Eclipse Modeling Framework, 2nd Edition. (EMF)学习笔记（一）——EMF介绍
EMF介紹
為了理解EMF究竟是什么，你只需要知道一件事：“模型”（model）是什么？“模型”的目的是什么？
EMF不要求全新的方法論亦或是任何復(fù)雜的建模工具。只需要從Eclipse的Java開(kāi)發(fā)工具著手開(kāi)始。
EMF將建模概念直接與其實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)，所以上手比較容易。
統(tǒng)一Java、XML和UML
舉個(gè)編程實(shí)例，假設(shè)老板讓你編寫一個(gè)程序來(lái)管理供應(yīng)商的采購(gòu)清單。采購(gòu)清單包含付款對(duì)象（bill to）和送貨對(duì)象（ship to）的地址，以及貨物的集合。其中，貨物信息包含名稱、數(shù)量、價(jià)格。
//采購(gòu)清單public intrerface PurchaseOrder{//送貨對(duì)象String getShipTo();void setShipTo(String value);//付款對(duì)象String getBillTo();void SetBillTo(String value);//貨物的集合List getItems();} //貨物信息public intrerface Item{//貨物名稱String getProductName();void setProductName(String value);//貨物數(shù)量int getQuantity();void setQuantity(int value);//貨物價(jià)格float getPrice();void setPrice(float value); }從上面的接口著手，你將需要開(kāi)始編寫應(yīng)用程序的UI以及之后一系列工作。
然而，這時(shí)候你的老板問(wèn)你：“你不先建立模型嗎？”盡管你覺(jué)得有點(diǎn)多此一舉，但還是按吩咐建立了UML模型。
接下來(lái)需要保存這些“模型”，然后你決定使用XML文件來(lái)解決，于是寫下了XML Schema來(lái)定義你XML文件的結(jié)構(gòu)：
在進(jìn)行下一步工作前，你意識(shí)到，針對(duì)同一事物：程序的“數(shù)據(jù)模型”，你已經(jīng)擁有三種不同的表示。于是你在思考：能不能只編寫三者中的一種模型，其他兩種從這一種模型中生成？更進(jìn)一步，在這種模型中是否有足夠的信息來(lái)生成接口的Java實(shí)現(xiàn)。
于是，EMF就出現(xiàn)了。EMF是一個(gè)框架和代碼生成工具，借助EMF這個(gè)橋梁，你可以用任意一種表示來(lái)定義一個(gè)模型，然后從中生成其他表示以及相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類。下圖展示了EMF是如何統(tǒng)一Java、XML、UML的。
建模vs編程
有個(gè)經(jīng)常問(wèn)到的問(wèn)題：“我是該建模呢還是該編程？”，它的答案是：“都可以，建模亦或編程，這并不是問(wèn)題?！痹贓MF看來(lái)。建模和編程可以被認(rèn)為是等價(jià)的。
對(duì)于初學(xué)者，相比于代碼，建模更容易使他們描述出應(yīng)用程序的功能。如果你是個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員，如果對(duì)高階建模的想法沒(méi)有很大的信心，可將EMF看作建模的文雅介紹以及蘊(yùn)含的優(yōu)勢(shì)。你不必接觸一種全新的方法論，但你也能享受的建模的一些好處。
如果你已經(jīng)了解了建模的知識(shí)，甚至是MDA的重點(diǎn)，你應(yīng)該講EMF看作在那個(gè)方向的一種技術(shù)。問(wèn)題是高階建模語(yǔ)言還需要去學(xué)習(xí)，此外，因?yàn)槲覀儗⑿枰幚?#xff08;例如調(diào)試）生成的Java代碼，所以還需要理解它們之間的映射。優(yōu)秀的傳統(tǒng)Java編程是做這件事最簡(jiǎn)單和最直接的方式。
我們認(rèn)為，EMF將建模與編程完美地相結(jié)合，以最大限度地發(fā)揮兩者的效果。
在EMF看來(lái)，用戶和其他開(kāi)發(fā)者不必去了解高階建模語(yǔ)言和生成的Java代碼之間的映射，這些映射讓Java程序員來(lái)理解是自然而又簡(jiǎn)單的。同時(shí)，應(yīng)用程序之間的細(xì)粒度數(shù)據(jù)集成；代碼生成產(chǎn)生的生產(chǎn)力增益，這些是建模的優(yōu)勢(shì)。
定義模型
Ecore（元）模型
用于表示EMF中模型的模型稱為Ecore。Ecore本身就是EMF模型，因此是它自己的元模型。也可以說(shuō)Ecore是個(gè)元元模型。
元模型是模型的模型，如果該模型本身是一個(gè)元模型，那么這個(gè)元模型實(shí)際上就是元元模型。
元模型的概念也能遞歸到元元元模型（meta-meta-metamodel）等等，但是我們目前用不到。
