Transcript Vývoj softvéru na NEzelenej lúke Jozef Matula [email protected] Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko.

Vývoj softvéru na
NEzelenej lúke
Jozef Matula
[email protected]
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Predvianočná rozprávka o tom
– S čím sme sa popasovali pri vývoji softvéru v
našej firme.
– Ako sme sa vrátili k „nízkym“ formám
programovania vo vyšších programovacích
jazykoch.
– A trochu o „bohatých sieťových aplikáciách“.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Všetko je jednoduché ak začíname...
VÝVOJ NA ZELENEJ LÚKE
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
SW projekty na zelenej lúke
•
•
•
•
•
Projekt sa začne - vyberie sa riešenie.
Riešenie sa implementuje.
Projekt sa odovzdá a akceptuje.
Prémie a projektové ocenenia!
Kto zažil „Waterfall“ vývojový process, mal životné
šťastie...
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Vývoj na NEzelenej lúke
• Vývoj projektu trvá roky.
• Prirodzene dochádza k poznaniu, že okolnosti sa
zmenili:
– fundamentálne nové požiadavky,
– na niečo sa nemyslelo,
– pôvodná implementácia už nemá požadovaný
výkon,
– zmenili sa technologické štandardy!
• V podstate hovoríme o „krabicovom softvéri“ resp.
COTS (commercial off-the shelf), ktorý so sebou vždy
nesie isté „historické dedičstvo“.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Softvérové dedičstvo u nás
• Projekt 11 rokov, 2 MLOC
Prvý
kód
vC
1970
Najstarší
zdrojový
súbor vo
Fortrane
1992
32000 riadkov
fyziky vo
Fotran-e
Prvý
zdrojový
súbor v
XSLT
2000
2006
2009
Prvý
zdrojový
súbor v
Python-e
Prvý
zdrojový
súbor
Flex/Action
Script
1998
Prvý
zdrojový
súbor v
C++
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Softvérový vývoj u nás
Web služby
XML / XSLT
3D vizualizácie
GIS formáty
Paralelné výpočty
Rastrové výstupy
Vizualizácie v
reálnom čase
Automatické
spracovanie na
pozadí
Rasterizácia
Spracovanie
vektorových dát
Interaktívne
používateľské
nástroje (Qt)
Správa množstva
heterogénnych dát
Meteorologické
formáty
Dekódovanie
formátov
Bitovo orientované
formáty
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Transformácie
Algoritmy
• Od bitových formátov až po Web služby
Čo sme vždy chceli
• Nech je kód efektívny - algoritmicky - kde to má
zmysel - a vždy technicky.
• Nech je kód platformovo nezávislý (32bit vs. 64bit,
Big vs. Little Endian, zarovnanie dát)
• Využiť celý potenciál jazyka:
– C++ - šablóny, parciálne špecializácie, výnimky,
– Python - dynamické objekty, funkcionálne prvky
(lambda funkcie).
• Skĺbiť toto všetko aby vznikol elegantný kód i dizajn.
• Myslieť vždy dopredu a teda netvoriť softvér len na
jeho prvotný účel.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Všetko má svoje za a proti a sú...
VECI KTORÉ SA NEHOVORIA
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Problémy, s ktorými sme sa stretli
• Version control systém nezaručuje, že sa dá projekt
skompilovať (rôzne kompilátory, rôzne prostredia).
• Podpora rôznych cieľových platforiem/OS - je zábava
pokiaľ ich je menej ako 2 
• Čím viac zdrojových súborov má projekt, tým viac:
– čo by čakal každý:
• Rastie čas kompilácie
– čo by nečakal úplne každý:
• Zväčšuje sa pomer času linkovania.
• Vzniká výrazný rozdiel medzi rôznymi kompilátormi.
• Viac a viac sa naráža na to, že sa celý projekt nedá
spustiť len tak cez „F5“ alebo „make && ./run.sh”
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Priebežná integrácia
(Continous integration)
• V podstate je to nekonečný cyklus zložený z:
– kompilácie,
– (ideálne) automatických testov,
– (ideálne) rôznych analýz kódu.
• Buzzword - „Integrácia“:
– Nočné kompilácie
– Kompilácie vyvolané zmenou kódu.
• Doby kompilácie ovplyvňujú značne tento cyklus.
• Existuje množstvo projektov, ktoré túto
problematiku dnes riešia, ale každý z nich ma nejaké
muchy.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Priebežná integrácia vo svete C++
• Kameňom úrazu je podpora rôznych cieľových
platforiem:
– znásobuje celkovú časovú náročnosť - krát počet
podporovaných platforiem,
– vyžaduje mať rôzne kompilátory pre rôzny
platformy.
