从UML类图到Java代码自动生成技术研究概要.pdf

从UML 类图到Java 代码自动生成技术研究 1 2 1 张中宝 ，韩同欣 ，刘西洋 1 西安电子科技大学软件工程研究所，陕西西安(710071) 2 北京航天航空大学计算机学院, 北京（100083 ） E-mail：zhongbaoz@ 摘 要：本文描述了基于UML CASE 平台的代码生成器的设计与实现。从可执行UML 到高 级语言的代码生成技术已经在实践中得到实现，本文描述的代码生成器采用了一种全新的面 向对象的脚本语言Ruby 和基于Ruby 的XML 接口REXML ，处理生成自UML 类图的XMI 文档。通过从XMI DOM 树中提取建模系统模型元素的相关信息，之后构造合适的容器类存 储提取的数据，并访问这些数据进行ERb 模板匹配，最后生成了可执行的Java 代码框架。 整个开发过程遵循模型驱动的软件开发方法，以更灵活的脚本语言和模板机制实现了模型驱 动架构MDA 从平台无关模型到平台相关模型的转化。 关键词：模型，代码生成，MDA （模型驱动架构） 中图分类号：TP312 1. 引言 模型是应用程序或系统的某些部分的简单抽象表示。用户可以以任意的复杂程度构建模 型：从在白板上手绘的方框图，到使用建模工具生成的复杂的UML 图。然而，实际开发却 经常脱离模型，模型只作为一个系统的蓝图，开发者仍然要手工编写所有的实现代码。随着 应用程序的进展和规模的扩大，开发者经常发现坚持使用模型所带来的约束要远远大于其用 途，维护模型变成繁琐的工作而不会产生帮助。设计阶段产生的UML 模型和代码之间的同 步变得越来越困难——代码为了应付新增加需求和新产生的想法而不断变化，模型却一直停 留在原地不动，这使得模型在一段时间以后失去了它的价值。模型驱动开发是一种能够将模 型与实现更紧密地联系在一起的开发方法。使用MDD ，模型不仅能用来封装应用程序的设 计，还可以用来生成实现代码。它是模型驱动架构[1](Model Driven Architecture, MDA)的一 部分，MDA 表示了一种模型驱动开发方法的概念框架。 代码生成是一个专注于解放编码生产力，用程序来编程的研究方向。它是MDA 思想的 一个重要的技术基础。MDA 的基本思想是在软件开发中以模型为驱动，由模型来生成或编 译成程序代码，实现软件需求。只有在代码生成技术获得充分发展的基础上，模型驱动架构 的思想才能得以实现。 在软件项目中运用代码生成技术可带来以下几大好处： 1) 高效率。代码生成的工作主要是建立和维护输入模型，而这些输入模型基本上或全 部都能从设计模型转化过来，工作量很少，因而软件生成率得到成倍提高。 2) 高质量。代码生成技术使用代码模板来生成代码，模板越完善，生成的代码就越好。 模板改善后，所有生成的代码质量都能提高，并且代码的命名和风格都能保持一致。因而采 用代码生成技术能获得更高质量的代码。 3) 更易维护。当需求改变时，大多数的代码生成器都能在输入模型的基础上，重新生 成满足新需求的代码，这能有效地降低软件需求变更带来的风险。 4) 促进团队的分工和发展。由于编码工作量少，程序员的工作得到解放，项目团队有 更多时间来进行设计和架构优化，以及设计更好的代码生成工具。 目前，代码生成技术的发展还处于初期阶段，代码生成工具主要是用数据库模型来生成 基于数据库的程序代码。代码生成技术较多的应用在集成开发环境和专业的代码生成工具 - 1 - [2][3] 中。已公开的相关的研究成果比较少 ，商用工具有Rhapsody 、Rose RT 等等，它们实现 了简单类图和状态图的代码生成。 本项目的研究涉及到模型驱动的构架思想，模型驱动的开发方法以及代码生成技术。项 目将要完成的任务是在模型驱动构架的思想下，采用模型驱动的