Point sur COSMOS DSL. Denis Conan et Léon Lim. Réunion Broccoli, Sophia Antipolis Septembre 2009

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1 Denis Conan et Léon Lim Réunion Broccoli, Sophia Antipolis Septembre 2009

2 Sommaire 1 Contexte de l étude État de l art des langages de collecte et de composition Processus de développement du DSL COSMOS Analyse de domaine avec modélisation FODA Conception Évaluation, discussion État d avancement et travaux futurs Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 2/20

3 1 Contexte de l étude 1.1 Architecture de COSMOS Concepts de base de COSMOS Processus de conception manuelle avec COSMOS Motivations pour une nouvelle approche Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 3/20

4 1.1 Architecture de COSMOS 1 Contexte de l étude Séparation des préoccupations / fonctionnalités Flexibilité grâce à une architecture à base de composants Conception utilisant les principes de base des intergiciels Modèle de composants : Fractal [Bruneton et al., 2006] ADL : Fractal ADL [Leclercq et al., 2007] Identification de situations d adaptation Interprétation Collecte Profils utilisateurs Composant métier Conteneur sensible au contexte Processeur de contexte Ressources Capteurs Système Contextes distants Gestion des ressources pour les traitements Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 4/20

5 1.2 Concepts de base de COSMOS 1 Contexte de l étude Nœud de contexte : information de contexte modélisée par un composant logiciel Définition inspirée de celle du composant [Szyperski, 2002] : un nœud de contexte est une unité de composition avec des interfaces serveurs contractuellement spécifiées et des dépendances explicites vers d autres nœuds de contexte un nœud de contexte peut être déployé indépendamment et est sujet à des compositions par des tiers Politique de gestion de contexte : hiérarchie avec partage de nœuds de contexte Définition inspirée de celle de l architecture logicielle [Bass et al., 1998] : une politique de gestion de contexte est une partie de la structure ou la structure d un graphe de nœuds contexte qui inclut les nœuds de contexte, les propriétés de ces nœuds et les relations entre ces nœuds Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 5/20

6 1 Contexte de l étude 1.3 Processus de conception manuelle avec COSMOS Graphe de composition d informations de contexte Exemple détecteur de défaillances Failure detector (with location) Heartbeat counters Location Periodic Heartbeat Sender/Receiver Network call Traduction manuelle Architecture écrite en Fractal ADL Description de la composition d informations de contexte <definition name="failuredetector" extends="contextenode"> <component name="operator" definition="failuredetectorco(resourcename=>failuredetector)"/> <attributes signature="cosmos.contextoperatorattributes"> <attribute name="isactiveobserver" value="true"/> <attribute name="periodnotify" value="500"/> </attributes> <component name="child1" definition="periodicheartbeatcounters"/> <component name="child2" definition="periodicheartbeatlocation"> <component name="child" definition="heartbeatmgr"> <component name="rm" definition"./child1/child/rm"/> </component> </component> </definition> Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 6/20

7 1.4 Motivations pour une nouvelle approche 1 Contexte de l étude Fractal ADL : des notations techniques difficiles à appréhender Langage dédié : notations déclaratives plus spécifiques [Mernik et al., 2005] Graphe de composition d informations de contexte Exemple de détecteur de défaillances Heartbeat counters Failure detector (with location) Location Description de la composition d informations de contexte sensor HeartbeatMgr=PeriodHeartbeatRM[BO,AO] ; processor PeriodicHeartbeatCounter=PeriodicHeartCounterCO(HeartbeatMgr.extract (hb counters chunk)); processor PeriodicHeartbeatLocation=PeriodicHeartbeatLocationCO(HearbeatMgr.extract (location chunk)); processor FailureDetector=FailureDetectorCO[ressource => FailureDetector] (PeriodicHeartbeatCounters,PeriodicHeartbeatLocation); Periodic Heartbeat Sender/Receiver Network call Composer les informations de contexte en utilisant des idiomes Traduction automatique avec traçabilité des idiomes vers les patrons d architecture Architecture écrite en Fractal ADL Description de la composition d informations de contexte <definition name="failuredetector" extends="contextenode"> <component name="operator" definition="failuredetectorco(resourcename=>failuredetector)"/> <attributes signature="cosmos.contextoperatorattributes"> <attribute name="isactiveobserver" value="true"/> <attribute name="periodnotify" value="500"/> </attributes> <component name="child1" definition="periodicheartbeatcounters"/> <component name="child2" definition="periodicheartbeatlocation"> <component name="child" definition="heartbeatmgr"> <component name="rm" definition"./child1/child/rm"/> </component> </component> </definition> Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 7/20

