jueves, 28 de febrero de 2008

Estrategias para persistir objetos : ActiveRecord vs DataMapper

Persistencia : procedimiento que es ejecutado para lograr que los datos sobrevivan a la ejecución de un determinado programa.

Porque es necesario el uso de frameworks ORM (object relational mapping) para crear una capa de persistencia que acceda a los datos de nuestra aplicación?, si esta pregunta no tiene respuesta para ti, es aconsejable que vayas aquí.

Si en .Net tengo AdoNet 2.0, que me da la posibilidad de comunicarme con la BD, permitiendome recuperar los datos y copiarlos a un DataSet local, ligarlos a mis controles en la IU, y luego persistir los cambios, via SqlCommands ó DataAdapters que realizan las operaciones CRUD de Insert,Update, Select y Delete; no puedo generar una capa de persistencia con esta tecnología?.
Por supuesto que SI, y esta fue la apuesta de la gente de Microsoft hasta la version 2.0 de NET; seguir desarrollando software donde mis entidades de negocio son directamente las filas de las tablas de una BDR (Base de datos relacional). Para esto MS ha desarrollado una artillería de controles (datagrids, combobox, listviews, etc) drag and drop con wizards que facilitan enormemente la programación ligando mis entidades de negocio con mis IU (Win y WebForms). Lamentablemente este tipo de tecnología implica comenzar cada aplicación de software como si se tratase de la 1ra que realizamos, osea : casi nula reutilización de código aunque rapidez en el desarrollo y testeo.
Esto ha permitido que miles de personas puedan estar "capacitadas?" como programadores con un curso intensivo de 3 meses; los cuales sólo podrán seguir desarrollando con las tecnologías MS del tipo "WizarDragAndDropHappyProgramming" salvo que logren ver "más allá" y comiencen a investigar como funcionan los frameworks de desarrollo (Struts de Java, RubyOnRails, CakePhp) que triunfan en la actualidad y que implican mayor conocimiento de programación y arquitecturas de software, especialmente en aplicaciones Web donde ha triunfado largamente el uso del patrón de arquitectura MVC, no es casualidad que en la nueva versión 3.5 de NET se haya desarrollado un framework que aplique esta arquitectura .

Hablabamos de reutilización, la cual es imposible sin un diseño previo que tenga en cuenta los patrones de arquitectura, donde el 3 capas lógicas es el punto por donde comenzar; donde ubicar la persistencia?, pues en la capa de acceso a datos. Ahora si lo que queremos es trabajar con "objetos de negocio" (business objects ó BOs) en las otras 2 capas superiores y no con los DataSets como "entidades de negocio" que representan a las filas de una determinada tabla, deberemos usar algún framework ORM para que haga de intermediario entre los campos de las tablas relacionadas y nuestros objetos de negocios que responden a un Modelo del dominio.

Estos objetos de negocio deben representar el mayor esfuerzo de diseño en el desarrollo de un software (la M de Modelo en un MVC), si lo que deseamos es aplicar un enfoque DDD (Domain Driven Design).
DDD propone que el aspecto más complejo en los proyectos de software no es la implementación, sino el dominio del mundo real al cual el software le da servicio. Lograr que el objetivo principal del proyecto sea el modelo del negocio y mantener un modelo de software que refleje una profunda comprensión del mismo. Esta visión fue desarrollada por Eric Evans en su libro "Domain Driven Design".
Volviendo a la persistencia, podría NO utilizar ningún fwk y codificar mi propias clases ORM?, por supuesto, aunque si desarrollas con .NET ya existen varias posibilidades open source que son excelentes, entre las cuales son de destacar NHibernate y ActiveRecord de Castle; que aplican 2 patrones de persistencia distintos que son el motivo de este post.





Active Record

Propone tener los métodos que me brindan la persistencia en el mismo objeto de negocio, y normalmente las instrucciones del mapeo atributo del objeto-campo de la tabla en la definición del objeto de negocio. Por ej. en el ActiveRecord de Castle:


De esta forma podria crear un objeto Blog y persistirlo así:

Como vemos el uso del motor de persistencia es muy natural y sencillo de usar. El único problema que se plantea es que, desde el pto. de vista de la separación de responsabilidades de las capas; en este caso; estamos acoplando los BOs de la capa de negocios con la persistencia que debería estar en la capa de acceso a datos. Porque esto no es bueno?, porque perdemos independencia y será más costoso el cambio a otra tecnología de persistencia.

