O Desenvolvimento de Software Orientado a Aspectos (AOSD) vem se consolidando como uma forma de resolver vários problemas das técnicas convencionais de programação, em particular em sistemas onde diversos interesses se encontram entrelaçados. A popularização dessa tecnologia faz surgir a necessidade de metodologias e ferramentas que facilitem o seu uso, como refatorações que levem em consideração suas características. No entanto as técnicas de modelagem de software disponíveis para AOSD não tem amadurecido no mesmo passo que as de implementação. Assim, para se poder pensar em mecanismos automáticos que trabalhem com a separação de interesses, é preciso verificar se as técnicas de modelagem existentes comportam isso. Este trabalho propõe uma adaptação da abordagem Theme de modelagem, para que ela permita uma representação mais fiel de sistemas que utilizam orientação a aspectos, em especial os que utilizam a linguagem AspectJ. Essa técnica proposta é utilizada para demonstrar algumas maneiras de detectar bad smells em sistemas orientados a aspectos. Também é mostrado como essa modelagem pode ser usada como base para a geração automática de código orientado a aspectos, e como pode ser feita a engenharia reversa de código existente de forma que ele possa ser analisado em forma de modelo. / Aspect‐Oriented Software Development (AOSD) is increasingly being considered a way to solve several problems in conventional programming methods, particularly in systems with crosscutting concerns. The popularization of this technology brings the need for methodologies and tools to ease its use, such as refactorings that take into account its characteristics. However modeling techniques available for AOSD are not maturing at the same rate as implementation techniques. Thus, in order to be able to devise automatic mechanisms that deal with separation of concerns, it is first necessary to verify if existing modeling techniques support that. In this work, we propose an adaptation of the Theme modeling approach, so that it represents aspect‐oriented systems more closely, especially those using the AspectJ language. This technique is used to demonstrate a few ways of detecting bad smells in aspect‐oriented systems. It is also shown how this model can be used as a basis for the automatic generation of aspectoriented code, and how existing code can be reverse‐engineered so that its model can be analyzed.

A injeção de falhas permite acelerar a ocorrência de erros em um sistema para que seja possível a validação de seu comportamento sob falhas, assim como a avaliação do impacto dos mecanismos de detecção e remoção de erros no desempenho do sistema. Abordagens que facilitem o desenvolvimento de injetores vêm sendo buscadas com empenho, variando desde a inserção de injetores no kernel do sistema operacional até o uso de reflexão computacional para aplicações orientadas a objetos. Este trabalho explora os recursos da Programação Orientada a Aspectos como estratégia para a criação de ferramentas de injeção de falhas. A Programação Orientada a Aspectos tem como objetivo a modularização de interesses transversais, isto é, interesses que atravessam as unidades naturais de modularização. A injeção de falhas possui um comportamento que abrange os diversos módulos da aplicação alvo, afetando métodos que são executados em diversas classes em diversos pontos da aplicação. Desta forma, a injeção de falhas pode ser encapsulada sob a forma de aspectos. Para demonstrar a validade da proposta apresentada foi desenvolvida a ferramenta FICTA – Fault Injection Communication Tool based on Aspects. O objetivo é a validação de aplicações Java distribuídas, construídas sobre o protocolo UDP e que implementem mecanismos de tolerância a falhas em protocolos de camadas superiores. A importância de instrumentar um protocolo de base é justificada pelo fato da necessidade de validar aplicações, toolkits e middlewares que implementem tolerância a falhas em camadas superiores, logo, esses protocolos devem lidar corretamente com as falhas de mais baixo nível. A ferramenta abrange falha de colapso e omissão de mensagens do protocolo UDP. O uso de Programação Orientada a Aspectos na construção de FICTA resultou em uma ferramenta altamente modular, reusável e flexível, que pode ser facilmente inserida e removida da aplicação alvo, sem causar intrusividade espacial no código fonte da