Eclipse Modeling Framework, 2nd Edition. (EMF)学习笔记（一）——EMF介绍

时间  2020-01-05
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EMF介绍

  • 为了理解EMF到底是什么，你只须要知道一件事：“模型”（model）是什么？“模型”的目的是什么？html

  • EMF不要求全新的方法论亦或是任何复杂的建模工具。只须要从Eclipse的Java开发工具着手开始。java

  • EMF将建模概念直接与其实现相关联，因此上手比较容易。程序员

统一Java、XML和UML

　　举个编程实例，假设老板让你编写一个程序来管理供应商的采购清单。采购清单包含付款对象（bill to）和送货对象（ship to）的地址，以及货物的集合。其中，货物信息包含名称、数量、价格。编程

//采购清单
    public intrerface PurchaseOrder
    {
        //送货对象
        String getShipTo();
        void setShipTo(String value);
        
        //付款对象
        String getBillTo();
        void SetBillTo(String value);
        
        //货物的集合
        List getItems();
    }
//货物信息
    public intrerface Item
    {
        //货物名称
        String getProductName();
        void setProductName(String value);
        
        //货物数量
        int getQuantity();
        void setQuantity(int value);

        //货物价格
        float getPrice();
        void setPrice(float value);    
    }

　　从上面的接口着手，你将须要开始编写应用程序的UI以及以后一系列工做。框架

　　然而，这时候你的老板问你：“你不先创建模型吗？”尽管你以为有点画蛇添足，但仍是按吩咐创建了UML模型。
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　接下来须要保存这些“模型”，而后你决定使用XML文件来解决，因而写下了XML Schema来定义你XML文件的结构：eclipse

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <xsd:schema xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
                xmlns:po="http://www.example.com/SimplePO"
                targetNamespace="http://www.example.com/SimplePO">
        <xsd:complexType name="PurchaseOrder">
            <xsd:sequence>
                <xsd:element name="shipTo" type="xsd:string"/>
                <xsd:element name="billTo" type="xsd:string"/>
                <xsd:element name="items" type="po:Item"
                             minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
            </xsd:sequence>
        </xsd:complexType>
        
        <xsd:complexType name-"Item">
            <xsd:sequence>
                <xsd:element name="productName" type="xsd:string"/>
                <xsd:element name="quantity" type="xsd:int"/>
                <xsd:element name="price" type="xsd:float"/>
            </xsd:sequence>
        </xsd:complexType>
    </xsd:schema>

　　在进行下一步工做前，你意识到，针对同一事物：程序的“数据模型”，你已经拥有三种不一样的表示。因而你在思考：能不能只编写三者中的一种模型，其余两种从这一种模型中生成？更进一步，在这种模型中是否有足够的信息来生成接口的Java实现。
　　因而，EMF就出现了。EMF是一个框架和代码生成工具，借助EMF这个桥梁，你能够用任意一种表示来定义一个模型，而后从中生成其余表示以及相应的实现类。下图展现了EMF是如何统一Java、XML、UML的。编辑器

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建模vs编程

　　有个常常问到的问题：“我是该建模呢仍是该编程？”，它的答案是：“均可以，建模亦或编程，这并非问题。”在EMF看来。建模和编程能够被认为是等价的。
　　对于初学者，相比于代码，建模更容易使他们描述出应用程序的功能。若是你是个经验丰富的程序员，若是对高阶建模的想法没有很大的信心，可将EMF看做建模的文雅介绍以及蕴含的优点。你没必要接触一种全新的方法论，但你也能享受的建模的一些好处。
　　若是你已经了解了建模的知识，甚至是MDA的重点，你应该讲EMF看做在那个方向的一种技术。问题是高阶建模语言还须要去学习，此外，由于咱们将须要处理（例如调试）生成的Java代码，因此还须要理解它们之间的映射。优秀的传统Java编程是作这件事最简单和最直接的方式。
　　咱们认为，EMF将建模与编程完美地相结合，以最大限度地发挥二者的效果。
　　在EMF看来，用户和其余开发者没必要去了解高阶建模语言和生成的Java代码之间的映射，这些映射让Java程序员来理解是天然而又简单的。同时，应用程序之间的细粒度数据集成；代码生成产生的生产力增益，这些是建模的优点。工具

