Interface Homme-Machine 2

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1 Interface Homme-Machine 2 Architecture MVC Modèle d'interaction asynchrone Jacques Bapst jacques.bapst@hefr.ch

2 Interactions avec le système : modèle et vue L'interface utilisateur est chargée de représenter, sous une forme interprétable par un humain, les informations internes de l'application. Ces informations constituent le modèle (model) de l'application (les données représentant son état actuel). On peut créer plusieurs vues distinctes d'un même modèle. EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 2

3 Interactions avec le système : contrôleur Lorsque l'utilisateur interagit avec le système Déplacement de la souris, clic, double-clic, Frappe sur les touches du clavier (caractères, touches de fonctions, ) le composant logiciel qui gère ces actions est nommé le contrôleur (controller) du système. Le rôle du contrôleur est donc de réagir aux actions de l'utilisateurs Si l'utilisateur agit au moyen de la souris (ou touchpad, trackpad, joystick, tablette graphique, etc.), l'interaction se fait au travers de la vue Lors de la saisie, au clavier, d'un champ de texte (ou d'une zone de texte, ou lors de la navigation à l'aide du clavier), la vue est également impliquée dans l'interaction Il y a donc souvent une relation assez forte entre le contrôleur et la vue EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 3

4 Synchronisation modèle vues Qui se charge d'assurer la cohérence entre les données du modèle et leur représentation dans les différentes vues? Dans la variante simple (nommée synchrone) de l'architecture MVC, c'est le rôle du contrôleur qui agit comme un intermédiaire et qui a la charge de synchroniser les informations entre les vues et le modèle. Controller EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 4

5 Architecture MVC L'architecture MVC (Model-View-Controller) est un modèle de conception (Design Pattern) très classique qui a été introduit avec le langage Smalltalk-80. Le principe de base de l'architecture MVC est relativement simple, on divise le système interactif en trois parties distinctes : le modèle (Model) qui offre l'accès et permet la gestion des données (état du système) la vue (View) qui a pour tâche l'affichage des informations (visualisation) et qui participe à la détection de certaines actions de l'utilisateur le contrôleur (Controller) qui est chargé de réagir aux actions de l'utilisateur (clavier, souris) et à d'autres événements internes et externes Ce modèle de conception simplifie le développement et la maintenance des applications en répartissant et en découplant les activités dans différents sous-systèmes (plus ou moins) indépendants. EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 5

6 Interactions MVC Model La vue consulte les données du modèle View Le contrôleur consulte et met à jour le modèle en fonction des événements Controller La vue détermine quels événements sont passés au contrôleur. Le contrôleur peut modifier les éléments affichés Flux de données Événements EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 6

7 MVC / Le modèle (Model) Le Modèle (Model) est responsable de la gestion de l'état du système (son contenu actuel, la valeur de ses données). Il offre également les méthodes et fonctions permettant de gérer, transformer et manipuler ces données (logique de l'application). Le modèle peut informer les vues des changements intervenus dans ses données. La communication de ces changements intervient en général sous la forme d'événements qui seront gérés par des contrôleurs (les vues s'enregistrent auprès du modèle pour être notifiées lors des changements dans les données) Les informations gérées par le modèle sont indépendantes de la manière dont elles seront affichées. En fait, le modèle doit pouvoir exister indépendamment de la représentation visuelle des données. Dans certaines situations (simples) le modèle peut contenir lui-même les données, mais la plupart du temps, il agit comme un intermédiaire (proxy) vers les données qui sont stockées dans une base de données ou un serveur d'informations (en Java, le modèle est souvent défini par une interface). EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 7

8 MVC / La vue (View) La vue (View) se charge de la représentation visuelle des informations. La vue utilise les données provenant du modèle pour afficher les informations. La vue doit être informée des modifications intervenues dans certaines données du modèle (celles qui influencent l'affichage). Plusieurs vues différentes peuvent utiliser le même modèle (plusieurs représentations possibles d'un même jeu de données). La vue intercepte certaines actions de l'utilisateur et les transmet au contrôleur pour qu'il les traite (souris, événements clavier, ). Le contrôleur peut également modifier la vue en réaction à certaines actions de l'utilisateur (par exemple afficher une nouvelle fenêtre). La représentation visuelle des informations affichées peut dépendre du Look-and-Feel adopté (ou imposé) et peut varier d'un système d'exploitation à l'autre. L'utilisateur peut parfois modifier lui même la présentation des informations en choisissant par exemple un thème. EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 8

