A UML based methodology for the development of web services [Elektronische Ressource] : an approach to model tranformation and code generation / vorgelegt von Wafi Abed Zaidan Mohammad Dahman

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• Publié par: georg-august-universitat_gottingen
• Publié le: 01 janvier 2010
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• Langue: English
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Extrait

A UML Based Methodology
for the Development of
Web Services
An Approach to Model Transformation and Code Generation
Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades
der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultaten
der Goerg-August-Universitat zu Gottingen
vorgelegt von
Wa Abed Zaidan Mohammad Dahman
aus Gaza (Barbara) - Palastina
Gottingen 2010D7
Referent: Prof. Dr. Jens Grabowski
Koreferenten: Prof. Dr. Dieter Hogrefe, Prof. Dr. Helmut Neukirchen
Tag der mundlichen Prufung: 05 Juli 2010Abstract
Web services are currently one of the most important technologies for enabling an
e ective communication between and within distributed systems. The Web services
technology relies on widely used and well-adopted technologies and open standards.
A current trend in software engineering is model-based software development. One
of the main goals of model-based software development is the e cient production of
high quality software.
This thesis presents a comprehensive approach for the model-based development of
Web services. The approach is based on a Web service pro le for the Uni ed Modeling
Language (UML), which allows an e cient de nition of complete Web service models.
Such Web service models allow the generation of the complete source code and
the corresponding platform-speci c con guration les necessary in order to run the
modelled Web services. The code generation is realised by means of transformation
and code generation rules de ned in the Xpand transformation language. In addition
to the UML Web service pro le and the Xpand transformation rules, a straightforward
development model for the application of the pro le is proposed. The feasibility of
the proposed approach for the model-based development of Web services is validated
by implementing a library system Web service.Zusammenfassung
Web Services sind gegenwartig eine der wichtigsten Technologien, die eine e ektive
Kommunikation in verteilten Systemen ermoglicht. Die Web Services Technologie
basiert auf weitverbreiteten und allgemein akzeptierten Technologien und o enen
Standards. Ein aktueller Trend in der Softwaretechnik ist die modellbasierte Soft-
wareentwicklung. Die eziente Produktion von qualitativ hochwertiger Software ist
eines der Hauptziele der modellbasierten Softwareentwicklung.
In dieser Arbeit wird ein umfassendes Verfahren fur die modellbasierte Entwicklung
von Web Services vorgestellt. Das Verfahren basiert auf der De nition eines Web
Service Pro ls f ur die Uni ed Modeling Language (UML), das eine e ziente De ni-
tion von Modellen fur Web Services ermogl icht. Zur Ausfuhrung eines Web Services
wird aus dem zugehorigen Web Service Modell der komplette Quellcode inklusive
der zugehorigen Kon gurationsdateien generiert. Die Regeln zur Transformation und
Quelltextgenerierung werden mit der Xpand Sprache de niert. Neben dem erw ahn-
ten UML Pro l f ur Web Services und den Xpand-Regeln wird eine einfache Vorge-
hensweise zur De nition von Web Services mit Hilfe des UML Pro ls vorgeschlagen.
Die Anwendbarkeit des in dieser Doktorarbeit entwickelten Verfahrens wird durch die
Implementierung eines Web Service-basierten Bibliothekssystems nachgewiesen.Contents
Contents i
1 Introduction 1
1.1 Problem Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Thesis Contribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2.1 UML Pro le for Web Services . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.2 Web Services Development Model . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.3 Case Study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Related Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 Structure of the Thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 Foundations 9
2.1 Service Oriented Architecture and Web Services . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 Advantages of Web Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.2 Web Services Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2 Unied Modeling Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.1 The Evolution of UML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.2 UML Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.3 UML Metamodelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.4 Unied Modeling Language Extension Mechanism . . . . . 16
2.3 Model Driven Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3.1 Computation Independent Model . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.2 Platform Independent Model . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.3 Platform Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.4 Platform Speci c Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4 Model Transformation and Code Generation . . . . . . . . . . . . . 21
2.4.1 Code Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.2 Rules for Code Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.3 Integrating Manual Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.4 Bene ts of Code Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
iii CONTENTS
2.4.5 Code Generation in Example . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3 UML Prole for Web Services 33
3.1 Web Services Basic Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.1.1 WebService . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.1.2 DataContainer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.1.3 DataElement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.1.4 ProxyImplementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.1.5 ProxyMethod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.1.6 Client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.1.7 ClientMain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2 Making Web Services Executable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2.1 Executable State Machines . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2.2 Auxiliary Extensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.3 Pro le Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.3.1 Model Transformation and Code Generation . . . . . . . . 49
3.3.2 Implementation Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4 Web Services Development Model 69
4.1 Requirements Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.1.1 Requirements Elicitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.1.2 Requirements Speci