基于RSA模型转换框架的开发

　　模型转换框架(Model Transformation Framework)是ibm最新开发平台RSA(Rational Software Architect)中的重要组成部分，其主要功能是在模型驱动的开发过程中，为实现各种模型之间的转换提供基础平台的支持。基于这个框架，能够很容易地实现模型之间的转换程序，以及扩展已有的转换。

　　本文首先介绍模型转换的基本概念，然后介绍RSA模型转换框架，之后本文以两个具体的例子介绍如何在RSA开发平台中以模型转换框架为基础创建和扩展模型转换。

　　2 模型转换

　　MDA(Model Driven Architecture，模型驱动的体系结构)和MDD(Model Driven Development，模型驱动的开发)是当今软件领域最热门的话题。相比于传统的以代码为中心的开发模式，MDA和MDD则是以模型为中心，在开发的各个阶段，都使用模型来描述系统特征。

　　模型转换贯穿于MDD的全过程。系统开发初期，为了刻画系统特征，一般会创建系统的分析模型。分析模型是一个比较粗糙的模型，相当于草图的作用，只用于辅助分析。随着系统的特征越来越清晰，系统的设计模型会慢慢形成。设计模型能够比较精确地描述系统，是系统实现的基础。从设计模型可以很容易地导出系统的实现模型。实现模型包括具体的代码、脚本、配置文件等等。这是一个自顶向下、逐层细化的过程，从高层的抽象模型开始，经过一系列的模型转换，最终生成底层的系统实现。

　　图1 模型转换

　　由此可见，模型转换在模型驱动的开发和设计中起着非常重要的作用。

　　3 RSA模型转换框架

　　RSA(Rational Software Architect)是IBM的新一代软件开发平台，代号为Atlantic。RSA基于开放/可扩展的Eclipse 3.0构建,全面支持UML 2.0标准和模型驱动的开发方法。RSA为开发当今日益复杂的应用系统提供了一个强大的的开发环境,整合了UML建模、J2EE、XML、web services、C++开发工具以及RUP过程指南等诸多功能,是软件架构师/开发人员的首选工具。

　　为了支持模型驱动开发过程中各种模型之间的转换，RSA提供了一个功能强大、易于扩展的模型转换框架(Model Transformation Framework)，该框架是一个基于规则的执行引擎，基于该框架，可以很方便地定义模型转换规则，实现各种模型之间的转换。RSA模型转换框架实现了模型转换的注册和配置管理，提供了统一的运行界面，以及各种开发向导。

　　RSA预装有一些常用的模型转换，包括UML2JAVA、UML2CPP、UML2EJB，这三个转换分别以UML模型为输入，生成对应的Java程序、CPP程序和EJB。关于如何使用RSA预装的模型转换，请读者参阅RSA的相关文档。

　　下面简单介绍RSA模型转换相关的一些概念：

　　Transformation(转换)：以源模型对象为输入，目标模型对象为输出，实现模型之间的转换。每个转换由若干条转换规则组成。

　　Rule(转换规则)：以源模型对象中某部分为输入，目标模型对象的对应部分为输出，实现了功能逻辑上相对独立的一部分转换任务。

　　Transformation Context(转换上下文)：转换上下文是转换过程中转换规则之间共享数据的容器。在转换的执行过程中，转换上下文会在规则的实现之间传递，每一个规则可以向上下文中存放需要共享的数据，也可以从中获取所需的数据。

　　Transformation UI：模型转换框架会为每个转换提供一个默认的配置管理界面，让用户指定源模型，目标模型，以及所需的一些转换属性。如果需要定制更加复杂的界面元素，则需要模型转换的开发人员对默认的界面加以扩展。

　　至此，读者应该已经对RSA模型转换框架有了总体的了解，本文余下部分将结合具体的例子，介绍如何在RSA中基于模型转换框架开发新的模型转换和扩展已有的模型转换。

　　4 基于RSA模型转换框架的开发

　　本节以一个具体的模型转换为例，介绍如何在RSA中基于模型转换框架开发新的模型转换。这个转换名为Model2Text，接受的输入为UML模型中的Class、Package，或者Model，如果输入为Class，则遍历类的属性、方法、参数，将这些信息输出到控制台，如果输入为package或者model，则遍历package和model下面的每一个类，将类的信息打印到控制台。

　　4.1 创建新的插件工程

　　通过新建工程向导创建一个插件工程。由于模型转换框架是作为eclipse插件集成在RSA中，因此模型转换工程也必须是一个eclipse插件工程，这样才能够使用转换框架提供的组件。