下圖給出了一個(gè)簡(jiǎn)化的Ecore元模型，說(shuō)它是簡(jiǎn)化的，是因?yàn)樗皇荅core元模型的子集，而且為了方便，將某些公共類省略，如ENamedElement類（定義了類中屬性的名字）。
上圖中有EClass 、EAttribute 、EReference 、EDataType 四個(gè)類，這四個(gè)類都是元模型（位于MOF的M2層）。它們的模型又都是EClass，所以位于MOF的M3層的只有EClass ，所以EClass 也是元元模型，可參考下圖：
需要四種Ecore類來(lái)表示我們的模型：
1. EClass 用于表示模型中的類，它有一個(gè)name，0個(gè)或多個(gè)attributes，0個(gè)或多個(gè)references。
2. EAttribute 用于表示模型中的attribute，它有一個(gè)name和一個(gè)type。
3. EReference 用于表示兩個(gè)類之間的關(guān)聯(lián)，它有一個(gè)name，一個(gè)布爾值表示它是否是containment，還有一個(gè)引用類型（其它類）。
4. EDataType 用于表示attribute的類型，它可以是基本類型，例如int 、 float 或?qū)ο箢愋?java.util.Date等。
從圖中可以注意到Ecore類的名稱和UML中的非常相似，這并不奇怪，因?yàn)閁ML是統(tǒng)一建模語(yǔ)言。事實(shí)上，你也許會(huì)疑惑為什么EMF模型不是UML呢？EMF為什么還需要自己專門的Ecore模型？原因就是，Ecore是UML的簡(jiǎn)化子集。
現(xiàn)在我們可以使用定義在Ecore中的類的實(shí)例，來(lái)描述應(yīng)用程序模型中的類結(jié)構(gòu)。
創(chuàng)建和編輯模型
你可以從你開(kāi)始的任何輸入形式中建立模型。如果從Java接口開(kāi)始，EMF將分析并建立Ecore模型。如果從XML Schema開(kāi)始，模型也將從中建立。如果從UML開(kāi)始，將有三種可能性：
1. 直接Ecore編輯。EMF有一個(gè)簡(jiǎn)單的基于樹的樣本編輯器。
2. 從UML導(dǎo)入。EMF Project和EMF Model 向?qū)?#xff08;wizard）提供一個(gè)可擴(kuò)展的框架，其中有模型導(dǎo)入器，支持不同的模型格式。
3. 從UML導(dǎo)出。類似于第二種選擇，但是轉(zhuǎn)換支持是由UML工具專門提供的。
也許你會(huì)想，第一種選擇是最好的，因?yàn)樵陂_(kāi)發(fā)過(guò)程中不需要導(dǎo)入和導(dǎo)出的步驟，也不必?fù)?dān)心Ecore模型與工具本身的模型不同步。
第二種和第三種選擇的優(yōu)點(diǎn)是，相比于EMF建模，你可以使用UML工具做得更多。
XMI序列化
現(xiàn)在你也許會(huì)想Ecore模型的序列化形式是什么。上文中，這個(gè)“概念上的”模型已經(jīng)被三種物理空間（Java代碼、XML Schema、UML圖）所表示。事實(shí)上，我們有另一種（即第四種）保存形式來(lái)作為權(quán)威性表示： XML Metadata Interchange (XMI)。
為什么不適用前三種形式中的一種呢？首先，Java代碼、XML Schema、UML圖都具有Ecore模型不需要的額外信息，然后，它們?nèi)齻€(gè)中沒(méi)有一個(gè)可以滿足所有EMF使用的場(chǎng)合。采購(gòu)清單模型的Ecore XMI文件如下：
要導(dǎo)出EMF模型時(shí)，實(shí)際上就是導(dǎo)出EMF的XMI。
Java注釋
EMF可以根據(jù)包含標(biāo)準(zhǔn)get()方法的接口，來(lái)生成模型屬性和引用。但是，EMF不會(huì)盲目地將每一個(gè)接口和方法都看作模型中的一部分。只有按照EMF特定的規(guī)范才可以生成（EMF使用JavaBeans簡(jiǎn)單屬性訪問(wèn)器命名模式的子集，具體規(guī)范可參考http://java.sun.com/products/...）。
根據(jù)此規(guī)范，需要用@model標(biāo)明需要用EMF生成模型的接口。例如前面給的PurchaseOrder接口就需要用下面的格式來(lái)生成UML：
@model標(biāo)簽是來(lái)將PurchaseOrder 標(biāo)識(shí)為一個(gè)需要被建模的類。
shipTo和billTo的類型是String，所以在@model標(biāo)簽之后沒(méi)有額外的模型信息。
getItems()返回的是一個(gè)對(duì)象類型為Item的List，所以需要在@model標(biāo)簽之后加上type="Item"。此外，因?yàn)間etItems()是貨物的容器并會(huì)在其中將貨物作為孩子序列化，所以需要標(biāo)識(shí)出containment="true"。
從Java 5.0 開(kāi)始，泛型可以被用來(lái)指定List中對(duì)象的類型，從EMF 2.3開(kāi)始，也可以支持泛型。
