Software Reengineering Juan Carlos Olivares Rojas MSN: juancarlosolivares@hotmail.com jcolivar@itmorelia.edu.mx http://antares.itmorelia.edu.mx/~jcolivar/ @jcolivares Social Network: Facebook, LinkedIn. G+
Competencias
• Específica: conoce los términos básicos de la reingeniería de software y aplica técnicas de reingeniería para el mejoramiento de software existente así mismo utiliza mejores prácticas para el desarrollo de software. • Genéricas • Instrumentales: Capacidad de análisis y síntesis, Solución de problemas, Toma de decisiones.
Competencias
• Interpersonales: Capacidad crítica y autocrítica, Capacidad de trabajar en equipo interdisciplinario, Habilidad para trabajar en un ambiente laboral, Compromiso ético. • Sistémicas: Capacidad de aprender, Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones, Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad), Habilidad para trabajar en forma autónoma, Preocupación por la calidad.
Software Hoy en Día
• Mito: programadores ahora ya programan como de antes.
los de no los
• Herramientas más fáciles y productivas • El software es cada día más complejo
Reingeniería del Software
• ¿Si su software fuera un edificio, se parecería mas a uno de la izquierda o de la derecha?
• “Código mutante” • “Diseño roto” • El código es antiguo y muy grande • Falta de planeación y documentación
Problemáticas
• ¿Qué malas prácticas de codificación tendría un edificio como el de la izquierda?
Software Sustentable
• Reducir • Reusar
• Reciclar • 80% Desarrollo de Software es para mantenimiento. Por lo tanto se necesita de un código simple, legible y bien diseñado para que en un futuro pueda ser extensible.
Software Hoy en Día
• En el pasado las prioridades eran tener un código rápido, pequeño (ocupa poca memoria), optimizado, utilizando los algoritmos mas eficaces etc... • Hoy en día el software es más complejo pero a la vez hay herramientas más poderosas, por lo que actualmente el enfoque es que este código tiene que ser simple.
Beneficios Código Simple
• El código es mas fácil de cambiar, evolucionar o arreglar (más del 60% de desarrollo de sw es darle mantenimiento a software existente) • Es más fácil desarrollar de un modo iterativo e incrementando • El código es más fácil de leer (entender).
Reingeniería
• Se originó a finales de la década de 1980 aunque se popularizó en la década de 1990. • La reingeniería es un proceso que trata de dar respuesta a una interrogante: ¿Estamos acaso
haciendo las cosas bien o podríamos hacerlas mejor?
• Es el rediseño o cambio drastico de un proceso en un negocio (deriva hacia el producto). Es comenzar de cero, cambio de todo o nada.
Ejemplo de ReingenierĂa
Reingeniería del Software
• La reingeniería de software es costosa y consumidora de tiempo. • La
reingeniería
es
una
actividad
de
reconstrucción, preferible de realizar antes de que se “derrumbe” la obra. • Antes de derribar una casa, quizás se necesita corroborar que está mal.
ReingenierĂa del Software
Reingeniería del Software
• La reingeniería es un proceso que altera los elementos internos de toda obra, no es una sola remodelación de la fallada. • La reingeniería ayuda a la evolución y mantenimiento del software • Generalmente se siguen los siguientes pasos para aplicar reingeniería:
ReingenierĂa del Software
ReingenierĂa del Software
Ingeniería Inversa
• Se aplica para obtener un modelo detallado de análisis, ingeniería de requerimientos, diseño y en algunos casos implementación teniendo una solución, la cual es una actividad consumidora de tiempo. • Tanto
la
Ingeniería
Inversa
como
la
Reingeniería en la mayoría de las licencias de Software se encuentran penadas por la ley.
Ingeniería Inversa
• Los archivos ejecutables pueden ser desemsamblados obteniendo su código fuente en ensamblador. • Los archivos ejecutables con código portable (Java, .NET) pueden ser desemsamblados para obtener su código fuente.
Redise単o
Reuso de Software
• El reuso es una de las técnicas de resolución de problemas que más utilizamos los humanos. De hecho es lo primero que verifica nuestro cerebro.
• El reuso en software nos ayuda a mejorar la producción y calidad del software al “no reinventar la rueda”.
