　xmlns:ecore="http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore" name="po"
　　　　　　　　　nsURI="http://www.example.com/SimplePO" nsPrefix="po">
　　<eClassifiers xsi:type="ecore:EClass" name="PurchaseOrder">
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute" name="shipTo"
　　　　　　　　　　　　　　　　eType="ecore:EDataType
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EString"/>
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute" name="billTo"
　　　　　　　　　　　　　　　　eType="ecore:EDataType
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EString"/>
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EReference" name="items"
　　　　　　　　　　　　　　　　upperBound="-1" eType="#//Item" containment="true"/>
　　</eClassifiers>
　　<eClassifiers xsi:type="ecore:EClass" name="Item">
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute"
　　　　　　　　　　　　　　　　name="productName" eType="ecore:EDataType 
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EString"/>
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute" name="quantity"
　　　　　　　　　　　　　　　　eType="ecore:EDataType
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EInt"/>
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute" name="price"
　　　　　　　　　　　　　　　　eType="ecore:EDataType
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EFloat"/>
　　</eClassifiers>
</ecore:EPackage>

要導出EMF模型時，實際上就是導出EMF的XMI。

Java註釋

　　EMF能夠根據包含標準get()方法的接口，來生成模型屬性和引用。可是，EMF不會盲目地將每個接口和方法都看做模型中的一部分。只有按照EMF特定的規範才能夠生成（EMF使用JavaBeans簡單屬性訪問器命名模式的子集，具體規範可參考http://java.sun.com/products/...）。
　　根據此規範，須要用@model標明須要用EMF生成模型的接口。例如前面給的PurchaseOrder接口就須要用下面的格式來生成UML：

/**
     * @model
     */
    public interface PurchaseOrder
    {
         /**
         * @model
         */
        　　String getShipTo();
        　　
         /**
         * @model
         */
        　　String getBillTo();
        　　
         /**
         * @model type="Item" containment="true"
         */
        　　List getItems();
    }

　　@model標籤是來將PurchaseOrder 標識爲一個須要被建模的類。
　　shipTo和billTo的類型是String，因此在@model標籤以後沒有額外的模型信息。
　　getItems()返回的是一個對象類型爲Item的List，因此須要在@model標籤以後加上type="Item"。此外，由於getItems()是貨物的容器並會在其中將貨物做爲孩子序列化，因此須要標識出containment="true"。
　　從Java 5.0 開始，泛型能夠被用來指定List中對象的類型，從EMF 2.3開始，也能夠支持泛型。
　　咱們注意獲得在接口PurchaseOrder中沒有定義 setShipTo()和setBillTo()方法，由於在EMF看來，只要get()方法的上面有註釋，若是沒有相應的set()方法，EMF就會自動生成set()方法並整合到接口中。

Ecore「藍圖」

　　咱們回顧一下前面的知識。
　　- Ecore和XMI序列化，是EMF的核心。
　　- Ecore模型的建立，有至少三種方式：UML模型、XML Schema、註釋後的Java接口。
　　- Ecore模型能夠生成 Java 接口的實現代碼以及模型的其餘形式。
　　使用XML Schema來定義模型有個重要的優勢：根據schema，能夠序列化模型的實例來符合模型。除了簡單地定義模型，XML Schema也能指定模型實例的持久形式。
　　這裏有個問題：「是否有其餘持久形式？」答案是確定的。例如RDB Schema。「藍圖」以下：

clipboard.png

生成代碼

　　EMF最大的優勢就是自動生成代碼的效率很高。如今，在前面的基礎上，你只須要使用EMF Project 嚮導（自動加載了生成器）來建立項目，而後在菜單上選擇Generate Model Code。

生成的模型類

　　EMF生成的代碼是什麼樣的呢？
　　首先，Ecore類（好比一個EClass）對應Java中的接口以及其實現類。舉例子來講，PurchaseOrder的EClass對應的Java接口：

public interface PurchaseOrder ...

　　這個接口對應的實現類：

public class PurchaseOrderImpl extends ... implements PurchaseOrder {

　　這種接口-實現二者分離（interface–implementation）是EMF青睞的設計選擇。由於這是任何一個類模型API（model-like API）最好的模式。例如，文檔對象模式（DOM）是這樣的，Eclipse的許多API也是如此。它也是支持Java中多重繼承的必要模式。
　　其次，每一個生成的接口都直接或間接擴展了基接口EObject：

public interface PurchaseOrder extends EObject {

　　EMF中的EObject等價於java.lang.Object，它是全部建模對象的基礎。擴展的EObject引入瞭如下三種主要行爲：
　　1. eClass()返回對象的元對象（一個EClass）。
　　2. eContainer()和eResource() 返回的是對象裏面包含的對象和資源。
　　3. eGet()、eSet()、eIsSet()，和eUnset()提供一個API，用來反射式訪問對象。
　　而後，EObject仍是另外一個接口Notifier的擴展：

public interface EObject extends Notifier {

　　Notifier接口向建模對象中引入一個重要的特性：模型變動通知（notification），正如在觀察者模式（Observer design pattern）中。和對象持久性同樣，通知也是EMF對象的一個重要特徵。
　　最後，根據類型及用戶設定的屬性生成方法以及方法中的實例變量。例如：

public String getShipTo()
    {
        return shipTo;
    }

　　EMF會自動生成對應的set()方法並設置相同的變量，可是set()方法也會發送一個通知給任何可能對狀態變動感興趣的觀察者，以下：

public void setShipTo(String newShipTo)
    {
    　　String oldShipTo = shipTo;
    　　shipTo = newShipTo;
    　　if (eNotificationRequired())
    　　　　eNotify(new ENotificationImpl(this,
    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Notification.SET,
    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　POPackage.PURCHASE_ORDER__SHIP_TO,
    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　oldShipTo, shipTo));
    }

　　能夠看到，爲了使方法更高效，當沒有觀察者時，爲了不調用eNotify()花費的高昂代價，EMF會添加一個eNotificationRequired()守衛條件。

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