8 2 État de l art des langages de collecte et de composition Critères d évaluation d un DSL (en anglais, Domain Specific Language) Critères généraux [Mernik et al., 2005] Facilité d utilisation et concision Extensibilité pour la réutilisation Validation, testabilité, optimisation Critères spécifiques au domaine Composabilité Partage Classification des langages de gestion d informations de contexte Langages de spécification des informations de contexte Sans composition Avec composition Description des informations brutes Description de collecte Orientation donnée Requêtes Orientation processus Expressions de composition Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 8/20

9 2 État de l art des langages de collecte et de composition 2.1 Tableau récapitulatif Orientation Description Donnée Processus SensorML RDF Orientés SQL QBE CQP iql Phoenix Gaia SAFRAN QML Simplicité d utilisation # + + # # # Extensibilité + + Analysabilité # + + # # # Sûreté # # # Réutilisation # # # # # Optimisation # Testabilité # # Composabilité # # # # # # Partage # # Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 9/20

10 3 Processus de développement du DSL COSMOS ANALYSE FODA : notations de très haut niveau Context Policy context node id thread id reporting id... context node id thread id reporting id CONCEPTION Grammaire Expression <contextpolicy> ::= CONTEXTPOLICY contextpolicyid (contextnodeid threadid reportingid) { "," (contextnodeid threadid reportingid) } EOF Métamodèle de COSMOS Arbre d interprétation ContextPolicy ContextPolicyId Arbre de syntaxe ContextNode contextnodeid Thread threadid Reporting reportingid Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 10/20

11 4 Analyse de domaine avec modélisation FODA Feature Oriented Domain Analysis [Kang et al., 1990] Une des méthodologies d analyse préconisée par [Mernik et al., 2005] Dans notre cas, les features sont les concepts du langage Notation graphique F0 and decomposition F1 F5 optionality or decomposition F2 F3 F4 Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 11/20

12 4 Analyse de domaine avec modélisation FODA 4.1 Exemple des concepts processeur et opérateur Processeur = identifiant + opérateur + attribut + nœuds enfants Opérateur = Identifiant + rapport de contexte en sortie + type (p.ex. classe Java) + rapport de contexte en entrée Cas particulier de l opération d extraction de morceaux de messages Utilisation très fréquente = construction spécifique processor operator processor id operator id context node attribute list list of childs operator id output operator type inputs child... child input... input processor id sensor id extract operator input Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 12/20

13 5 Conception 5.1 Extrait de la grammaire : type LL(2) Analyse sémantique Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 13/20

14 5 Conception 5.1 Extrait de la grammaire : type LL(2) contextpolicy ::= Policy contextpolicyid = ident {, ident} contextnode ::= Node ident = contextnodedef ; contextnodedef ::= ((ident ( operatordef ) ) ( [ attributecnlist ] )? ( childlist ) ) resourcemngrdef operator ::= Operator operatorid = operatordef ; operatordef ::= (ident { messagedef } ) classname ( [ attributeassignlist ] )? ( ( messagedeflist ) )? resourcemngrdef ::= (ident { messagedef } ) classname ( [ attributeassignlist ] )? configuration ::= ident [ attributecnlist ] ; childlist ::= child {, child} child ::= (nodeid ( contextnodedef ) ) (. Extract ( [ attributecnlist ] )? ( messagedef ) ) Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 14/20

15 5 Conception message ::= Message messageid = messagedef ; messagedeflist ::= messageid { messagedef } { messageid, { messagedef } } messagedef ::= chunkid messageid messagedef {, (chunkid messageid messagedef)} chunk ::= Chunk chunkid = chunkclass ; attributecnlist ::= attributecn {, attributecn} attributecn ::= bo ao an bn attributeassign attributeassignlist ::= attributeassign {, attributeassign} attributeassign ::= attributeid = attributevalue Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 15/20