Esto es debido a que son nuestros objetos de negocio los que conocen como acceder a los datos persistidos mediante, en este caso, ActiveRecord de Castle; estos métodos de manejo de persistencia no deberían ser conocidos por nuestra capa de negocios, y suele decirse que estamos ensuciando nuestro código. Si a esto le sumamos las instrucciones de mapeo (ej: [PrimaryKey]), nuestras clases que crearán los BOs dejarán de ser POCO (plain old c# objects), y estarán influenciadas por cualquier cambio en la tecnología de acceso a datos subyacente.

Por último cabe aclarar que muchos de estos ActiveRecord, como por ejemplo el DooDads (cuyo código se crea desde MyGeneration), generan el modelo de clases a partir de las tablas y relaciones de la BDR ya creada, lo cual desde mi pto. de vista no es lo correcto, debido a que un modelo de clases es mucho más rico en posibilidad de asociaciones y navegabilidad que un esquema de tablas relacionadas.

Data Mapper

Propone que nuestros objetos de negocio sean POCO (ó POJO en Java), o sea que no tengan nada de código que los acople a una tecnología dada de persistencia, ya que no es su función manejarla. Los objetos de negocio solo deben preocuparse de cumplir con el modelo del dominio vía diseño del diagrama de clases con las asociaciones pertinentes.



Este es el caso de NHibernate, que propone manejar la persistencia a través de una clase administradora de la misma: Session. Esta clase es la que se encarga de hacer las operaciones CRUD a la BDR. Por ej. para persistir nuestro objeto de tipo Salon:

Para ver un tutorial sencillo y completo sobre NHibernate ver este post de Dario Quintana.

De esta forma todo lo que tenga que ver con el DataMapper (NHibernate) puede quedar aislado en su propia capa, fuera de la capa de negocio que posee nuestros BOs. Para poder realizar esta tarea en forma más transparente es necesaria la creación de clases DAO (data access objects) que implementen los métodos más comunes que realiza la capa de persistencia.
Por ej: (DAO del Salon)


Con los DAOs de cada BO trabajarìamos con el sig. còdigo en la implementaciòn de nuestros procesos:

Por supuesto que aprovechando Generics podriamos armar un HibernateDAOAbstracto que realice todas las operaciones comunes de persistencia y de esta forma nuestros DAO especìficos de cada BO heredarìan de èste. Para màs informaciòn al respecto ver el excelente ejemplo de Billy McCafferty.

En Resúmen...

Esta visto que con NHibernate debemos codificar màs, aunque logramos mayor independencia para poder cambiar los DAOs que se implementan con NHibernate por otro que se implemente con Linq Sql por ejemplo. Tambien es importante destacar que NHibernate es un framework con muchisimas funcionalidades (manejos de transacciòn, lazy loadings, Queries tipo HQL, Criterias, interceptores, etc), esto ha hecho que en el caso del ActiveRecord de Castle, se haya implementado usando NHibernate como API base ("no reinventar la rueda", no?).

Desde el punto de vista teórico de los 2 patrones (Martin Fowler. Patterns of enterprise application architecture ), el uso de un Data Mapper nos permite manejar toda la carga y almacenamiento entre el modelo de dominio y la base de datos, logrando que ambos varien independientemente. En el Active Record se mantiene una relacion de uno a uno entre clases y tablas, siendo más dificil la implementacion de modelos de negocio complejos.

Por último, el objetivo de este post no ha sido mostrar una tecnologìa de persistencia en particular, sino revisar los 2 patrones principales que se usan para implementarla y el porque de los beneficios de usarla en un diseño que se guie por un buen diagrama de clases del modelo de dominio de la aplicaciòn a desarrollar; en definitiva promover que los programadores dejemos de lado el uso directo de los registros de las BDR y usemos objetos de negocio en nuestros desarrollos, aprovechando una arquitectura que separa las responsabilidades y posibilite mayor reusabilidad y menor mantenimiento.

Me gustaria que este post sirva para concentrar comentarios sobre el tema de persistencia, y que puedan brindar aqui sus experiencias y dudas en su uso. Nos leemos..

martes, 12 de febrero de 2008

Fabricas (GoF) - Creando objetos sin "new" - Factory method

Este patrón define una interfaz para crear un objeto, y deja a las subclases decidir cual clase instanciar.
Programar para las interfaces, NO para la implementación...

Que hay de malo en esta instrucción? : Auto a= new Sedan();

Al usar new() estamos instanciando de una clase concreta, por lo que estaremos programando contra la implementación. Es importante recordar que al acoplar nuestro código a una clase concreta, obtenemos una programación menos flexible y más frágil; o sea con más mantenimiento (y dolor de cabeza incremental) en un futuro propenso al cambio.