定义模型

Ecore（元）模型

　　用于表示EMF中模型的模型称为Ecore。Ecore自己就是EMF模型，所以是它本身的元模型。也能够说Ecore是个元元模型。
　　元模型是模型的模型，若是该模型自己是一个元模型，那么这个元模型实际上就是元元模型。
　　元模型的概念也能递归到元元元模型（meta-meta-metamodel）等等，可是咱们目前用不到。
　　下图给出了一个简化的Ecore元模型，说它是简化的，是由于它只是Ecore元模型的子集，并且为了方便，将某些公共类省略，如ENamedElement类（定义了类中属性的名字）。学习

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　　上图中有EClass 、EAttribute 、EReference 、EDataType 四个类，这四个类都是元模型（位于MOF的M2层）。它们的模型又都是EClass，因此位于MOF的M3层的只有EClass ，因此EClass 也是元元模型，可参考下图：开发工具

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　　须要四种Ecore类来表示咱们的模型：
　　1. EClass 用于表示模型中的类，它有一个name，0个或多个attributes，0个或多个references。
　　2. EAttribute 用于表示模型中的attribute，它有一个name和一个type。
　　3. EReference 用于表示两个类之间的关联，它有一个name，一个布尔值表示它是不是containment，还有一个引用类型（其它类）。
　　4. EDataType 用于表示attribute的类型，它能够是基本类型，例如int 、 float 或对象类型 java.util.Date等。

　　从图中能够注意到Ecore类的名称和UML中的很是类似，这并不奇怪，由于UML是统一建模语言。事实上，你也许会疑惑为何EMF模型不是UML呢？EMF为何还须要本身专门的Ecore模型？缘由就是，Ecore是UML的简化子集。
　　如今咱们可使用定义在Ecore中的类的实例，来描述应用程序模型中的类结构。

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建立和编辑模型

　　你能够从你开始的任何输入形式中创建模型。若是从Java接口开始，EMF将分析并创建Ecore模型。若是从XML Schema开始，模型也将从中创建。若是从UML开始，将有三种可能性：
　　1. 直接Ecore编辑。EMF有一个简单的基于树的样本编辑器。
　　2. 从UML导入。EMF Project和EMF Model 向导（wizard）提供一个可扩展的框架，其中有模型导入器，支持不一样的模型格式。
　　3. 从UML导出。相似于第二种选择，可是转换支持是由UML工具专门提供的。
　　也许你会想，第一种选择是最好的，由于在开发过程当中不须要导入和导出的步骤，也没必要担忧Ecore模型与工具自己的模型不一样步。
　　第二种和第三种选择的优势是，相比于EMF建模，你可使用UML工具作得更多。

XMI序列化

　　如今你也许会想Ecore模型的序列化形式是什么。上文中，这个“概念上的”模型已经被三种物理空间（Java代码、XML Schema、UML图）所表示。事实上，咱们有另外一种（即第四种）保存形式来做为权威性表示： XML Metadata Interchange (XMI)。
　　为何不适用前三种形式中的一种呢？首先，Java代码、XML Schema、UML图都具备Ecore模型不须要的额外信息，而后，它们三个中没有一个能够知足全部EMF使用的场合。采购清单模型的Ecore XMI文件以下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ecore:EPackage xmi:version="2.0" xmlns:xmi="http://www.omg.org/XMI"
　　　　　　　　　xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
　　　　　　　　　xmlns:ecore="http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore" name="po"
　　　　　　　　　nsURI="http://www.example.com/SimplePO" nsPrefix="po">
　　<eClassifiers xsi:type="ecore:EClass" name="PurchaseOrder">
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute" name="shipTo"
　　　　　　　　　　　　　　　　eType="ecore:EDataType
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EString"/>
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute" name="billTo"
　　　　　　　　　　　　　　　　eType="ecore:EDataType
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EString"/>
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EReference" name="items"
　　　　　　　　　　　　　　　　upperBound="-1" eType="#//Item" containment="true"/>
　　</eClassifiers>
　　<eClassifiers xsi:type="ecore:EClass" name="Item">
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute"
　　　　　　　　　　　　　　　　name="productName" eType="ecore:EDataType 
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EString"/>
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute" name="quantity"
　　　　　　　　　　　　　　　　eType="ecore:EDataType
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EInt"/>
　　　　<eStructuralFeatures xsi:type="ecore:EAttribute" name="price"
　　　　　　　　　　　　　　　　eType="ecore:EDataType
　　　　　　　　　　　　　　　　http://www.eclipse.org/emf/2002/Ecore#//EFloat"/>
　　</eClassifiers>
</ecore:EPackage>

