基于元数据的java平台契约式设计框架研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于元数据的Java平台契约式设计框架研究姓名：顾毅申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：沈备军;高国明20081230基于元数据的Java平台契约式设计框架研究基于元数据的Java平台契约式设计框架研究摘要契约式设计方法是面向对象软件工程中用于提高可靠性的形式化方法学。然而，在主流的开发语言中，并没有内建契约式设计的支持。为了使契约式设计方法使用更为方便，就需要在语言层次中加入契约式设计的支持。本文首先探讨了在Java平台上实现契约式设计的可选方案。目前主流的解决方案都实现了声明式编程的契约声明模型。在

2、契约验证的方式上，有代表传统的静态工具的JML，也有采用AOP和JSR-175等较新技术的Contract4J。由于后者在易用性、可扩展性等方面更胜一筹，因此本文着重以后者为对象展开研究。研究发现，Contract4J在自动处理契约继承、保存契约验证时所需的“旧状态”以及性能和可动态管理等方面存在一定的不足。于是，以解决上述问题为目标，设计并实现了一个采用AspectJ和JSR-175元数据机制的动态契约式设计框架，命名为EasyDbC。EasyDbC利用AspectJ和JSR-175的特性，实现了契约的“叠加继承”，从而解决了使用J

3、SR-175的契约元数据无法自动继承的问题。采用对象序列化技术解决“旧状态”的保存问题。同时，通过增加基于JMX的动态管理功能，使得开发及维护人员能够更有效地利用契约验证功能。EasyDbC赋予了开发人员将契约式设计以及契约验证从开发过程到正式运行环境的平滑过渡的能力，使得契约式设计方法得到更广泛的应用。关键词：契约式设计，声明式编程，面向方面编程，Java，元数据,JSR-175基于元数据的Java平台契约式设计框架研究ARESEARCHOFTHEDESIGNBYCONTRACTFRAMEWORKFORJAVAPLATFORMBAS

4、EDONMETADATAAbstractDesignbyContractisaformalmethodoftheObject-Orientedsoftwareengineering,whichcanraisethereliabilityofsoftwaresystem.Butmain-streamprogramminglanguagesdon’tprovidethelanguagelevelsupportforDesignbyContract.ToprovideaconvenientwayofusingDesignbyContract

5、,thesupportofDesignbyContractatlanguagelevelisneeded.First,thediscussionisstartedwithseveralmethodsofrealizingDesignbyContractontheJavaplatform.Mostsolutionshaveadoptedthedeclarative-programmingstyleforthecontractdeclaration.Inthemethodsofcontractverification,thereisdel

6、egateoftheclassicstatictoolssuchasJML.AndalsothereisContract4JwhichbasedontheAOPandJSR-175Annotation.Thelatteroneprovidesmoreconvenientandextensibilities.Sothestudiesarefocusedonthelatterone.AccordingtothestudiesofContract4J,someproblemsofContract4Jinautomaticprocessing

7、thecontractinatypehierarchyandinsavethe“old-state”whichareusedinthecontractverificationhasbeandiscovered.Also,itlacksthedynamicmanagementfeatures.Focusingonthesolutionsoftheseproblems,withAOPandtheJSR-175Annotation,anewDesignbyContractframeworknamedEasyDbCisdesignedandi

8、mplemented.IntheimplementationofEasyDbC,bytakingtheadvantageofAspectJandJSR-175,asolutionnamed“additionalinher