• Prístupy:
– mať osobitný počítač pre každú platformu,
– použiť tzv. cross-kompilátory.
• Vedľajší dôsledok:
– ak chceme podporovať rôzne platformy, ako
potom spúšťať testy? Continous deployment...
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Platformová nezávislosť
• Existujú len teoreticky platformovo nezávislé jazyky.
• Keď zoberieme Javu ako asi najlepšieho kandidáta,
tento kód:
class HelloWorldApp {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World!");
}
}
na mobilnom telefóne nebude fungovať tak ako má.
• Platformová nezávislosť závisí na knižniciach.
• Vždy existuje problém s Endianmi u externých dát.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Cross-kompilácia
• Umožňuje kompilovať kód pre „takmer“ ľubovoľnú
platformu (CPU) na ľubovoľnej dostupnej platforme
(hlavne vďaka GCC, čiastočne aj v MS Visual C++).
Príklad:
na i686, Linux PC => kód pre SPARC64, Solaris
• Netreba však zabudnúť:
– kompiluje sa nielen pre cieľové CPU ale aj
konkrétnu distribúciu a verziu OS!
– kompilovaný kód sa nedá „lokálne“ spustiť - v
praxi množstvo knižníc tento koncept priamo
nepodporuje.
• Dá sa kompilovať aj pre nedostupné platformy!
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Ako na to alebo...
ČO S TÝM TEDA ROBÍME
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Návrat ku skriptom
• Skriptovanie sa považuje často za menejcenné
programovanie.
• Pôvodne Unix-ová organizácia kódu nás priviedla ku
100-kám dynamickým knižníc + 10 rozsiahlych
aplikácií a 10-kam pomocných programov.
• Pritom vždy existovali nejaké skripty (Bash, Perl,
AWK) a preto sme chceli zjednotiť používaný jazyk:
– Inštalačné skripty, upgrade procedúry,
– Drobné pomocné nastroje.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Skriptovacie jazyky - všeobecne
• Módne versus moderné.
• Prepojenia na existujúce API (binding) je riešené
dynamickými knižnicami, ktoré sa zavádzajú do
pamäti v prípade potreby.
• Prenášajú kompiláciu a linkovanie do času spustenia
aplikácie avšak vďaka jednoduchému rozhraniu je
tento časť veľmi malý.
• V praxi umožňujú:
– Prototypovanie a rapídny vývoj
– Vytvorenie rozšírujúcich modulov používateľmi
– Unit testovanie bez kompilácie
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Skriptovacie jazyky - Ale pozor!
• Výkon kódu môže byť rádovo 100 krát horší (napr.
Python), preto treba dômyselne voliť, kde bude
hranica medzi skriptom a skutočným kódom.
• Vytvorenie rozhrania (binding) nie je triviálne, tento
kód sa často generuje a pôvodné rozhranie sa takmer
zduplikuje.
• Zmeny v dizajne kódu môžu mať nečakané dôsledky.
• ... a preto „Každý riadok kódu“ musí byť otestovaný
(obzvlášť v jazykoch s dynamickým typovým
systémom).
• ... a preto v rozsiahlejších aplikáciách narastá
problém s ich udržiavateľnosťou.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Prečo práve Python
• Nebolo nám všetko jedno (JavaScript, Ruby, Python,
Perl, Lua, vlastný jazyk!), nakoniec pragmatická
voľba padla na Python.
Za
Proti
Možnosť komfortného
Štandarná knižnica je len tenká vrstva nad C
naviazania na C++
knižnicami, naviac bez jednotného dizajnu.
vrátane podpory pre OOP
Prepojenie na Qt UI
knižnicu
Syntaktická nečistota spôsobená vývojom
jazyka a posunom v paradigmách (mix
procedurálnych, objektových a funkcionálnych
aspektov)
Veľká používateľská
komunita a rozsiahla
základná knižnica
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Prepojenie na C++ cez Boost Python
struct World
{
void set(std::string msg)
{ this->msg = msg; }
std::string greet()
{ return msg; }
std::string msg;
};
#include <boost/python.hpp>
using namespace boost::python;
BOOST_PYTHON_MODULE(hellomod)
{
class_<World>("World")
.def("set", &World::set)
.def("greet", &World::greet)
;
}
>>> import hellomod
>>> planet = hello.World()
>>> planet.set('Hello World!')
>>> planet.greet()
'Hello World!'