9 Interface Homme-Machine / Architecture MVC MVC : Interactions asynchrones MVC / Le contrôleur (Controller) Le contrôleur (Controller) est chargé de réagir aux différents événements qui peuvent survenir. Les événements sont constitués soit par des actions de l'utilisateur (presser sur une touche, cliquer sur un bouton, fermer une fenêtre,...) ou par des directives venant du programme lui-même (un changement intervenu dans un autre composant, l'écoulement d'un certain temps, etc...). Le contrôleur définit le comportement de l'application (comment elle réagit aux sollicitations). Dans les applications simples, le contrôleur gère la synchronisation entre la vue et le modèle (rôle de chef d'orchestre). Le contrôleur est informé des événements qui doivent être traités et sait d'où ils proviennent. Le contrôleur peut agir sur la vue en modifiant les éléments affichés. Le contrôleur peut également, si nécessaire, modifier le modèle en réaction à certains événements. EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 9

10 Rôles des éléments de l'architecture MVC Lorsqu'un utilisateur interagit avec une interface, les différents éléments de l'architecture MVC jouent chacun un rôle bien défini. Présentation Logique applicative Fonctions métier Mise à jour Résultats Interface utilisateur de l'interface Décisions Actions Utilisateur Action interprétée Opérations (fonctions) Vue Contrôleur Modèle EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 10

11 MVC : Découplage et modèle synchrone L'architecture MVC est un modèle de conception qui présente comme intérêt principal de modulariser (découper) l'application en éléments ayant des rôles distincts et qui permet (si l'on respecte l'esprit de cette architecture) de minimiser les dépendances entre ces modules. Le découplage entre les modules favorise la lisibilité ainsi que la maintenance des applications (on peut modifier un élément du système sans que tous les autres en soient affectés). Il existe différentes manières de gérer la communication entre les trois entités : Modèle - Vue(s) - Contrôleur(s). Avec un modèle synchrone - dans lequel le contrôleur joue le rôle de chef d'orchestre - le couplage reste assez fort entre le contrôleur et la ou les vues. L'essentiel des mises à jour des vues passe par le contrôleur. Ce modèle d'interaction fonctionne pour des applications de petite envergure mais n'est pas adapté si l'application est plus complexe et notamment lorsqu'il y a plusieurs vues pour un même modèle. EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 11

12 MVC : Interactions synchrones La vue peut consulter les données du modèle. (mode "pull") View 1 Model View 2 Le contrôleur consulte et met à jour le modèle en fonction des événements Controller La vue détermine quels événements sont passés au contrôleur. Le contrôleur peut modifier les éléments affichés EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 12

13 MVC : Découplage et modèle asynchrone Il est possible de réduire le couplage entre les modules et de restreindre le rôle central du contrôleur en utilisant un modèle asynchrone basé sur le modèle de conception Observer pattern. Ce mode de communication entre deux entités est fréquent et on le trouve sous différentes désignations : Observer / Observable (Subject) Subscribe / Notify Subscriber-Publisher Model... Push Model Callback Pattern Le principe général de ce modèle asynchrone est que les vues s'inscrivent (s'enregistrent) auprès du modèle et sont informées lorsque le modèle change. Ce modèle asynchrone peut être implémenté de différentes manières. Le niveau de granularité des événements (changements globaux ou sélectifs) ainsi que celui des informations qui circulent (seulement les valeurs modifiées ou toutes les données du modèle) dépendent du type d'application. EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 13

14 SetClock SetAlarm GetClock Interface Homme-Machine / Architecture MVC : Interactions asynchrones Observer Pattern Observer Marion Observable AlarmClock > Marion > Max >... Subscription Observer Max EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 14

15 SetClock SetAlarm GetClock Interface Homme-Machine / Architecture MVC : Interactions asynchrones Observer Pattern Observer Marion Observable AlarmClock > Marion > Max >... Notification Observer Max EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 15

16 MVC : Interactions asynchrones [1] Get Data (pull) Subscribe Model Subscribe Notify View 1 Notify View 2 Update User Action User Action Controller EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 16