aplicação. / The fault injection allows us to accelerate the occurrence of failures in a system so that it is possible to validate its behavior under faults, as well as the evaluation of the impact on the mechanisms of detection and removal of failures in the performance of the system. The approaches that may facilitate the development of injectors have been searched with effort, varying from the insertion of injectors in the kernel of the operational system up to the computational reflection for object oriented applications. This work explores the resources of the Aspect Oriented Programming as a strategy to create tools of fault injection. The Aspect Oriented Programming has as its goal the modularization of the crosscutting concerns, that is to say the interests that cross the natural units of modularization. The fault injection has a behavior that covers the various modules of the target application, affecting methods that are executed in several classes of several areas of the application. Thus, the Fault Injection may be encapsulated under the form of aspects. To demonstrate the worthiness of the presented proposal, a tool called FICTA - Fault Injection Communication Tool based on Aspects, has been developed. The aim is to validate Java distributed applications built under the UDP protocol so that the fault tolerance mechanisms can be implemented in upper layers. The importance of instrumentate a protocol of base is justified by the necessity of validating applications, toolkits and middlewares that implement fault tolerance in upper layers, then, these protocols must deal correctly with the lower level faults. The tool covers crash and message omission faults of the UDP protocol. The use of Aspect Oriented Programming in the construction of FICTA resulted in a tool highly modular, reusable and flexible that may be easily inserted and removed from the target application, without causing spatial intrusiveness in the source code of the application.

O Desenvolvimento de Software Orientado a Aspectos (AOSD) vem se consolidando como uma forma de resolver vários problemas das técnicas convencionais de programação, em particular em sistemas onde diversos interesses se encontram entrelaçados. A popularização dessa tecnologia faz surgir a necessidade de metodologias e ferramentas que facilitem o seu uso, como refatorações que levem em consideração suas características. No entanto as técnicas de modelagem de software disponíveis para AOSD não tem amadurecido no mesmo passo que as de implementação. Assim, para se poder pensar em mecanismos automáticos que trabalhem com a separação de interesses, é preciso verificar se as técnicas de modelagem existentes comportam isso. Este trabalho propõe uma adaptação da abordagem Theme de modelagem, para que ela permita uma representação mais fiel de sistemas que utilizam orientação a aspectos, em especial os que utilizam a linguagem AspectJ. Essa técnica proposta é utilizada para demonstrar algumas maneiras de detectar bad smells em sistemas orientados a aspectos. Também é mostrado como essa modelagem pode ser usada como base para a geração automática de código orientado a aspectos, e como pode ser feita a engenharia reversa de código existente de forma que ele possa ser analisado em forma de modelo. / Aspect‐Oriented Software Development (AOSD) is increasingly being considered a way to solve several problems in conventional programming methods, particularly in systems with crosscutting concerns. The popularization of this technology brings the need for methodologies and tools to ease its use, such as refactorings that take into account its characteristics. However modeling techniques available for AOSD are not maturing at the same rate as implementation techniques. Thus, in order to be able to devise automatic mechanisms that deal with separation of concerns, it is first necessary to verify if existing modeling techniques support that. In this work, we propose an adaptation of the Theme modeling approach, so that it represents aspect‐oriented systems more closely, especially those using the AspectJ language. This technique is used to demonstrate a few ways of detecting bad smells in aspect‐oriented systems. It is also shown how this model can be used as a basis for the automatic generation of aspectoriented code, and how existing code can be reverse‐engineered so that its model can be analyzed.

