aplicaciones en capas

Fausto Loja Mora

El modelo de aplicaciones en capas, permite que las aplicaciones puedan ser distribuidas en sus componentes

Desarrollos paralelos (en cada capa)

Aplicaciones más robustas debido al encapsulamiento   Mantenimiento y soporte más sencillo (es más sencillo

cambiar un componente que modificar una aplicación monolítica)

  Mayor flexibilidad (se pueden añadir nuevos módulos

para dotar al sistema de nueva funcionalidad)   Alta escalabilidad. La principal ventaja de una

aplicación distribuida bien diseñada es su buen escalado, es decir, que puede manejar muchas peticiones con el mismo rendimiento simplemente añadiendo más hardware. El crecimiento es casi lineal y no es necesario añadir más código para conseguir esta escalabilidad.

Acceso a bases de datos (BD) Normalmente con BD relacionales

Escalables Deberían poder soportar más carga de

trabajo sin necesidad de modificar el software (sólo añadir más máquinas)

Disponibilidad Idealmente no deben dejar de prestar

servicio

Seguras No todos los usuarios pueden acceder a la

misma funcionalidad Integración

Es preciso integrar aplicaciones construidas con distintas tecnologías

Tipo de interfaz De entorno de ventanas (clientes

desktop): normalmente sólo tiene sentido en intranets.

Web: En Internet y en intranets.

Separación clara entre la interfaz gráfica y la Capa de componentes Capa de componentes: encapsulan la lógica

de negocio. Ejemplo => aplicación bancaria▪ Capa de componentes: conjunto de clases que nos

permiten: crear cuentas, destruirlas, encontrarlas por distintos criterios, hacer transferencias bancarias, etc.

La capa de componentes debería ser reusable con distintas interfaces gráficas

En el ejemplo de la aplicación bancaria podría haber dos clientes: uno Web y otro desktop.

Transaccionales Propiedades ACID (Atomicity-Consistency-Isolation-Durability) Operaciones atómicas (Atomicity) son operaciones que se

completan en su totalidad o no se completan en absoluto. Así, en el ejemplo anterior de la transferencia tanto el crédito como el débito deben haber sido exitosos para que el estado de transformación sea exitoso (para que haga efectos), de otro modo el estado de la transformación falla, y el sistema es regresado a su último estado conocido.

Transformaciones consistentes (Consistency) preservan la integridad interna de los recursos involucrados. Por ejemplo, el borrar registros de una tabla primaria viola la integridad referencial de la base de datos si hay registros relacionados que concuerden.

Transformaciones aisladas (Isolation) parecen ocurrir serialmente, una detrás de otra, creando la ilusión de que ninguna transformación está siendo ejecutada al mismo tiempo.

La durabilidad (Durability) se refiere a la habilidad para almacenar los resultados de una transformación de estado, usualmente en un disco, de tal modo que los resultados de una transformación puedan ser recuperados en caso de una falla del sistema.

La capa de servicios de presentación es responsable de: Obtener información del usuario. Enviar la información del usuario a los

servicios de negocios para su procesamiento.

Recibir los resultados del procesamiento de los servicios de negocios.

Presentar estos resultados al usuario.

El nivel de servicios de negocios es responsable de: Recibir la entrada del nivel de presentación. Interactuar con los servicios de datos para

ejecutar las operaciones de negocios para los que la aplicación fue diseñada a automatizar (por ejemplo, la preparación de impuestos por ingresos, el procesamiento de ordenes y así sucesivamente).

Enviar el resultado procesado al nivel de presentación.

El nivel de servicios de datos es responsable de: Almacenar los datos. Recuperar los datos. Mantener los datos. La integridad de los datos.

UI Components Muestran información al usuario,

generalmente se usan en ventanas o páginas (user components, server components)

UI Process Components Implementan procesos de UI Se pueden reutilizar desde distindos UI

components y distintas capas de presentación

Model View Controller

View

Controller

Model

Use

r

Model View Controller Tiene algunos “problemas” en su

implementación:▪ Concepto de Proceso▪ Responsabilidad de navegación▪ Hace falta intercambiar más información

entre el Controller y la View

Service Interface Solo una capa de acceso a la lógica de

negocio Expuesta generalmente con WebServices o

Remoting Se pueden usar otras formas de acceso:

BizTalk, Message Queue, etc. Al ser el punto de acceso a toda la capa de

negocio, por lo tanto se utiliza para implementar todos los servicios globales:▪ Transacciones, Seguridad, Monitoreo, Caching,

etc.

