Chuyên Đề Mô hình phát triển theo Framework cho các sản phẩm phần mềm

1. Đặt vấn đề
Hiện nay trong nước, các sản phẩm phần mềm thường được viết theo dạng các lời gọi hàm, hướng cấu trúc và hướng đối tượng. Khi có sự thay đổi về nghiệp vụ hoặc bổ sung thêm các dịch vụ, tính năng mới, các hệ thống này thường phải sửa đổi lại phần lớn mã nguồn. Điều này gây nhiều khó khăn cho việc quản lý, bảo hành, bảo trì và rất dễ gây lỗi (lỗi dây chuyền). Các sản phẩm phần mềm khi áp dụng mô hình framework sẽ khắc phục được các nhược điểm này. Nó làm tăng tính linh hoạt, tái sử dụng và khả năng ghép nối của hệ thống. Bài viết bày giới thiệu tóm tắt khả năng áp dụng mô hình phát triển theo framework cho các sản phẩm phần mềm.
2. Định nghĩa framework
Framework là một phương pháp kỹ thuật tái sử dụng hướng đối tượng. Định nghĩa về framework cũng có nhiều cách khác nhau. Định nghĩa thường sử dụng là “ framework là một thiết kế tái sử dụng của toàn bộ hay một phần hệ thống được đại diện bởi các lớp trừu tượng và cách các trường hợp của chúng tương tác với nhau”. Một định nghĩa phổ biến khác là “ framework là bộ khung của trình ứng dụng mà có thể được tuỳ biến bởi các nhà phát triển phần mềm ứng dụng”. Đây không phải là những định nghĩa mâu thuẫn nhau; định nghĩa thứ nhất miêu tả cấu trúc của framework trong khi định nghĩa hai miêu tả mục đích của nó
3. Các ưu điểm sử dụng framework
Tính tái sử dụng của framework có thể được thúc đẩy bởi nhiều nhân tố. Một là để tiết kiệm thời gian và tiền bạc của trong suốt qua trình phát triển. Mục đích chính cho nhiều công ty là để giảm thời gian đến thị trường. Nhưng họ nhận thấy rằng tính chất giống nhau do các framework mang tới cũng quan trọng. Các framework giao diện người dùng đồ hoạ đưa ra một bộ các trình ứng dụng có cách nhìn và cảm nhận tương tự nhau, và một giao diện mạng tái sử dụng có nghĩa là tất cả các trình ứng dụng sử dụng nó theo các giao thức giống nhau. Hai là tính giống nhau làm giảm chi phí bảo trì, từ đó những người lập chương trình bảo trì có thể chuyển từ trình ứng dụng này sang trình ứng dụng tiếp theo mà không phải học thiết kế mới. Lý do cuối cùng cho các framework là làm cho các khách hàng có khả năng xây dựng hệ thống mở , vì thế họ có thể trộn lẫn và làm phù hợp các thành phần từ các nguồn cung cấp khác nhau.
Các ưu điểm chính của framework ứng dụng hướng đối tượng xuất phát từ khả năng mô đun phần mềm, khả năng tái sử dụng, khả năng mở rộng, và sự đảo ngược điều khiển chúng cung cấp cho nhà phát triển như miêu tả dưới đây:
Khả năng mô đun: Framework tăng cường khả năng mô đun phần mềm bằng cách gói gọn các chi tiết thực thi linh động đằng sau các giao diện ổn định. Khả năng mô đun của framework giúp cải thiện chất lượng phần mềm nhờ việc khoanh vùng ảnh hưởng của mô hình và những thay đổi về thực thi.
Khả năng tái sử dụng: Các giao diện ổn định cung cấp qua các framework tăng cường khả năng tái sử dụng theo định nghĩa các thành phần chung có thể được áp dụng lại để tạo ra các trình ứng dụng mới. Khả năng tái sử dụng framework tận dụng được sự đầu tư trí tuệ và nỗ lực trước đó của các nhà phát triển giàu kinh nghiệm. Sử dụng lại các thành phần framework có thể mang lại sự cải tiến đáng kể hiệu suất của lập trình viên, cũng như là tăng cường chất lượng, sự thực thi, tính tin cậy, và thao tác giữa các phần của phần mềm.
Khả năng mở rộng: Framework tăng cường khả năng mở rộng nhờ việc cung cấp các phương pháp móc nối rõ ràng cho phép các trình ứng dụng mở rộng các giao diện ổn định của nó. Các phương pháp móc nối có tính hệ thống tách riêng ra các giao diện và các đáp ứng ổn định của một lĩnh vực ứng dụng. Khả năng mở rộng framework là thiết thực để đảm bảo sự tuỳ biến hợp thời của các dịch vụ và tính năng ứng dụng mới.
Sự đảo ngược điều khiển: Kiến trúc runtime của framework là đặc trưng của sự đảo ngược điều khiển. Kiến trúc này làm cho các bước xử lý trình ứng dụng có thể hợp qui được tuỳ biến qua các đối tượng bộ điều khiển sự kiện mà được kích hoạt qua cơ chế gửi đi tác động trở lại của framework. Khi các sự kiện xảy ra, bộ gửi đi của framework tác động trở lại qua việc kích hoạt các phương pháp móc nối trên các đối tượng điều khiển đăng kí trước, bộ điều khiển này thực hiện quá trình xử lý trình ứng dụng đặc trưng dựa trên các sự kiện. Đảo ngược sự điều khiển cho phép framework định rõ bộ các phương pháp trình ứng dụng đặc trưng nào kích hoạt đáp ứng đến các sự kiện bên ngoài (ví dụ như các tin nhắn window đến tới người sử dụng cuối cùng hay các gói tin đến từ các cổng thông tin).
4. Công cụ phát triển framework
Trước đây để phát triển mô hình framework cho các bài toán ứng dụng thông thường, ta có thể kể ra một số ngôn ngữ chính Smalltalk, MFC, Java. Ngày nay cùng với sự phát triển của Internet, các ứng dụng phát triển trên mạng ngày càng nhiều. Hai tập đoàn phát triển hệ thống lớn là Microsoft và Sun Microsystems đã đưa 2 giải pháp công nghệ chính để phát triển các bài toán framework là Microsoft .NET framework và J2EE Framework. Microsoft .NET framework của Microsoft có ưu điểm là dễ sử dụng, thân thiện với các ứng dụng truyền thống trên flatform Window như Visual Basic, Visual C++, . Tuy nhiên đấy cũng là nhược điểm của Microsoft .NET framework. Công nghệ này bị trói buộc trên nền Window và đến nay chỉ có Microsoft phát triển. Điều này dẫn đến công nghệ kém tính cạnh tranh và sản phẩm hoàn toàn lệ thuộc vào một nhà sản xuất. Trái lại J2EE Framework của Sun Microsystems là chuẩn chung được nhiều tập đoàn phần mềm lớn phát triển, không phụ thuộc flatform và đã được kiểm chứng là hoạt động ổn định và hiệu quả qua nhiều năm.
Trên thế giới hiện nay, nhiều nhà sản xuất phần mềm ứng dụng đều áp dụng công nghệ J2EE Framework. Trên thế giới, ta có thể kể ra một số tên tuổi lớn như Bea, IBM, Oracle, Sun One, Fujitsu, Inprise, Macromedia, Sysbase, IONA Technologies, SPSS, Isocra, MultiTEL, . Vì vậy khi phát triển các bài toán phần mềm ứng dụng theo mô hình framework, chúng ta nên sử dụng công nghệ J2EE Framework và các công cụ phát triển theo dòng Java như JavaBean, JSP, Java Script.