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Python
Modul
hellomod
Prepojenie na C++ cez SIP
• Binding na knižnicu Qt a KDE je vytvorený cez SIP
struct World
{
void set(std::string msg)
{ this->msg = msg; }
std::string greet()
{ return msg; }
std::string msg;
};
%Module hellomod 0
class World
{
%TypeHeaderCode
#include <world.h>
%End
public:
World();
void set(std::string msg);
std::string greet();
};
SIP
C++
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Python
Modul
Čo nám Python priniesol a prináša
• Počas vývoja:
– tvorbu jednoduchých aplikácii bez potreby
linkovania.
– vytváranie regresných unit-testov bez potreby ich
kompilácie a linkovania.
• Počas inštalácie a po inštalácii:
– možnosť prispôsobenia aplikácie u zákazníka bez
potreby meniť „skutočný“ kód,
– možnosť pre zákazníka vyvinúť si vlastné aplikácie
s použitím dostupnej funkcionality - výhoda voči
konkurencii  .
• Spomalenie kompilácie kvôli Python modulom.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
A jedného dňa sa nás spýtali zákazníci ...
A NEDALO BY SA TO VŠETKO SPRAVIŤ
CEZ WEB?
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
...a my sme zosmutneli...
• Všetko sa dá spraviť!
• Avšak máme aplikáciu, ktorá:
– Je rozsiahla a náročná na 2D grafiku
– Je výrazne interaktívna (okamžitá odozva)
• Interaktívny “Web 2.0” vytyčuje 2 implemetačné
cesty:
– W3C - JavaScript/AJAX - interaktívny obsah
– RIA - Adobe Flash&Flex, MS Silverlight, JavaFX ešte viac interaktívny obsah.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Čo je Java Script  a GWT
• (ďalej JS) De-facto jediný skriptovací jazyk pre
dynamický HTML (počuli ste niekedy o VB Scripte? )
• Nočná mora každého Web programátora.
• GWT = Google Web Toolkit je dôkaz, že pri použití JS
pre rozsiahlejšiu aplikáciu sa nemusíte zblázniť:
– Píšete objektový kód v Java-e
– GWT podľa dostupnosti Java-y v prehliadači buď
spustí Java applet „host-mode“ alebo preloží
všetko do JS podporované službami AJAX.
• Brilantné príklady využitia:
– Google Mail, Google Wave
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Adobe Flex
• Flex je knižnica pre tvorbu používateľského rozhrania
(dialógy, tlačítka) pre Flash, pričom štýlovanie je
možné cez CSS.
• Programovací jazyk je Action Script 3.0 (kvázi Java
Script mixovaný s XML!), tento sa prekladá do
pseudokódu Flash VM.
• Flex je orientovaný na spracovanie dát (hlavne XML)
z web služieb.
• Tam kde zlyhávali Java Applet-y vyhráva Flex.
• Adobe Air je odvodená technológia pre tvorbu
skutočných aplikácií (bežiacich mimo prehliadača)
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
MS Silverlight a Java FX
• Snaha firiem Microsoft a Java dobehnúť Adobe 
• „Základom“ všetkého sú komponenty, ktoré sa
animovane presúvajú a zväčšujú...
• Každý z nich vyžaduje špeciálne rozšírenie
prehliadača.
• Výhodou je však možnosť písania kódu v „známom“
jazyku (C#, Java)
• Vďaka aplikáciám pre šírenie videa cez Internet ako
napr. YouTube, má Adobe jednoznačnú prevahu.
• Pozor, rýchly vývoj v tejto oblasti spôsobuje, že nik
nevie, ktorá technológia tu bude o 3 roky.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
JavaScript & GWT verzus RIA*
• Zvoľte si JavaScript/AJAX/GWT keď:
– máte možnosť meniť/tvoriť web služby
– aby Vaša aplikácie bežala „úplne“ všade, ale
pozor s čistým JS to nie je také ľahké.
• Zvoľte si RIA keď:
– chcete vizuálne vyvíjať aplikáciu s „pekným“
výsledkom,
– chcete ľahko krokovať Váš kód,
– chcete extenzívne používať grafiku
(efekty,animácie).
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Prečo sme si vybrali Flex?
• Ľahký vývoj - kvalitné IDE prostredie - komerčné, no
ponúka debugger a časový i pamäťový profiler.
• Bezproblémový beh na rôznych prehliadačoch (Linux,
Windows).
A tak sme aj
my opäť na
zelenej lúke.
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
https://ogcie.iblsoft.com/FlexiWeather/demo/
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko
Ďakujem za pozornosť!
Šťastné a veselé Vianoce!
Otázky?
Moderné informačné technológie, 15. decembra 2009, FMFI UK, Bratislava, Slovensko