17 MVC : Interactions asynchrones [2] EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 17

18 Implémentation du modèle asynchrone En Java, il est possible d'implémenter ce modèle d'interaction asynchrone de différentes manières, notamment : En utilisant la classe Observable et l'interface Observer (java.util) En utilisant la technique de notification des JavaBeans qui est utilisée dans la librairie Swing (EventListeners) avec la notion de propriété liée (Bound Property). On fera appel à la classe PropertyChangeEvent ainsi qu'à l'interface PropertyChangeListener (dans java.beans). La classe utilitaire PropertyChangeSupport peut être utile pour faciliter la mise en place de ce mécanisme (gestion de la liste des récepteurs et déclenchement des événements). En utilisant la classe ChangeEvent et l'interface ChangeListener (dans javax.swing.event). La classe EventListenerList (du même package) permet de gérer la liste des récepteurs abonnés aux événements. Création d'un événement spécifique en créant une sous-classe de EventObject et une sous-interface de EventListener (dans java.util) avec gestion de la liste des abonnés EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 18

19 Exemples Les exemples qui suivent illustrent différentes implémentations du modèle d'interaction asynchrone. Ils représentent une mini-application comprenant : Un modèle simple qui est un compteur que l'on peut incrémenter et consulter Counter { incrcounter(int i); getcounter(); setcounter(int i); Des vues triviales (simple affichage de la valeur du compteur sur la console) Viewer Des classes utilitaires pour mettre en place et gérer le mécanisme Par exemple enregistrement des abonnés, récepteur d'événements (EventListeners) Un programme principal qui modifie périodiquement l'état du modèle et qui permet de tester le fonctionnement de l'ensemble Test... Viewer : view1 Counter : mycounter setcounter incrcounter getcounter Viewer : view2 EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 19

20 Exemple d'implémentation Avec Observer / Observable EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 20

21 Observer / Observable [1] import java.util.observable; public class Counter extends Observable { private int ctvalue = 0; // Subject state public int getcounter() { return ctvalue; public void setcounter(int newvalue) { ctvalue = newvalue; setchanged(); notifyobservers(new Integer(ctValue)); public void incrcounter(int i) { ctvalue += i; setchanged(); notifyobservers(new Integer(ctValue)); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 21

22 Observer / Observable [2] import java.util.observable; import java.util.observer; public class Viewer implements Observer { private String viewname = ""; public Viewer(String name) { viewname = name; //--- Update will be called when counter value changes public void update(observable o, Object value) { System.out.println(" > " + viewname + " : New counter value = " + value); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 22

23 Observer / Observable [3] public class TestObserverObservable { public static void main(string[] args) { Counter mycounter = new Counter(); Viewer view1 = new Viewer("Observateur 1"); Viewer view2 = new Viewer("Observateur 2"); mycounter.addobserver(view1); mycounter.addobserver(view2); System.out.println("*** Valeur initiale du compteur"); mycounter.setcounter(10); for (int i=1; i<=5; i++) { if (i==3) mycounter.deleteobserver(view2); System.out.println("\n*** Incrémentation du compteur"); mycounter.incrcounter(1); try { Thread.sleep(1000); catch (Exception e) { e.printstacktrace(); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 23

24 Observer / Observable [4] *** Valeur initiale du compteur > Observateur 2 : New counter value = 10 > Observateur 1 : New counter value = 10 *** Incrémentation du compteur > Observateur 2 : New counter value = 11 > Observateur 1 : New counter value = 11 *** Incrémentation du compteur > Observateur 2 : New counter value = 12 > Observateur 1 : New counter value = 12 *** Incrémentation du compteur > Observateur 1 : New counter value = 13 *** Incrémentation du compteur > Observateur 1 : New counter value = 14 *** Incrémentation du compteur > Observateur 1 : New counter value = 15 EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 24

25 Exemple d'implémentation Avec PropertyChangeEvent / -Listener EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 25