Ejemplifiquemos un modelo de nuestro auto:


Ante la creación de objetos de las subclases, es muy común que nuestro código se vea así:Y si tuvieramos que agregar nuevos subtipos de auto, ó eliminar otros?? --> Mayor mantenimiento y código propenso a errores !!

Identificar los aspectos que varían y separarlos de nuestro código...

Esto nos lleva a crear una nueva clase que llamaremos FabricaAutos que tendrá un método CrearAuto(int tipo) :









Con este desarrollo llegamos a un tipo de fábrica que llamaremos "Fábrica simple (simple factory), que si bien no es un patrón de diseño GoF, es una buena técnica creacional de objetos que nos acerca al siguiente patrón : Factory method

Nuestro modelo se complica...

Nuestro cliente de venta de autos (AutoShop) decide expander sus horizontes comerciales fuera de Argentina, específicamente a nuestro hermano pais de Brasil. Resulta que allí los tipos de modelos de auto difieren de los de nuestro pais; por ejemplo supongamos que los autos Rural poseen sólo 2 puertas en Brasil y 4 en Argentina, y las camionetas son doble cabina en Brasil y en Argentina no, etc, etc.
Veamos algunos cambios en nuestro código, comencemos con nuestra clase AutoShop, que ahora será abstracta:





(* protected abstract Auto CrearAuto(...))

Nuestro diagrama de clases con los AutoShops de cada pais:

Como usamos este código para entregar un Auto Sedan de nuestro AutoShop de Argentina?
Simple Factory vs Factory Method (GoF)
Simple factory decide e instancia, no tiene ninguna idea sobre que hacer con el objeto creado.
Factory method delega la creación de la instancia a las subclases, pero sabe que hacer con el objeto creado.

lunes, 4 de febrero de 2008

Estrategia (GoF) - Encapsulemos los algoritmos que varíen

Definamos este útil patrón: "Define una familia de algoritmos, encapsula cada uno y los hace intercambiables. La Estrategia deja que el algoritmo varíe independientemente de los clientes que lo usen".
Su diagrama:
Vamos a nuestro ejemplo de uso, tenemos que modelar el comportamiento de un jugador de fútbol:




Luego de modelar esto, se nos pide agregar la función de atajar , obviamente no para todos los subtipos, sólo el Arquero. Nuestra solución pasaría por agregar la subclase "Arquero" y el método "Atajar()" en mi clase Futbolista.


Ahora bien, le daríamos la posibilidad de atajar a todos los subtipos de futbolistas?, pues no, por lo que deberíamos también sobreescribir el método Atajar() en los demás subtipos, poniendo algún mensaje como "función no disponible" ó retornando null.
Y que pasaría si un futbolista "MedioCentral" decide defender en algún momento como DefensorLateral y atacar como Delantero??, difícil de solucionar con nuestro primer modelo, no?.
Un poco de diseño OO...

La herencia nos trae varios problemas asociados a la extensibilidad y al mantenimiento del código de nuestro modelo.

Nuestro principio básico a recordar aquí es : Encapsular lo que varía. Identifica los aspectos de tu aplicación que puedan variar y sepáralos del resto de tu código que no cambiará; de esta forma podremos alterar ó extender aquellas partes sin afectar al resto.

Todos los patrones de diseño aplican este concepto de una u otra forma, brindando un camino que nos permita variar una parte del sistema independientemente del resto.

Volvamos a nuestro futbolista...

Separemos los comportamientos que varían, sacando los métodos : atajar, defender y atacar, de la clase Futbolista. Luego creamos un grupo de clases que representarán cada comportamiento:

En nuestra clase futbolista, definimos el comportamiento via atributos del tipo de las interfaces definidas, y métodos de seteo (ó propiedades de escritura en C#) para poder configurar el comportamiento del futbolista en cualquier momento de la ejecución.



Por último hagamos un testing, generando un futbolista con cierto comportamiento :














Con la explicación de este patrón, termino esta miniserie de GoF (Decorador y Estrategia). En próximos post veremos algunos GoF creacionales.

sábado, 2 de febrero de 2008

Desarrollar en 3 capas con .Net+NHibernate

Para facilitarles la lectura de los posts referentes al desarrollo en 3 capas con .Net+NHibernate, les he realizado una versión en pdf que esta almacenada aquí (dentro de un .zip): http://www.orbitfiles.com/download/id2523464813.html