• Desafortunadamente no todo se puede reutilizar.
Reuso de Software
• La reutilización es la propiedad de utilizar conocimiento, procesos, metodologías o componentes de software ya existente para adaptarlo a una nueva necesidad, incrementando significativamente la calidad y productividad del desarrollo. • Para que un objeto pueda ser reusable se necesita de un alto nivel de abstracción. Entre mayor es su nivel de abstracción, mayor es su nivel de reuso.
La gran foto
• Es
modificar
Refactoring el
comportamiento
interno
(generalmente código fuente) sin modificar su comportamiento
externo
(apariencia,
funcionalidad). • Un cambio al sistema que deja su comportamiento inalterable (sin cambios), pero aumenta alguna cualidad
no
funcional
como
simplicidad,
flexibilidad, comprensión, … [Beck, 1999]
Definición
• El término se creó como analogía con la factorización de números y polinomios. Por ejemplo, x² − 1 puede ser factorizado como (x + 1)(x − 1), revelando una estructura interna que no era visible previamente (como las dos raíces en -1 y +1) • El libro de Martin Fowler Refactoring es la referencia clásica (1999).
¿Qué es esto?
•f(z) = sin(x)cos(y)
Otro modelo
Bad Smells
BAD SMELL REFACTORING PROPUESTO • Algunas ideas sobre que reestructura CODIGO DUPLICADO
EXTRAER EL MÉTODO SUBIR VARIABLES SUSTITUIR EL ALGORITMO
MÉTODOS LARGOS
EXTRAER EL MÉTODO INTRODUCIR OBJETOS COMO PARÁMETROS REEMPLAZAR EL MÉTODO CON UN OBJETO MÉTODO
CLASES GRANDES
EXTRAER CLASES EXTRAER SUBCLASES
CARACTERÍSTICA DE LA “ENVIDIA”
MOVER MÉTODO
CLASES “PEREZOSAS”
COLAPSAR JERARQUÍAS
Ejemplo Renombrar Métodos
• ¿Cuál de los dos códigos siguientes es lo más correcto? • Caso1: double calcRngMaxPer() { .... } • Caso 2:
Ejemplo Renombrar Métodos
• ¿Por qué? • Cómo puede observarse en algunas situaciones las recomendaciones de refactoring pueden ser algo subjetivas. • Para este caso se recomienda el caso 2 ya que es más representativo el nombre del método. Se abreviaba generalmente en el pasado debido a las restricciones de los lenguajes con el tamaño de los identificadores, actualmente ya no es tanto problema.
Ejemplo números mágicos
• Cambiar números mágicos por constantes. • El cambio de valor de un número mágico implica un cambio en todo el código con su pérdida de tiempo. class CalculoSimple { public static double CalcularCincunferencia (double diametro) { return 3.14 * diametro; }
Ejemplo números mágicos
• ¿Cómo debe de quedar la reestructuración? class CalculoSimple { public const double PI = 3.14; public static double CalcularCincunferencia (double diametro) { return PI * diametro; } } • ¿En qué lenguaje está este código?
Herramientas de Refactoring
• Existen muchas herramientas de reestructuración de códigos para los principales lenguajes: • Java
– Xrefactory, RefactorIT, jFactor, IntelliJ IDEA
• C++
– CppRefactory, Xrefactory
• C#
– C# Refactoring Tool, C# Refactory
Herramientas de Refactoring
• Los principales IDE’s las contienen de forma natica • NetBeans: RefactorIT • Oracle Jdeveloper: RefactorIT • Borland Jbuilder: RefactorIT • Eclipse: built-in (propia) • Emacs: Xrefactory • Visual Studio .NET: C# Refactory
Herramientas de Refactoring
• Sólo soportan refactoring primitivo:
• Refactorización de clases (Añade (sub)clases a la jerarquía, renombra, elimina clases). • Reestructuración de métodos (añade a una clase, renombra, elimina, mueve hacia abajo, hacia arriba, añade parámetros, extrae código. • Reestructuración de variables (añade a una clase, renombra, elimina, cambia modificadores, mueve de lugar.