我們注意得到在接口PurchaseOrder中沒(méi)有定義 setShipTo()和setBillTo()方法，因?yàn)樵贓MF看來(lái)，只要get()方法的上面有注釋，如果沒(méi)有相應(yīng)的set()方法，EMF就會(huì)自動(dòng)生成set()方法并整合到接口中。
Ecore“藍(lán)圖”
我們回顧一下前面的知識(shí)。
- Ecore和XMI序列化，是EMF的核心。
- Ecore模型的創(chuàng)建，有至少三種方式：UML模型、XML Schema、注釋后的Java接口。
- Ecore模型可以生成 Java 接口的實(shí)現(xiàn)代碼以及模型的其他形式。
使用XML Schema來(lái)定義模型有個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)schema，可以序列化模型的實(shí)例來(lái)符合模型。除了簡(jiǎn)單地定義模型，XML Schema也能指定模型實(shí)例的持久形式。
這里有個(gè)問(wèn)題：“是否有其他持久形式？”答案是肯定的。例如RDB Schema?！八{(lán)圖”如下：
生成代碼
EMF最大的優(yōu)點(diǎn)就是自動(dòng)生成代碼的效率很高?，F(xiàn)在，在前面的基礎(chǔ)上，你只需要使用EMF Project 向?qū)?/strong>（自動(dòng)加載了生成器）來(lái)創(chuàng)建項(xiàng)目，然后在菜單上選擇Generate Model Code。
生成的模型類
EMF生成的代碼是什么樣的呢？
首先，Ecore類（比如一個(gè)EClass）對(duì)應(yīng)Java中的接口以及其實(shí)現(xiàn)類。舉例子來(lái)說(shuō)，PurchaseOrder的EClass對(duì)應(yīng)的Java接口：
這個(gè)接口對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)類：
public class PurchaseOrderImpl extends ... implements PurchaseOrder { 這種接口-實(shí)現(xiàn)兩者分離（interface–implementation）是EMF青睞的設(shè)計(jì)選擇。因?yàn)檫@是任何一個(gè)類模型API（model-like API）最好的模式。例如，文檔對(duì)象模式（DOM）是這樣的，Eclipse的許多API也是如此。它也是支持Java中多重繼承的必要模式。
其次，每個(gè)生成的接口都直接或間接擴(kuò)展了基接口EObject：
EMF中的EObject等價(jià)于java.lang.Object，它是所有建模對(duì)象的基礎(chǔ)。擴(kuò)展的EObject引入了以下三種主要行為：
1. eClass()返回對(duì)象的元對(duì)象（一個(gè)EClass）。
2. eContainer()和eResource() 返回的是對(duì)象里面包含的對(duì)象和資源。
3. eGet()、eSet()、eIsSet()，和eUnset()提供一個(gè)API，用來(lái)反射式訪問(wèn)對(duì)象。
然后，EObject還是另一個(gè)接口Notifier的擴(kuò)展：
Notifier接口向建模對(duì)象中引入一個(gè)重要的特性：模型變更通知（notification），正如在觀察者模式（Observer design pattern）中。和對(duì)象持久性一樣，通知也是EMF對(duì)象的一個(gè)重要特征。
最后，根據(jù)類型及用戶設(shè)定的屬性生成方法以及方法中的實(shí)例變量。例如：
EMF會(huì)自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的set()方法并設(shè)置相同的變量，但是set()方法也會(huì)發(fā)送一個(gè)通知給任何可能對(duì)狀態(tài)變更感興趣的觀察者，如下：
public void setShipTo(String newShipTo){String oldShipTo = shipTo;shipTo = newShipTo;if (eNotificationRequired())eNotify(new ENotificationImpl(this,Notification.SET,POPackage.PURCHASE_ORDER__SHIP_TO,oldShipTo, shipTo));}可以看到，為了使方法更高效，當(dāng)沒(méi)有觀察者時(shí)，為了避免調(diào)用eNotify()花費(fèi)的高昂代價(jià)，EMF會(huì)添加一個(gè)eNotificationRequired()守衛(wèi)條件。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Eclipse Modeling Framework, 2nd Edition. (EMF)学习笔记（一）——EMF介绍的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
- 上一篇： zhlan--Python中的字典遍历方
- 下一篇： 在使用chrome调试angular2的