A injeção de falhas permite acelerar a ocorrência de erros em um sistema para que seja possível a validação de seu comportamento sob falhas, assim como a avaliação do impacto dos mecanismos de detecção e remoção de erros no desempenho do sistema. Abordagens que facilitem o desenvolvimento de injetores vêm sendo buscadas com empenho, variando desde a inserção de injetores no kernel do sistema operacional até o uso de reflexão computacional para aplicações orientadas a objetos. Este trabalho explora os recursos da Programação Orientada a Aspectos como estratégia para a criação de ferramentas de injeção de falhas. A Programação Orientada a Aspectos tem como objetivo a modularização de interesses transversais, isto é, interesses que atravessam as unidades naturais de modularização. A injeção de falhas possui um comportamento que abrange os diversos módulos da aplicação alvo, afetando métodos que são executados em diversas classes em diversos pontos da aplicação. Desta forma, a injeção de falhas pode ser encapsulada sob a forma de aspectos. Para demonstrar a validade da proposta apresentada foi desenvolvida a ferramenta FICTA – Fault Injection Communication Tool based on Aspects. O objetivo é a validação de aplicações Java distribuídas, construídas sobre o protocolo UDP e que implementem mecanismos de tolerância a falhas em protocolos de camadas superiores. A importância de instrumentar um protocolo de base é justificada pelo fato da necessidade de validar aplicações, toolkits e middlewares que implementem tolerância a falhas em camadas superiores, logo, esses protocolos devem lidar corretamente com as falhas de mais baixo nível. A ferramenta abrange falha de colapso e omissão de mensagens do protocolo UDP. O uso de Programação Orientada a Aspectos na construção de FICTA resultou em uma ferramenta altamente modular, reusável e flexível, que pode ser facilmente inserida e removida da aplicação alvo, sem causar intrusividade espacial no código fonte da aplicação. / The fault injection allows us to accelerate the occurrence of failures in a system so that it is possible to validate its behavior under faults, as well as the evaluation of the impact on the mechanisms of detection and removal of failures in the performance of the system. The approaches that may facilitate the development of injectors have been searched with effort, varying from the insertion of injectors in the kernel of the operational system up to the computational reflection for object oriented applications. This work explores the resources of the Aspect Oriented Programming as a strategy to create tools of fault injection. The Aspect Oriented Programming has as its goal the modularization of the crosscutting concerns, that is to say the interests that cross the natural units of modularization. The fault injection has a behavior that covers the various modules of the target application, affecting methods that are executed in several classes of several areas of the application. Thus, the Fault Injection may be encapsulated under the form of aspects. To demonstrate the worthiness of the presented proposal, a tool called FICTA - Fault Injection Communication Tool based on Aspects, has been developed. The aim is to validate Java distributed applications built under the UDP protocol so that the fault tolerance mechanisms can be implemented in upper layers. The importance of instrumentate a protocol of base is justified by the necessity of validating applications, toolkits and middlewares that implement fault tolerance in upper layers, then, these protocols must deal correctly with the lower level faults. The tool covers crash and message omission faults of the UDP protocol. The use of Aspect Oriented Programming in the construction of FICTA resulted in a tool highly modular, reusable and flexible that may be easily inserted and removed from the target application, without causing spatial intrusiveness in the source code of the application.

Diversas refatorações têm sido propostas nos últimos anos para os mais variados paradigmas de programação, dentre eles o orientado a objetos e o orientado a aspecto. Seus impactos em atributos de qualidade são diversos, porém nem sempre a descrição original da refatoração apresenta todos os impactos que ela pode ter. Assim, é importante definir métodos de avaliação de refatorações para obter seus impactos em diferentes atributos de qualidade. A literatura apresenta trabalhos que utilizam métricas de software para fazer isso através de medições antes e depois de refatorar o código, porém este tipo de avaliação não permite obter conclusões válidas para todos os contextos em que a refatoração for aplicada. Outros trabalhos obtêm impactos abrangentes de refatorações orientadas a objetos, porém não foram encontrados métodos aplicáveis a refatorações orientadas a aspectos. Assim, este trabalho propõe uma forma de avaliar refatorações orientadas a aspectos para obter impactos abrangentes de sua aplicação, definindo um processo para avaliar refatorações orientadas a aspectos através do uso de métricas. Ele divide as etapas da refatoração em alterações pontuais e mede o impacto dessas alterações nos valores de um conjunto de métricas. O processo é usado para avaliar um conjunto de refatorações existentes na literatura definidas com o objetivo de extrair interesses transversais para aspectos. Para isso, são usados como critério de avaliação métricas para medir separação de interesses, tamanho, acoplamento e coesão do software. Como resultado, tem-se o impacto da refatoração em cada uma das métricas selecionadas, o que permite saber como o código será alterado antes mesmo de aplicar a refatoração. / Several software refactorings have been proposed on the last years for different programming paradigms, like object-oriented and aspect-oriented. They have several impacts on quality attributes, but their descriptions don’t describe all of these impacts, so it is important to have methods to assess refactorings to get their impacts on different quality attributes. Some papers apply software metrics on code before and after using the refactoring, but this kind os assessment avoids getting valid conclusions for all contexts where the refactoring can be used. Other papers propose assessment methods that get general conclusions for object-oriented refactorings, but no methods were found for assessing aspect-oriented refactorings. This work presents a process to assess aspect-oriented refactorings using software metrics to get their impacts on different quality attributes. It splits the refactoring steps into basic changes and measures the effects of these changes on some metrics. The process is used to assess some aspect-oriented refactorings for extracting crosscutting concerns into aspects, having as criteria software metrics to measure separation of concerns, size, coupling and cohesion. As result, we have the impact of the refactoring on each of the metric chosen, and know the consequences of the refactoring on the code before applying it.