26 PropertyChangeEvent / -Listener [1] import java.beans.*; public class Counter { private int ctvalue = 0; private int oldvalue = 0; // Subject state private PropertyChangeSupport pcs = new PropertyChangeSupport(this); public int getcounter() { return ctvalue; public void setcounter(int newvalue) { oldvalue = ctvalue; ctvalue = newvalue; pcs.firepropertychange("count", oldvalue, ctvalue); public void incrcounter(int i) { oldvalue = ctvalue; ctvalue += i; pcs.firepropertychange("count", oldvalue, ctvalue); public void addpropertychangelistener(propertychangelistener pcl) { pcs.addpropertychangelistener("count", pcl); Le nom de la propriété (count) pourrait également être passée en paramètre public void removepropertychangelistener(propertychangelistener pcl) { pcs.removepropertychangelistener("count", pcl); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 26

27 PropertyChangeEvent / -Listener [2] import java.beans.propertychangeevent; import java.beans.propertychangelistener; public class CounterValueListener implements PropertyChangeListener { private Viewer view; public CounterValueListener(Viewer view) { this.view = view; public void propertychange(propertychangeevent pcevent) { System.out.print(" > " + view.getviewname() + " : Counter value changed"); System.out.println(" (old = " + pcevent.getoldvalue() + " new = " + pcevent.getnewvalue() + ")"); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 27

28 PropertyChangeEvent / -Listener [3] public class Viewer { private String viewname; private Counter mycounter; public Viewer(String name, Counter cnt) { viewname = name; mycounter = cnt; CounterValueListener mylistener = new CounterValueListener(this); mycounter.addpropertychangelistener(mylistener); public String getviewname() { return viewname; EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 28

29 PropertyChangeEvent / -Listener [4] public class TestPropertyChange { public static void main(string[] args) { Counter mycounter = new Counter(); Viewer view1 = new Viewer("Observateur 1", mycounter); Viewer view2 = new Viewer("Observateur 2", mycounter); System.out.println("*** Valeur initiale du compteur"); mycounter.setcounter(10); for (int i=1; i<=3; i++) { System.out.println("\n*** Incrémentation du compteur"); mycounter.incrcounter(1); try { Thread.sleep(1000); catch (Exception e) { e.printstacktrace(); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 29

30 PropertyChangeEvent / -Listener [5] *** Valeur initiale du compteur > Observateur 1 : Counter value changed (old = 0 new = 10) > Observateur 2 : Counter value changed (old = 0 new = 10) *** Incrémentation du compteur > Observateur 1 : Counter value changed (old = 10 new = 11) > Observateur 2 : Counter value changed (old = 10 new = 11) *** Incrémentation du compteur > Observateur 1 : Counter value changed (old = 11 new = 12) > Observateur 2 : Counter value changed (old = 11 new = 12) *** Incrémentation du compteur > Observateur 1 : Counter value changed (old = 12 new = 13) > Observateur 2 : Counter value changed (old = 12 new = 13) EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 30

31 Exemple d'implémentation Avec ChangeEvent / ChangeListener EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 31

32 ChangeEvent / ChangeListener [1] import javax.swing.event.changeevent; import javax.swing.event.changelistener; import javax.swing.event.eventlistenerlist; public class Counter { private ChangeEvent achangeevent = null; private EventListenerList listenerlist = new EventListenerList(); private int ctvalue = 0; public int getcountervalue() { return ctvalue; public void incrcounter(int i) { ctvalue += i; firechange(); public void addchangelistener(changelistener l) { listenerlist.add(changelistener.class, l); public void removechangelistener(changelistener l) { listenerlist.remove(changelistener.class, l);... Remarque : EventListenerList peut enregistrer plusieurs types d'événements différents EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 32

33 ChangeEvent / ChangeListener [2]... private void firechange() { Object[] listeners = listenerlist.getlistenerlist(); // Each listener occupies two elements // the first is the listener class // and the second is the listener instance // Process the listeners last to first, notifying all interested for (int i=listeners.length-2; i>=0; i-=2) { if (listeners[i] == ChangeListener.class) { if (achangeevent == null) { achangeevent = new ChangeEvent(this); // Création de l'événement ((ChangeListener) listeners[i+1]).statechanged(achangeevent); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 33

34 ChangeEvent / ChangeListener [3] import javax.swing.event.changeevent; import javax.swing.event.changelistener; public class MyChangeListener implements ChangeListener { private Viewer view; public MyChangeListener(Viewer view) { this.view = view; public void statechanged(changeevent event) { System.out.println(" > " + view.getviewname() + " : Counter value changed : " + view.getcounter().getcountervalue()); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 34