¿cuándo se debe refactorizar? • Aplicar la “Regla de Tres”: 1. Para añadir una nueva funcionalidad 2.Cuando se necesita localizar un error 3.Como revisión de código
Codificar este modelo
Práctica
• Una vez desarrollado el modelo, probar con los siguientes valores e indicar su resultado: • • • • •
6 19 28 43 118
• Los resultados obtenidos deben de ser:
Práctica
• • • • •
6 es perfecto 19 no es perfecto 28 es perfecto 43 no es perfecto 118 no es perfecto
Práctica
• Una vez desarrollado el modelo, ¿Detectas alguna mala práctica de programación? • Al parecer en algo tan pequeño podría ser que no existieran malos diseños o prácticas de programación…
Prรกctica
import javax.swing.*; public class programa1 { public static void main (String[] args){ int Num=Integer.parseInt(JOption Pane.showInputDialog("Introd uce numero")); int i=1; int suma=0;
Práctica
while(i<=(Num/2)){ if(Num%i==0){ suma+=i; i+=1;} else{ i+=1;} } if(Num==suma) JOptionPane.showMessageDialo g(null,"El numero "+Num+" es un número perfecto");
Práctica
else JOptionPane.showMessageDialog( null,"El numero "+Num+" no es un número perfecto"); }} • No tomar en cuenta el mal sangrado
• En realidad hay algunas.
Práctica
• La primera de ellas es la conjunción o mezcla de la lógica de la aplicación con la presentación. • Un objeto debe de realizar solo las cosas pertinentes al objeto.
Práctica Refactoring
• Para solucionar esta problemática podemos aplicar el “”principio de separación de interfaces”; para ello, realizar lo siguiente: • Reestructurar para tener la siguiente firma de método: public boolean esPrimo(int n){
Práctica de Refactoring
… return true/false } • En el método main(){} hacer las adecuaciones necesarias para la lectura de datos, la invocación de la funcionalidad y la impresión de resultados
Práctica de Refactoring
• ¿Cómo visualizas la aplicación?¿Crees que aun se pueda mejorar? • En general tenemos una pequeña clase que implementa la lógica y la presentación. Si bien es cierto que ya está separada aun está en la misma clase
Práctica de Refactoring
• Para ello, refactorizaremos a la siguiete arquitectura: • App • +main(String args…):void • Numero • +esPerfecto(int):boolean
Estándares de Codificación
• Para la reestructuración de códigos se pueden seguir convenciones ya definidas las más importantes son la notación húngara y la notación de camello. • La notación húngara fue creada por Charles Simonyi de Microsoft, el cual es húngaro y por eso recibió ese nombre.
Notación Húngara
• Es un método ampliamente usado sobre todo para convención de nombres de variables. • Consiste en tener variables autodocumentadas agregando un prefijo de tres caracteres o menos para indicar su tipo. • Las abreviaturas de los tipos de datos puede variar dependiendo del lenguaje de programación.
Notación Húngara Descripción
Abr
Objeto (parecido a las estructuras)
o*
Manejador (handler)
h p
Descripción
Abr
Carácter con signo
c
Carácter sin signo
b
Entero
n
Palabra (entero sin signo)
w
Puntero a entero de 16 bits
lp
Doble palabra (entero 32 bits)
dw
Puntero largo (32 bits) Enumeraciones
Largo
l
Flotante
f
Doble
d
Cadena terminada en /0
sz
Estructura Abc
sA
Descripción
Abr
Formulario
frm
CheckBox
chk
Botón
cmd
Imagen
img
e
Etiqueta
lbl
Puntero largo a una cadena terminado en nulo
lpsz
Menú
mnu
PictureBox
pic
Puntero largo a una función que devuelve un entero
lpfn
TextBox
txt
ComboBox
cbo
Línea
lin
• int nTest;
Notación Húngara
• long lTemp; • char *szString = "Prueba"; • struct Rect srRect; • int nMiVariableEjemplo; • char szEjemploString; • int NNOMBREINVALIDO; • int nNombre_Incorrecto;
Notación de Camello
• Es la utilizada por Java y herramientas afines. Su uso está creciendo en popularidad mientras que la notación húngara va en desuso. • Su principal característica consiste en que no separa nombres de identificadores (variables, métodos, objetos) con “_” para palabras compuestas.