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Neste contexto, pesquisadores descobriram que a implementao de DbC ´e crosscutting e, portanto, sua implementa¸c˜ao ´e melhor modularizada por meio da Programa¸c˜ao Orientada a Aspectos (POA) por´em, os mecanismos de POA para dar suporte a modularide de contratos, de fato comprometem sua modularidade e entendidmento. Por exemplo, na linguagem POA AspectJ, o racioc´ınio da corretude de uma chamada de m´etodo requer uma an´alise global do programa para determinar quais advice aplicam e sobretudo o que esses advice fazem em rela¸c˜ao a implementa ¸c˜ao e checagem DbC. Al´em disso, quando os contratos so separados das classes o programador corre o risco de quebrar-los inadvertidamente. Diferentemente de uma linguagem POA como AspectJ, uma linguagem DbC preserva as principais caractersticas DbC como raciocnio modular e documenta¸c˜ao. No entanto, pr´e- e p´os-condi¸c˜oes recorrentes continuam espalhadas por todo o sistema. Infelizmente esse n˜ao o ´unico problema relacionado com modularidade que temos em linguagens DbC existentes, o seu com respectivos verificadores dinˆamicos so inconsistentes com as regras de information hiding devido a naturaze overly-dynamic na qual os contratos s˜ao checados no lado servidor. Este problema implica que durante a reportagem de erros, detalhes de implementa¸c˜ao so expostos para clientes no privilegiados. Portanto, se os programadores cuidadosamente escolherem as partes que devem ser escondidas dos clientes, durante a checagem dinˆamica de contratos, as mudanas nessas partes n˜ao deveriam afetar nem os clientes dos m´odulos nem a reportagem de erros de contratos. Neste trabalho n´os resolvemos esses problemas com AspectJML, uma nova liguagem de especifica¸c˜ao que suporta contratos crosscutting para c´odigo Java. Al´em disso, n´os demonstramos como AspectJML usa as principais caractersticas de uma linguagem DbC como racioc´ınio modular e documenta¸c˜ao dos contratos. Mais ainda, n´os mostramos como AspectJML combinado com nossa t´ecnica chamada de client-aware checking permite uma checagem dinˆamica de contratos que respeitem os princ´ıpios de information hiding em especifica¸c˜oes. Neste trabalho usamos JML para fins concretos, mas nossa solu¸c˜ao pode ser utilizadas para outras linguagems Java-likee suas respectivas linguagens DbC. Para concluir, n´os conduzimos uma avalia¸c˜ao da nossa modulariza¸c˜ao dos contratos crosscutting usando AspectJML, onde observamos que seu uso reduz o esforo de escrever pr´e- e p´os-condies, por´em com um pequeno overhead em tempo de compila¸c˜ao e instrumentação de código para checagem de contratos. / Design by Contract (DbC) is a popular technique for developing programs using behavioral specifications. In this context, researchers have found that the realization of DbC is crosscutting and fares better when modularized by Aspect-Oriented Programming. However, previous efforts aimed at supporting crosscutting contracts modularly actually compromised the main DbC principles. For example, in AspectJ-style, reasoning about the correctness of a method call may require a whole-program analysis to determine which advice applies and what that advice does relative to DbC implementation and checking. Also, when contracts are separated from classes a programmer may not know about them and may break them inadvertently. Unlike an AspectJ-like language, a DbC language keeps the main DbC principles such as modular reasoning and documentation. However, a recurrent pre- or postcondition specification remains scattered across several methods in many types. Unfortunately, this is not the only modularity problem we have with existing DbC languages. Such languages along with their respective runtime assertion checkers are inconsistent with information hiding rules because they check specifications in an overly-dynamic manner on the supplier side. This implies that during error reporting, hidden implementation details are exposed to non-privileged clients. Such details should not be used in a client’s correctness proof, since otherwise the proof would be