　　4.2 添加TransformationProviders扩展点

　　为了创建一个新的模型转换，需要从TransformationProvider扩展点进行扩展。首先添加所需的插件：

　　图2 开发模型转换所需的插件

　　然后添加TransformationProviders扩展点，该扩展点的ID为com.ibm.xtools.transform.core.transformationProviders。

　　4.3 创建模型转换的入口：TransformationProvider

　　从TransformationProviders扩展点扩展，添加TransformationProvider：

　　图3 创建TransformationProvider

　　添加TransformationProvider之后需要创建对应的实现类，这个类需要继承自模型转换框架提供的接口com.ibm.xtools.transform.core.AbstractTransformationProvider，是模型转换框架执行引擎调用模型转换的入口点，主要提供两个方法：

　　createTransformation 创建模型转换的实例，返回给调用引擎

　　validateContext 验证模型转换的执行上下文，从上下文中可以获取源模型和目标容器，进行验证。验证的结果会反映在模型转换的配置管理界面上。本例验证源模型是否Class、Package或者Model。

　　4.4 创建Transformation

　　本例的Model-to-Text转换在plug-in.xml中定义如下：

　　Id 注册在模型转换框架中唯一的id。可以通过这个id引用这个模型转换

　　name 模型转换的名字，也即最终显示在Transformation弹出菜单中菜单项的内容

　　sourceModelType 源模型的类型，如UML2、Resource等等。本例选择UML2。

　　targetModelType 目标模型的类型，由于本例是将源模型中类的信息输出到控制台，所以选择None

　　transformGUI 自行定制的配置界面的实现类名。如果不指定，则转换框架会提供一个缺省的界面

　　document 该模型转换相关文档存放的位置

　　4.5 为transformation定义规则

　　每个模型转换都由若干转换规则组成，每条规则实现了逻辑上相对独立的一部分转换功能，若干条规则组合在一起实现整个转换功能。转换规则的实现类应该实现模型转换框架中提供的com.ibm.xtools.transform.core.AbstractRule接口，一般需要实现如下两个方法：

　　createTarget 从转换上下文对象中获取源模型对象，生成目标模型中相应的对象canAccept 该方法会在执行转换规则之前调用，验证源模型，通过验证则调用规则，否则执行引擎会忽略该规则。

　　本例定义了4条转换规则：ClassRule、OperationRule、ParameterRule、PropertyRule，分别操作源模型中的类、操作、参数和属性对象，并输出信息到控制台。

　　转换规则需要在模型转换实例初始化的时候添加：

　　UML2Package uml2 = UML2Package.eINSTANCE;

　　addByKind(uml2.getClass_(), new ClassRule());

　　addByKind(uml2.getProperty(), new PropertyRule());

　　addByKind(uml2.getOperation(), new OperationRule());

　　addByKind(uml2.getParameter(), new ParameterRule());

　　这段代码将4条规则添加到模型转换中，并指定每条规则所能够接收的源模型对象的类型。

　　4.6 运行测试

　　至此，Model-to-Text转换已经编写完成，下面开始运行测试。由于模型转换本身是一个Eclipse插件工程，所以必须从RSA中再启动一个RSA Workbench实例，将Model-to-Text插件加载运行。

　　workbench启动之后，切换到modeling视图，选择Modeling菜单->Transform->Configure Transformations，打开模型转换配置界面，可以看到，Model-to-Text转换已经注册到模型转换框架中：

　　图4 Model-to-Text转换已经注册到模型转换框架中

　　创建一个UML模型，新建一个类Account，并添加一些属性和操作：

　　图5 Account类

　　然后在Account类上右击，从弹出菜单中选择Transformations -> Class to Text -> console，开始执行转换。该转换接收Account类作为源模型对象，将Account类的信息输出到控制台：

　　Class: Account

　　Attribute: id

　　Attribute: balance

　　Operation: setID

　　Parameter: id

　　Operation: getID

　　Parameter: ReturnResult

　　Operation: setBalance

　　Parameter: balance

　　Operation: getBalance

　　Parameter: ReturnResult

　　在模型编辑器中创建一个Component，作为输入再次执行Model-to-Text转换，由于Component不能通过源模型认证，因此模型转换框架在配置界面上报告错误：

　　图6 源模型对象验证错误

　　如果需要对模型转换进行调试，则需要以Debug模式启动RSA Workbench，之后便可以在源代码中设置断点，进行调试。