要导出EMF模型时，实际上就是导出EMF的XMI。

Java注释

　　EMF能够根据包含标准get()方法的接口，来生成模型属性和引用。可是，EMF不会盲目地将每个接口和方法都看做模型中的一部分。只有按照EMF特定的规范才能够生成（EMF使用JavaBeans简单属性访问器命名模式的子集，具体规范可参考http://java.sun.com/products/...）。
　　根据此规范，须要用@model标明须要用EMF生成模型的接口。例如前面给的PurchaseOrder接口就须要用下面的格式来生成UML：

/**
     * @model
     */
    public interface PurchaseOrder
    {
         /**
         * @model
         */
        　　String getShipTo();
        　　
         /**
         * @model
         */
        　　String getBillTo();
        　　
         /**
         * @model type="Item" containment="true"
         */
        　　List getItems();
    }

　　@model标签是来将PurchaseOrder 标识为一个须要被建模的类。
　　shipTo和billTo的类型是String，因此在@model标签以后没有额外的模型信息。
　　getItems()返回的是一个对象类型为Item的List，因此须要在@model标签以后加上type="Item"。此外，由于getItems()是货物的容器并会在其中将货物做为孩子序列化，因此须要标识出containment="true"。
　　从Java 5.0 开始，泛型能够被用来指定List中对象的类型，从EMF 2.3开始，也能够支持泛型。
　　咱们注意获得在接口PurchaseOrder中没有定义 setShipTo()和setBillTo()方法，由于在EMF看来，只要get()方法的上面有注释，若是没有相应的set()方法，EMF就会自动生成set()方法并整合到接口中。

Ecore“蓝图”

　　咱们回顾一下前面的知识。
　　- Ecore和XMI序列化，是EMF的核心。
　　- Ecore模型的建立，有至少三种方式：UML模型、XML Schema、注释后的Java接口。
　　- Ecore模型能够生成 Java 接口的实现代码以及模型的其余形式。
　　使用XML Schema来定义模型有个重要的优势：根据schema，能够序列化模型的实例来符合模型。除了简单地定义模型，XML Schema也能指定模型实例的持久形式。
　　这里有个问题：“是否有其余持久形式？”答案是确定的。例如RDB Schema。“蓝图”以下：

clipboard.png

生成代码

　　EMF最大的优势就是自动生成代码的效率很高。如今，在前面的基础上，你只须要使用EMF Project 向导（自动加载了生成器）来建立项目，而后在菜单上选择Generate Model Code。

生成的模型类

　　EMF生成的代码是什么样的呢？
　　首先，Ecore类（好比一个EClass）对应Java中的接口以及其实现类。举例子来讲，PurchaseOrder的EClass对应的Java接口：

public interface PurchaseOrder ...

　　这个接口对应的实现类：

public class PurchaseOrderImpl extends ... implements PurchaseOrder {

　　这种接口-实现二者分离（interface–implementation）是EMF青睐的设计选择。由于这是任何一个类模型API（model-like API）最好的模式。例如，文档对象模式（DOM）是这样的，Eclipse的许多API也是如此。它也是支持Java中多重继承的必要模式。
　　其次，每一个生成的接口都直接或间接扩展了基接口EObject：

public interface PurchaseOrder extends EObject {

　　EMF中的EObject等价于java.lang.Object，它是全部建模对象的基础。扩展的EObject引入了如下三种主要行为：
　　1. eClass()返回对象的元对象（一个EClass）。
　　2. eContainer()和eResource() 返回的是对象里面包含的对象和资源。
　　3. eGet()、eSet()、eIsSet()，和eUnset()提供一个API，用来反射式访问对象。
　　而后，EObject仍是另外一个接口Notifier的扩展：

public interface EObject extends Notifier {

　　Notifier接口向建模对象中引入一个重要的特性：模型变动通知（notification），正如在观察者模式（Observer design pattern）中。和对象持久性同样，通知也是EMF对象的一个重要特征。
　　最后，根据类型及用户设定的属性生成方法以及方法中的实例变量。例如：

public String getShipTo()
    {
        return shipTo;
    }

　　EMF会自动生成对应的set()方法并设置相同的变量，可是set()方法也会发送一个通知给任何可能对状态变动感兴趣的观察者，以下：

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));
    }

　　能够看到，为了使方法更高效，当没有观察者时，为了不调用eNotify()花费的高昂代价，EMF会添加一个eNotificationRequired()守卫条件。

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