invalidated when they change. Therefore, if programmers have carefully chosen to hide those parts “most likely” to change, most changes, in the hidden implementation details, do not affect either module clients nor DbC error reporting. In this work we solve these problems with AspectJML, a new specification language that supports crosscutting contracts for Java code. We also show how AspectJML supports the main DbC principles of modular reasoning and contracts as documentation. Additionally, we explain how AspectJML combined with our client-aware checking technique allows runtime checking to use the privacy information in specifications, which promotes information hiding. We use JML for concreteness, but the solution we propose can also be used for other Java-like languages and their respective DbC languages. To conclude, we conduct an evaluation to assess the crosscutting contract modularization using AspectJML, where we observe that its use reduces the overall design by contract code, including pre- and postconditions, but introduces a small overhead during compile time and can increase the resulting bytecode due to code instrumentation to check ordinary and crosscutting contracts

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6551_1.pdf: 2254714 bytes, checksum: 89a6702d1c801f178299f95585aac5ab (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Linha de Produtos de Software (LPS) é uma aborgadem promissora para o desenvolvimento de um conjunto de produtos focados em um segmento de mercado e desenvolvidos a partir de um conjunto comum de artefatos. Possíveis benefícios incluem reuso em larga escala e significativa melhoria em produtividade. Um problema-chave associado, no entanto, é o tratamento de estratégias de implantação, em que uma organização decide iniciar uma LPS a partir do zero, fazer bootstrap de produtos existentes em uma LPS, ou evoluir uma LPS. Em particular, no nível de implementação e de modelo de features, métodos de desenvolvimento carecem de apoio adequado para extração e evolução de LPSs. Neste contexto, apresentamos um m´etodo original provendo diretrizes concretas para extração e evolução de LPSs no nível de implementação e de modelo de features, nos quais proporciona reuso e segurança. O método primeiro faz o bootstrap da LPS e então a evolui com uma abordagem reativa. O método se baseia em uma coleção de refatoramentos tanto na implementação (refatoramentos orientados a aspectos) como no modelo de features. O método foi avaliado no domínio altamente variável de jogos móveis

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3259_1.pdf: 5762420 bytes, checksum: 0af73887e3af768529c1569155447ba5 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / FUNDAÇÃO DE APOIO AO DESENVOLVIMENTO DA UFPE / Linhas de Produtos de Software (LPS) são definidas como conjuntos de sistemas de software que atendem a um mercado especifico, que compartilham caracteristicas em comum, porem sendo suficientemente distintos entre si, e que são desenvolvidos a partir de um conjunto de artefatos reusaveis. Entre os beneficios possiveis com a implantação de LPS podemos citar o reuso em larga escala e o aumento de produtividade. Um fator-chave no desenvolvimento de uma LPS e o mecanismo utilizado para a estruturação fonte. Uma das tecnicas mais comumente utilizadas para a estruturação de variações de código e a compilação condicional, tambem chamada de pre-processamento. Apesar de ser amplamente utilizada, o uso de compilação condicional incorre em problemas de legibilidade, modularidade, manutenibilidade e qualidade. Programação Orientada a Aspectos (POA) e uma alternativa a compilação condicional para a estruturação de variações de codigo em LPS, podendo apresentar melhor legibilidade, modularidade, manutenibilidade, qualidade, entre outros fatores, do que a compilação condicional. Entretanto, o uso de AspectJ, implementação mais popular de POA sobre a linguagem Java, como mecanismo de estruturação de variações gera um overhead (aumento) sobre o tamanho final do codigo compilado. No contexto de LPS de sistemas para plataformas em dispositivos