Notación de Camello
• Los identificadores tienen la forma de la joroba de un camello. No se indican tipos de datos. Sigue respetando mucho de la Notación C. • Los métodos inician en minúsculas y si hay una palabra compuesta esta inicia con mayúscula dando la apariencia de una joroba.
Notación de Camello
• Las clases inician con mayúscula siguiendo el mismo método. • Los métodos para acceder a atributos de las clases no públicos deben llamarse por convención set y get.
Convenciones de Desarrollo
• Algunas compañías como Google proponen sus propios estándares de codificación: http://code.google.com/p/google-styleguide/ • Los lenguajes que maneja son C/C++, Python, Perl, Objective-C, XML, entre otros. • Estos estándares son manejados en forma obligatoria para el desarrollo de sus proyectos.
Pasos en la reestructuraci贸n
• Un paso a la vez
• Mejorar el diseño una vez que se ha escrito el código
Pasos
• De pasos sencillos (refactorings) se logra mejorar sustancialmente el código fuente.
Metodología
• Escribir pruebas unitarias y funcionales. (Se es muy riesgoso si no se tienen) • Refactorizar los fallos de diseño.
principales
• Refactorizar un malor olor aunque sea sencillo y probar.
Metodología
• Cuando se desarrollo software utilizando métodos ágiles, el tiempo de desarrollo se divide en dos: 1. Agregar funcionalidades 2.Refactorizar
nuevas
Metodología
• Cuando se agrega nueva funcionalidad no se modifica código existente, la única forma de medir el avance es a través de pruebas unitarias. • Cuando se refactoriza, no se agregas pruebas unitarias
Metodología
• Al realizar cambios en el código, la estructura de software es modificada y por lo tanto es necesario refactorizar. • A continuación se detalla un pequeño ejercicio aplicando el refactoring de Encapsulated Field
• Los pasos a seguir son: • Crear los méodos get y set para cada atributo que se desea acceder.
Ejercicio
• Localizar todas las referencias y reemplazar todos los accesos a los campos con los métodos get y todas las asignaciones con set. • Compilar y cambiar después de cada referencia.
Ejercicio
• Declarar el campo como privado. • Compilar y probar. • Inicialmente se tiene el siguiente código:
Ejercicio
public class Persona { public String name } Se tiene la unitaria
siguiente
@Test public void prueba(){
Ejercicio
prueba
Person person; person.name = “Juan Pérez”; assertEquals(“Juan Pérez”, person.name); } • Después se aplica el paso 1 (crear métodos get y set):
Ejercicio
public class Person { public String name; public String getName() {return name;} public String setName(String NewName){ name=NewName; }
Ejercicio
• Ahora se aplica el paso 2: Encontrar todos los clientes; reemplazar referencias con llamadas. Se modifica la primera referencia. • Antes: person.name = “Juan Pérez”; • Después: person.setName(“Juan Pérez”);
Ejercicio
• Se compila y prueba. Ahora se sigue con la reestructuración de la siguiente referencia: • Antes: assertEquals( “Juan Pérez”, person.name); • Después: assertEquals( “Juan Pérez”, person.getName());
Ejercicio
• Se compila y vuelve a probar. Una vez que se ha probado que funciona se sigue el paso 4 de hacer privado el campo: public class Person{ private String name; ……}
Ejercicio
Patrón de Diseño
• Par Problema-Solución. Mejores prácticas. • Patrón Singletón • Problema: se admite exactamente una instancia de una clase. Los objetos necesitan un único punto de acceso global. • Solución: Defina un método estático de la clase que devuelva el Singleton
Singleton
Singleton
public class Singleton {
private static Singleton INSTANCE = null; private Singleton() {} private
synchronized
static
createInstance() { if (INSTANCE == null){ INSTANCE = new Singleton(); } return INSTANCE; }
Singleton
Patrón de Diseño de un Menú
Patr贸n MVC
Antipatrones de Diseño
• Antipatrón
es
un
patrón
de
diseño
que
invariablemente conduce a una mala solución para un problema.
