Xtext And Grails20091218

モデリングと Grailsのあやしい関係

はじめに

• 今回ご紹介する考え方・方式やツールは必ずしも Groovy/Grails専用のものではありません

– Groovy/Grails の世界にも適用可能で、後半でGrailsとの対応付けを試みました

–余り期待せず「こんな世界もある」ということで、気楽に聞いてください

自己紹介

ブログ

仕事

モデル駆動ソフトウェア開発（MDSD）

• 主題はModel Driven Software Developmentです。

–モデルをソフトウェア開発につなげるという考え方や開発手法

–欧州（独・仏・英ほか）で研究開発が活発

• まずは雰囲気を理解して貰うための例題から入ります。

ソーシャルネット（Twitter/LinkedIn）

フォロー

フォロー

コネクト

コネクトCathyさん

山田さん

鳩山さん

誰かさん

ソーシャルネットモデルエディタ

当エディタはEclipse GMF で作成

ソーシャルネットメタモデル

Eclipse GMF へのインプットデータ

モデル

• モデル（Model） 名詞 （出典：Wiktionary）

– “A simplified representation (usually mathematical) used to explain the workings of a real world system or event.”

– “The structural design of a complex system.”

• 単純化する（Simplify） 動詞 （同上）

– To make simpler, either by reducing in complexity, reducing to component parts, or making easier to understand.

• モデリングとは関心事以外の詳細を切り捨て単純化した結果（モデル）を作る作業– 詳細をドロップしているため、プログラム・ソースコードの世界とちと違います

モデリング言語

• 汎用（標準）モデリング言語– Unified Modeling Language (UML)– 特徴

• グラフィカル言語（テキストより全体像を把握しやすい）– 実際は要素数がある程度まで

• カバレッジが広い（広すぎる）

• 特定用途向モデリング言語– Domain Specific Language (DSL)– 特徴

• 特定用途に最適化（カバレッジが狭い）• グラフィカル言語もテキストベース言語もある• 標準になるもあるが誰でも作成可能

DSL の分類

• Internal DSL と External DSL– Internal： 母体となるプログラミング言語を持つ

– External： プログラミング言語独立

• Graphical DSL と Textual DSL– Graphical： ダイアグラムベース （BPMNなど）

– Textual： テキストベース （GroovyやRubyのDSLなど）

• DSLについての一般的な説明・議論についてはWikipediaとmartinfowler.comへどうぞ

モデル駆動ソフトウェア開発（MDSD）

• Model Driven Software Design/Development/Engineering (MDD, MDA, MDE, MBD, … ) ---言い方多数有

• モデルとソースコードをつなげる仕組み（試み）• モデルは「UMLモデル」だけでない

– DSLに基づくモデル– UML Profile（UML拡張）を適用した拡張UMLモデル など

• モデルの作成– DSL/UMLモデルエディタ– モデル作成→｛モデル変換}* もある

• モデルのテキストへの変換（コード生成）– モデル→ソースコード変換

Meta Object Facility (MOF)

4階層メタモデルアーキテクチャ

メタメタモデル

メタモデル

モデル

インスタンス

UML, BPDM/BPMN, BMM, CWM, …

UML モデル, BPMNモデル, …

M0

M1

M2

M3

標準仕様の世界

ユーザが作成したモデル（データ）

4階層メタモデルアーキテクチャ

メタメタモデル

メタモデル

モデル

インスタンス

Eclipse Modeling Framework (EMF), …

M0

M1

M2

M3

UML tools, BPMN tools, …

標準実装の世界

4階層メタモデルアーキテクチャ

メタメタモデル

メタモデル

モデル

インスタンスM0

M1

M2

M3

プログラミング言語を用いて書かれたプログラム（例：Grails Apps）

EBNF

Java, Groovy, Grails, Scala, …言語仕様

プログラミング言語

言語設計用言語

悪乗り

ということで

• 「モデリング」と「プログラミング」は実は近そう

• どちらも抽象化により下位の詳細を隠蔽– プログラミング言語は機械語を隠蔽– モデリング言語はプログラミング言語を隠蔽

• プログラミング言語には対応するコンパイラやインタープリタがある

• モデリング言語にはどうして対応する何かが無いの？– モデル駆動開発（MDSD）

実例に基づいて

• ソーシャルネットワークと Grailsで考えます

Grails メタモデル

• Grails言語仕様

–プログラミング言語は通常 EBNF 等で規定

• 残念ですが、私はまだ Grailsの EBNFによる Grails言語（Framework?）規定をWeb 上で見つけていません

– あれば助かったのですが・・・

– ご存じの方おられれば是非教えてください

• とりあえず、どこかに存在するものと勝手に想定しておきます

期待する Grails との対応付け

• モデルに基づき（可能な範囲で）– Grails の Domain Classを導きたい– Grailsの Controller を導きたい– Grailsの Viewを導きたい