moveis, em plataformas como Java ME, que possuem restrições de memoria, esse overhead pode tornar inviavel o uso do produto final. Neste trabalho, analisamos o impacto do uso de AspectJ como mecanismo de estruturação de variações sobre o tamanho do codigo compilado e investigamos os motivos por tras deste aumento. Para tal, utilizamos o BestLap e o Juggling, duas LPS de jogos para dispositivos Java ME que possuem uma versão puramente pre-processada e uma versão hibrida, que utiliza pre-processamento e AspectJ. Utilizamos o BestLap na analise de tamanho para quanticar o overhead com dois compiladores AspectJ, o ajc e o abc. Em seguida, analisamos o codigo compilado de um subconjunto das construções As pectJ, a fim de identificar quais construções geram overhead no tamanho do codigo compilado e os motivos por tras deste overhead. Esse subconjunto consistiu de todas as construções AspectJ utilizadas na versão híbrida do BestLap e do Juggling, o ultimo utilizado apenas para a elicitação das construções analisadas. Com base nessa investigação, desenvolvemos quatro otimizações para o compilador abc que modificam o codigo compilado de certas construções visando a eliminar o overhead. Apresentamos detalhes da implementação e discutimos as pre-condições e a corretude das otimizações desenvolvidas. Em seguida, apresentamos o resultado da aplicação destas otimizações em duas LPS e discutimos como implementações diferentes, porem equivalentes, da mesma variação em AspectJ podem inviabilizar a aplicação das otimizações Por fim, para garantir que as modificações realizadas pelas otimizações não prejudiquem o desempenho, apresentamos o resultado de testes de desempenho realizados em programas AspectJ usados em benchmarks apos a aplicação das nossas otimizações

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4579_1.pdf: 1011460 bytes, checksum: 01e8646fc6f336c9eb54adf769b7baf0 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A criação de uma linguagem de programação pode ser comparada ao desenvolvimento de um sistema computacional. Sendo assim, o projeto e a implementação da linguagem devem atender a um conjunto de requisitos. Alguns deles estão relacionados às propriedades que a linguagem desenvolvida deve apresentar, como expressividade, capacidade de aprendizagem e produtividade. Outro grupo de requisitos compreende aqueles comuns ao desenvolvimento da maioria dos softwares, como extensibilidade, modularidade e reuso de código. Este segundo grupo de requisitos pode ser obtido através do uso de técnicas modernas de engenharia de software. Neste trabalho, apresentamos o desenvolvimento de uma linguagem multiparadigma modular que faz uso de programação Orientada a Objetos, design patterns e um paradigma de programação mais recente chamado Programação Orientada a Aspectos. A linguagem, que também pode ser vista como um conjunto de linguagens, é desenvolvida de maneira incremental, partindo de uma simples linguagem de expressões até linguagens mais complexas representando alguns dos mais representativos paradigmas de programação, finalizando com o desenvolvimento de linguagens multiparadigmas. Esta família de linguagens é criada através da integração de componentes que representam conceitos de programação. A modularidade obtida através do design proposto possibilita o reuso destes componentes na criação de diferentes linguagens, mesmo que pertencentes a diferentes paradigmas. Adicionalmente, é possível a evolução ortogonal das linguagens, já que a inclusão de novos conceitos é obtida através da simples inclusão dos componentes correspondentes, sem comprometer o funcionamento dos componentes já utilizados. A abordagem proposta para o design e implementação da linguagem também se mostrou bastante útil no ensino de conceitos de programação, já que oferece um ambiente uniforme e extensível para a prática e exploração dos conceitos pelos estudantes. Dessa forma, os estudantes não precisam lidar com diferentes notações e ambientes de desenvolvimento ao abordarem conceitos relacionados a diversos paradigmas

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