Demo de Service InterfaceMBI es una implementación de

Service Interface Usando Remoting

Business Entities Son objetos solo con propiedades para

mantener una instancia en memoria. Deben soportar la distinción entre una

instancia y un conjunto de instancias. “Pueden” mapearse con las tablas de la base

de datos, si la base está bien modelada. El assembly en el que se definen se encuentra

en Business Layer y Presentation Layer Hay varias formas de implementar esto:▪ Datasets, Typed Datasets o Custom Objects▪ Discusión sobre este tema en “Designing Data Tier

Components and Passing Data Through Tiers”

Business Components Son objetos que definen solo métodos que se

ejecutan en el contexto de un Business Entity. FacturaBO.AplicarDescuento( factura, descuento ) ClienteBO.ValidarCredito( cliente, monto, plazo )

Alunos métodos requieren acceder a la base de datos.

Porque están separados?▪ Separación de assemblies. Porque las entidades se usan en

Business Layer y Presentation Layer, mientras que los Business Components solo están en Business Layer.

▪ Es la única forma si se usan DataSets.▪ Evitar la propagación de la lógica de negocio.

Business Workflow Hay métodos que no pertenecen a ningún

objeto. :S Facturar( Vendedor, Cliente, Items[] )

Estos métodos se pueden “agrupar” en objetos o tener un objeto por método.

Idealmente ▪ Hay un método de Service Interface por cada Business

Workflow, pero hay métodos de la Service Interface que usar directamente los Business Object

Aunque▪ Si la Service Interface tiene “hardcoded” un método de

Business Workflow un cambio, tiene impactos no deseados.

Y donde programo …? Validaciones▪ Locales▪ Globales

Formateo Valores calculados (ej: Edad,

Factura.Total) ……

Data Access Logic Components Objetos sin comportamiento que solo saben

guardar un Business Entity en la base de datos. Generalmente son clases con métodos estáticos. Utilizan alguna forma de acceso a datos

simplificado como Data Access Application Block. Debe ser una única clase que sea llamada por el

Business Component de forma que no se tenga en cuenta el origen de los datos.

Realiza todas las conversiones y validaciones necesarias que estén relacionadas con el modelo de base de datos.

View

Controller

Model

Use

r

Data Access Logic Components

DALC

BusinessComponent

BusinessEntityD

ata

base

Se puede implementar: Escribiendo código ADO.NET para cáda

método de cada objeto: Create, Open, Update, Delete, Find.

Usando SqlDataAdapter, si se usan DataSets como Business Entities.

Alguna herramienta de Object Relational Mapping.

Demo

Data Access Application Block Versión 1.0▪ Una sola clase con con todos métodos estáticos que

soporta los siguientes features: ExecuteReader, ExecuteDataSet, ExecuteNonQuery, ExecuteXmlReader, cache de parámetros y discovery.

Versión 3.0▪ Una clase abstracta con los siguientes métodos: v1.0

más, FillDataSet, UpdateDataset. Execute_____TypeParams.

▪ Todos los métodos están programados usando las interfaces de ADO.NET. Se usan proveedores muy simples para devolver las clases propias de cada driver ADO.NET.

Data Sources Representan los origenes de datos OLTP Solo son accedidos por la capa DALC

Service Agents Conectores para acceso a una fuente de datos

externa Generalmente son asincrónicos realizan una

fuerte conversión de datos External Services

Sistemas externos generalmente Batch que se acceden en forma sincrónica o asincrónica.

La conectividad puede estar apoyada por alguna tecnología de Store-and-Forward.

Demo de Service Agent

Son servicios para las aplicaciones Dado que no pertenecen a ninguna capa, se

definen por fuera aunque en algunos casos se implementen o usen en alguna capa.

Son los siguientes: Seguridad▪ AuthZ, AuthN, Comunicación segura, Aditoría, Manejo de

Perfiles. Operaciones▪ Manejo de excepciones, Monitoreo, Execución asincrónica,

Metadatos, Configuración. Comunicaciones▪ Formato, Protocolo, Asincronismo.

Autenticación. Generalmente se utiliza el soporte de la

plataforma, en Windows: SSPI(Kerberos, NTLM), Passport, etc.

Para aplicaciones Web se usa el soporte de IIS Aunque se puede implementar un soporte liviano

basado en Forms y cookies. Ver ▪ “Improving Web Application Security: Threats and

Countermeasures”▪ “Authentication in ASP.NET: .NET Security Guidance” ▪ “Building Secure ASP.NET Applications”.