• そのためには– モデリングツールの準備要

• Grails 対応 Profile を組み込んだ UMLツールまたは Grails 対応DSLツール

– コード生成支援ツールの準備要• コード編集支援ツール• コード生成ツール

UML利用の場合

• 純粋UMLではGrailsのセマンティクスを表現できません

• Grails のメタモデルとそれに基づく UML Profile が必要です– Grails特有の概念をUMLモデルとして記述するための規定（標準はありません）

– UMLツールにこの拡張（Profile定義）を組み込む– 例

• Grails ドメインクラス→ UMLクラス• Grails Web Flow → UML状態遷移図やアクティビティ図• Grails View → UMLクラス

ツールについて

• 最初に eclipse/GMF の例を見て頂きましたが、

ここからはドイツのオープンソースプロジェクトが推進している、相互に関連を持つ2種類のツールについて紹介します

– eclipse/Xｔext（旧openArchitectureWare）

– Fornax-Platform の Grails Cartridge

• 話の都合により後者から説明します

Fornax-Platform: Grails Cartridgeご存じだった方おられますか？

Fornax-Platform: Grails Cartridge

• この Cartridgeは Grails用の拡張を加えた UML図に基づいて以下の（それなりの）コード生成を行います– Domain Class

– Controller

– View

• 作成者によると 2007年に大学でマスター論文中に行ったプロジェクトの一部だそうです

• UMLツールはオープンソースの Topcased– かなり多機能ですが少し癖があります

UML Profile for Grails定義例

Domain Class定義例

Controller定義例

Demo

DSL利用の場合

• Graphical DSL– eclipse GMF/EMFなどのツール利用

– Grails対応では UMLの Class図（構造）＋状態遷移図（振る舞い）に近いものとなるでしょう

• Textual DSL– eclipse Xtext, JetBrains MPS, Microsoft Oslo などのツール利用

– Grails対応では Code Completion機能を備えたIDE的なものも可能です

• Goovy/Grails から離れ一般的な説明から入ります

Graphical DSL 例

• eclipse Graphical Modeling Framework (GMF)

Graphical DSL 例

• 他の Graphical DSL ツール

– MetaEdit+ (MetaCase)

– Generic Modeling Environment (Vanderbilt Univ.)

– Visual Studio DSL Toolkit (Microsoft)

Graphical DSL 例

Textual DSL 例ご存じだった方おられますか？

Textual DSL 例

• 他の Textual DSL ツール

– Oslo M Language [と呼ばれていた技術 ] (Microsoft)

– Meta Programming System (JetBrains)

Textual DSL 例DSL 言語定義

このEMFモデルと同義DSL 言語定義

Textual DSL 利用例

この生成されたエディタにはIDE的サポート機能がおまけで付いてきます

DSL ベースモデル定義

DSL モデル変換

• UMLであれ Graphical DSLであれ Textual DSLであ

れ、最終的には何らかのメカニズムでモデルをソースコードへ変換

• ここでは Xtextと同じファミリーにある機能（XtextのDistributionに含まれる）を利用

DSL モデル変換例変換手順定義 &変換結果

当テンプレートを使いモデル

変換

DSL モデル変換例変換手順定義 &変換結果

当テンプレートを使いモデル

変換

Demo

体験から得た Xtext適用のこつ

• Xtextで定義するDSL要素はメタモデルレベルのものを選ぶと効果的– クラス（Entity）や状態遷移図はサンプルをそのままかベースにすれば良い

– UMLほかのメタモデル仕様も素材になる

• 生成されるエディタ– 無理にソースエディタを目指さない（雑音が混入するため）– 本質的な情報だけ記述できればよしとする

• 残りはコード変換テンプレートで頑張る（LoopingやNesting などの構造も活用）

日本Xtextユーザ会http://groups.google.co.jp/group/xtext-users-japan

最後に

• モデリングとプログラミングの境界領域に関する話でした– 夜の部で感想など聞かせて頂ければと思います

• JGGUG Groovy Lovers のみなさんの Enjoy Groovy Programming という気持ちに棹さす積りはありません

• むしろ、こういった技術・ツールと組み合わせるともっと面白いことが出来るかもしれない、ということです

• ご清聴どうもありがとうございました