35 ChangeEvent / ChangeListener [4] public class Viewer { private String viewname; private Counter mycounter; public Viewer(String name, Counter cnt) { viewname = name; mycounter = cnt; MyChangeListener mylistener = new MyChangeListener(this); mycounter.addchangelistener(mylistener); public String getviewname() { return viewname; public Counter getcounter() { return mycounter; EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 35

36 ChangeEvent / ChangeListener [5] public class TestChangeEvent { public static void main(string[] args) { Counter mycounter = new Counter(); Viewer view1 = new Viewer("Observateur 1", mycounter); Viewer view2 = new Viewer("Observateur 2", mycounter); for (int i=1; i<=3; i++) { System.out.println("\n*** Incrémentation du compteur"); mycounter.incrcounter(1); try { Thread.sleep(1000); catch (Exception e) { e.printstacktrace(); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 36

37 ChangeEvent / ChangeListener [6] *** Incrémentation du compteur > Observateur 2 : Counter value changed : 1 > Observateur 1 : Counter value changed : 1 *** Incrémentation du compteur > Observateur 2 : Counter value changed : 2 > Observateur 1 : Counter value changed : 2 *** Incrémentation du compteur > Observateur 2 : Counter value changed : 3 > Observateur 1 : Counter value changed : 3 EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 37

38 Exemple d'implémentation Avec CustomEvent / CustomEventListener EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 38

39 Custom Event / CustomEventListener [1] import java.util.eventlistener; public interface CounterListener extends EventListener { public void counterchanged(counterevent evt); import java.util.eventobject; public class CounterEvent extends EventObject { private int countervalue; // Constructeur avec source de l'événement public CounterEvent(Object source) { this(source, 0); // Constructeur avec source de l'événement + valeur public CounterEvent(Object source, int value) { super(source); this.countervalue = value; public long getcountervalue() { return countervalue; EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 39

40 Custom Event / CustomEventListener [2] public class MyCounterListener implements CounterListener { private String name; public MyCounterListener(String name) { this.name = name; public void counterchanged(counterevent evt) { System.out.println(" > " + name + " : Counter value changed : " + evt.getcountervalue()); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 40

41 Custom Event / CustomEventListener [3] import java.util.arraylist; public class Counter { private int ctvalue = 0; private ArrayList<CounterListener> listenerlist = null; // Liste des // observateurs public void incrcounter(int i) { ctvalue += i; firecounterevent(new CounterEvent(this, ctvalue)); public void addcounterlistener(counterlistener l) { if (!getlisteners().contains(l)) { // Déjà dans la liste? getlisteners().add(l); public void removecounterlistener(counterlistener l) { getlisteners().remove(l);... EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 41

42 Custom Event / CustomEventListener [4]... private ArrayList<CounterListener> getlisteners() { if (listenerlist == null) { listenerlist = new ArrayList<CounterListener>(); return listenerlist; private void firecounterevent(counterevent evt) { for (int i = 0; i < getlisteners().size(); i++) { ((CounterListener) getlisteners().get(i)).counterchanged(evt); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 42

43 Custom Event / CustomEventListener [5] public class Viewer { private String viewname; private Counter mycounter; public Viewer(String name, Counter cnt) { viewname = name; mycounter = cnt; MyCounterListener mylistener = new MyCounterListener(viewName); mycounter.addcounterlistener(mylistener); public String getviewname() { return viewname; EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 43

44 Custom Event / CustomEventListener [6] public class TestSpecificEvent { public static void main(string[] args) { Counter mycounter = new Counter(); Viewer view1 = new Viewer("Observateur 1", mycounter); Viewer view2 = new Viewer("Observateur 2", mycounter); for (int i=1; i<=3; i++) { System.out.println("\n*** Incrémentation du compteur"); mycounter.incrcounter(1); try { Thread.sleep(1000); catch (Exception e) { e.printstacktrace(); EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 44

45 Custom Event / CustomEventListener [7] *** Incrémentation du compteur > Observateur 1 : Counter value changed : 1 > Observateur 2 : Counter value changed : 1 *** Incrémentation du compteur > Observateur 1 : Counter value changed : 2 > Observateur 2 : Counter value changed : 2 *** Incrémentation du compteur > Observateur 1 : Counter value changed : 3 > Observateur 2 : Counter value changed : 3 EIA-FR / Jacques Bapst IHM2_MVC 45

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