16 5 Conception 5.1 Extrait de la grammaire : type LL(2) Exemples d expressions Chunk chk0 = cosmos.dsl.visitor.dummychunk; Chunk chk1 = c.d.v.dummychunk;; Chunk chk2 = c.d.v.dummychunk; Chunk chk3 = c.d.v.dummychunk;; Chunk chk4 = c.d.v.dummychunk;; Message msg0 = chk0; Message msg1 = msg0, chk1; Message msg2 = msg1, chk2; Operator op1 = msg1 opclass1[attr1 = value1]({msg2, {chk3}}); Operator op2 = msg1 opclass2[attr2 = value2]({msg2}); Operator op3 = {chk4} opclass3[attr6 = value6]({msg0}); Node snsr1 = {msg2, {chk3}} rmclassname1[ao,attr3=value3]; Node proc1 = op1[ao,bn](snsr1); Node proc2 = (msg1 opclass1[attr4 = value4]({msg2, {chk3}}))[ao,bo](snsr1); Node proc3 = op2[bo](snsr1.extract[ao,bn](msg1)); Node proc4 = op3[bo]((op2[ao,bo](snsr1.extract[bo](msg2))).extract[ao,bn](msg0)); Node proc5 = ({chk4}opclass3[attr6=value6](msg0))[bo] (((msg1 opclass2[attr2 = value2]({msg2})) [AO,BO](({msg2, {chk3}} rmclassname1[ao,attr3=value3]).extract[bo](msg2))).extract[ao,bn](msg0)); Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 16/20

17 5 Conception 5.2 Analyse sémantique Méta-modèle de COSMOS + ensemble de contraintes (subtituabilité, etc.) ContextPolicy contextpolicyid * Thread threadid * Reporting reportingid 1..* Composite Activity 1..* Activity 0..1 LeafActivity xor 0..1 observation notification Sensor 1..* 1..* ContextNode contextnodeid * child * Processor input Operator output OperatorId ExtractOp * Attribute * submsg * Message MessageId * Chunk ChunkId Resource Manager resourcemngrid output * * Attribute Assign Attribute NodeName AttrActive Observer AttrActive Notifier Attribute... Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 17/20

18 6 Évaluation, discussion Facilité d utilisation Langage conçu suite à une analyse de domaine Idiomes correspondant aux patrons architecturaux des architectures des politiques de contexte (p.ex. hiérarchie avec partage) Modularité des expressions Extensibilité : déclaration modulaire, syntaxe EBNF À venir, espace de nommage et importation de fichiers existants Analysabilité : typage des éléments, idiomes Réutilisation systématique : idiomes pour le partage Sûreté : typage des éléments Composabilité : concepts opérateur et entrée/sortie Partage : partage des informations de contexte à plusieurs niveaux Éléments à évaluer avec une implantation complète Testabilité Optimisation Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 18/20

19 7 État d avancement et travaux futurs État d avancement du prototype Limitation à la partie fonctionnelle pour l instant Outils de développement Projet picoforge cosmos, dépôt Subversion Projet Maven, tests unitaires avec JUnit Langage spécifié en JavaCC, tests unitaires effectués Méta-modèle Cosmos implanté, tests unitaires effectués Transformation arbre de syntaxe concret en AST implantée, tests effectués Travaux en cours et futurs Analyse sémantique : Contraintes Cosmos : substituabilité, etc. Module cosmos-operator non finalisé Génération d architecture Fractal ADL Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 19/20

20 Références [Bass et al., 1998] Bass, L., Clements, P., and Kazman, R. (1998). Software architecture in practice. Addison-Wesley. [Bruneton et al., 2006] Bruneton, É., Coupaye, T., Leclercq, M., Quéma, V., and Stefani, J.-B. (2006). The Fractal Component Model and Its Support in Java. Software Practice and Experience, special issue on Experiences with Auto-adaptive and Reconfigurable Systems, 36(11) : [Kang et al., 1990] Kang, K., Cohen, S., Hess, J., Novak, W., and Peterson, A. (1990). Feature-Oriented Domain Analysis (FODA) Feasibility Study. Technical Report CMU/SEI-90-TR-21, Software Engineering Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania (USA). [Leclercq et al., 2007] Leclercq, M., Özcan, A., Quéma, V., and Stefani, J.-B. (2007). Supporting Heterogeneous Architecture Descriptions in an Extensible Toolset. In Proc. 29th ACM International Conference on Software Engineering, (USA). [Mernik et al., 2005] Mernik, M., Heering, J., and Sloane, A. (2005). When and How to Develop Domain-Specific Languages. ACM Computing Surveys, 37(4) : [Szyperski, 2002] Szyperski, C. (2002). Component Software : Beyond Object-Oriented Programming, 2nd edition. Addison-Wesley. Institut TELECOM, SudParis Denis Conan et Léon Lim Septembre 2009 Réunion Broccoli, Sophia Antipolis 20/20

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