Autorización Dado que basarse en el soporte de la plataforma

es muy complicado, se desarrolla este soporte para la aplicación.

Ver “Designing Application-Managed Authorization”

Comunicación segura En .NET la comunicación está basada en Remoting,

WebServices o algún tipo de comunicación propietaria.

Nuevamente se puede utilizar el soporte de base, sea SSL (WebServices), o algún canal seguro de Remoting (NamedPipes).

Es un problema de la capa de Service Interface Aditoría

Registro de las operaciones realizadas:▪ Tecnico▪ Lógico

Manejo de Perfiles Concepto de usuario de la aplicación que contiene

configuración. Todas las capas colaboran, soportada en conjunto

con la Autorización.

Manejo de excepciones Registro de todas las excepciones Dos tipos de excepciones (idea de MBI)▪ Tecnicas▪ Funcionales

Usar la InnerException Usando Exception Management

Application Block (EMAB) o Log4Net Ver “Exception Management in .NET” Responsabilidad de la capa Service

Interface

Monitoreo Control de la aplicación mientras está en

ejecución▪ Performance Counters▪ WMI

Responsabilidad de la capa Service Interface Ver “Monitoring in .NET Distributed Applications

Design” Execución asincrónica

Soportado internamente (Remoting Asincrónica) o externamente (MSMQ).

Se puede desarrollar un soporte genérico Ver “Asynchronous Invocation Application Block”

Metadatos “Información sobre la información o la

estructura del software” Se puede usar en▪ Tiempo de diseño: generación de código▪ Tiempo de ejecución: aspectos estáticos

(deployment, configuración, seguridad, etc) Integración. Si se usan DataSets se

pueden publicar los XSD de forma que el modelo de datos sea público. (Idea de MBI)

Configuración Configuración disponible en toda la aplicación. Generalmente hay dos tipos▪ Capa de presentación▪ Ubicación de la capa de lógica (Remoting, WebService),

propiedades de seguridad de Web o Windows, etc.

▪ Capa de lógica y de datos.▪ Coneción a la base de datos, exposición de servicios,

parámetros de seguridad, etc

Se puede implementar como un Singleton, con una clase aprovechando XmlSerialization.

Ver “Configuration Management Application Block”

Demo Configuration Management Application Block

Muy basado en las opciones de Remoting y WebServices

Puntos que se pueden configurar Formato▪ Binario, SOAP, Custom Xml, Custom Binary.

Protocolo▪ HTTP, TCP, BiDirectional TCP, NamedPipes,

SMTP, Jabber, IM, etc

Intra-aplicación Inter-aplicación

Caching Puede ser necesario en todas las capas▪ Presentación▪ Lógica▪ Datos

Soluciones▪ ASP.NET. Caching ASP.NET▪ Caching Application Block

Warnings▪ Sincronización en ambientes distribuidos▪ Soluciones: TTL o Metadatos

▪ Mantenimiento▪ Flush, Disable, Failover

Balanceo de Carga / Alta disponibilidad Network Load Balancer.▪ Con WebServices 100% soportado▪ Con Remoting solo SingleCall▪ Basado en el servidor▪ Balanceo estadístico genérico

Custom ClientChannelSink▪ Que soporte un balanceo desde el cliente, itera

por un listado de servidores cambiando el URI.▪ Puede ser un balanceo “inteligente”

Concurrencia Buscar una opción para mantener la

concurrencia de datos Dado que hay un ambiente distribuido

sin estado en el servidor, hay que relajar la concurrencia de los datos = optimista.

Se puede usar▪ SqlDataAdapter▪ Un Object Relational Mapping tool

PersistenciaTransacciones DistribuidasPerformanceSesiónReportes

Persistencia Programar los DALC puede ser bastante

largo y repetitivo Se pueden usar herramientas ORM Generación de código usando CodeSmith,

XSLT, etc. Transacciones Distribuidas

No es un atributo del componente sino del contexto de ejecución

Implementar soporte transaccional en la capa de Service Interface

Performance Optimización del acceso a la base de datos Atención al tamaño de los objetos para serializar Paginación inteligente obligatoria

Sesión Modelo totalmente state-less La sesión se mantiene del Service Interface hacia

adelante En WinForms no hay demasiados problemas En ASP.NET hay distintas opciones cada una con

su costo asociado.

Reportes QUE PROBLEMA !!! Depende de la herramienta que se use. Si bien es un problema de Capa de

Presentación algunas herramientas necesitan acceso directo a la base de datos.

Otras usan DataSets lo cual se complica si hay sets de datos muy grandes.

Recomendación: Sentido común.