• Al documentarse los antipatrones, además de los patrones de diseño, se dan argumentos a los
diseñadores de sistemas para no escoger malos caminos, partiendo de documentación disponible en lugar de simplemente la intuición.
Antipatrones de Diseño
• El estudio de los antipatrones es muy útil porque sirve para no escoger malos caminos en el desarrollo de sistemas, teniendo para ello una base documental y así evitar usar simplemente la intuición. Además proporciona una denominación común a problemas que facilita la comunicación entre diferentes desarrolladores.
Antipatrón BLOB
• Mejor conocido como “objeto todopoderoso”. Se presenta cuando una clase es muy grande tanto en atributos y/o en métodos. • Entre más grande son las clases es más difíciles de mantener, reusar y probar. Su gran tamaño puede perjudicar el tiempo de carga. Generalmente son el resultado de un mal diseño o de sistemas legados.
Antipatr贸n BLOB
Antipatr贸n BLOB
Antipatr贸n BLOB
Ofuscación La ofuscación permite ocultar código y en algunos casos reducir el tamaño del mismo, lo cual es muy útil en lenguajes de script (HTML por ejemplo)
Téc, de Ofuscación
• La ofuscación al igual que el refactoring se puede hacer sobre las estructuras de datos. • Por ejemplo en arreglos:
Tec. de Ofuscaciรณn
โ ข Arreglos
Tec. de Ofuscación
• También se puede ofuscar clases:
Tec. de Ofuscacion
â&#x20AC;˘ Clases
Tec de Ofuscaciรณn
โ ข Variables
Tec. de Ofuscaciรณn
โ ข Variables
Tec. de Ofuscaciòn
• Sobre el flujo del programa
Tec. de Ofuscaciรณn
โ ข Sobre el flujo del programa
• Sobre el flujo del programa
Tec. Ofuscación
• Paralelización
Tec. de Ofuscaciรณn
โ ข Paralelizaciรณn
Tec. de Ofuscaciรณn
โ ข Paralelizaciรณn
Tec. de Ofuscaciรณn
โ ข Ciclos
Tec. de Ofuscaciรณn
โ ข Ciclos
Téc. De Ofuscación
• Lo más adecuado es realizar la ofuscación sobre el código objeto generado sin alterar el original. • Existen ofuscadores como proguard, yguard que son libres o comerciales como Dasho o KlassMaster
Substituci贸n de Algoritmo
Interfaz vs Clase Abstracta
• Las clases abstractas como su nombre lo indica
son clases que no pueden instanciar objetos. Por este motivo sólo se utilizan para definir taxonomía de clases.
• Las interfaces definen las carácterísticas de
una clase pero no la implementan. Las interfaces sirven para manejar “herencia múltiple”.
Interfaz vs Clase Abstracta
• Un futbolista tiene ciertas carácterísticas que no necesariamente definen su personalidad. Una persona puede tener el comportamiento de un futbolista. Por este motivo no heredan sino que implementan una interfaz. • Las clases abstractas pueden tener métodos abstractos o no. Cuando un método es abstracto debe ser redefinido en la subclase.
Interfaz vs Clase Abstracta
• Las interfaces todos sus métodos son abstractos. Una interface no encapsula datos. • ¿Cómo se implementaría en Java?
Sintactic Sugar
Azúcar Sintáctico
• Es una facilidad dada por los desarrolladores del lenguaje para escribir menos. El ejemplo más sencillo es el operador ++, C++ es equivalente a C=C+1 • Ciclo for (implementación while)
Azúcar Sintáctico
• IF como operador ternario ?: • Goto en java, etiquetas:
public static void imprimir(String cadenas) { for (String cadena : cadenas) System.out.println(cadena); } }
...
Azúcar Sintáctico
• Boxing automático de Datos Primitivos a Objetos: Integer a int • Anotaciones: @deprecated • Arreglos Triangulares • Uso de objetos y métodos Thread-safe
Referencias
• Roger S. Pressman, Ingeniería de software un enfoque práctico.Ed. McGraw Hill. • • Piattini M.G. y F.O, Calidad en el desarrollo y mantenimiento del software. Ed. RAMA. • • Fowler, M. (1999), Refactoring, AdisonWesley.
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