Web Engineering für asynchrone Anwendungen

Diplomarbeit von Jan Zahalka

Einleitung:

Das Internet hat sich im Laufe der letzten Jahre nachhaltig von einem reinen Informationsmedium zu einem Anwendungsmedium entwickelt - Webanwendungen sind mittlerweile vollwertige, komplexe Softwaresysteme, deren Entwicklung eine ingenieursmäßige und methodisch fundierte Herangehensweise erfordert.

Die formalen und praktischen Methoden des traditionellen Software Engineering können aufgrund der besonderen Charakteristika von Webanwendungen nicht unverändert auf das Webumfeld übernommen werden, daher wurden im Zuge der neu entstandenen Disziplin Web Engineering systematische und quantifizierbare Ansätze für die Entwicklung qualitativ hochwertiger Webanwendungen ermittelt. Insbesondere auf Modellierungsebene existiert eine Vielzahl verschiedenster Ansätze für Webanwendungen, darunter das UML-based Web Engineering (UWE), welches am Lehrstuhl für Programmierung und Softwaretechnik der Ludwig-Maximilians-Universität München entwickelt wurde. UWE setzt bei der Modellierung auf eine Erweiterung der UML und begegnet den speziellen Anforderungen von Webanwendungen mit einer separaten Modellierung von Content, Navigation und Präsentation.

Die altbekannte Hypertext-Struktur des Webs, d.h. die Verknüpfung von Informationseinheiten (im traditionellen Sinne Seiten) durch Links, auf der UWE und alle weiteren Web Engineering Ansätze aufbauen, ist durch neueste Entwicklungen im Webumfeld allerdings ins Wanken geraten: Der Web 2.0-Ansatz, von den Befürwortern als Zukunft des Internets propagiert, definiert das Web als vollwertige Anwendungsplattform und beschreibt zwei zentrale zugrundeliegende Konzepte: Zum Einen wird gefordert, dass Webanwendungen Daten über Web Services zur Verfügung stellen, um so neue, übergeordnete Applikationen zu ermöglichen.

Die zweite Forderung ist die Angleichung des Niveaus der Benutzerschnittstellen von Webanwendungen an das von Desktop-Applikationen. Die größten Probleme des Webumfelds in dieser Hinsicht ergeben sich dabei durch die Seitengebundenheit sowie den synchronen Charakter der Kommunikation zwischen Client und Server. Dieses statische Prinzip, „Request Cycle“ genannt, beschreibt den traditionellen Kommunikationsablauf innerhalb von Webanwendungen: Nach einem Aufruf für eine Serveranfrage seitens des Benutzers wird diese vom Browser abgeschickt und auf die Antwort gewartet. Auf Serverseite wird die Anfrage verarbeitet und eine HTML-Seite als Ausgabe generiert, welche anschließend im Browser des Clients angezeigt wird.

Dieses Konzept stellt eine deutliche Benachteiligung von Webanwendungen bezüglich Benutzerfreundlichkeit und Interfacegestaltung dar und bedarf dementsprechend im Sinne von Web 2.0 einer Alternative.

Der AJAX-Ansatz, eine Form der asynchronen Kommunikation im Rahmen des HTTPProtokolls, kommt hierbei als Lösung in Frage. AJAX ermöglicht asynchrone Kommunikation ohne Leerzeit auf Clientseite und eine Loslösung vom seitenorientierten Darstellungsprinzip von Webanwendungen, ohne dabei externe Plugins oder Bibliotheken zu erfordern. Dadurch offenbaren sich Entwicklern von Webanwendungen völlig neue Möglichkeiten hinsichtlich Benutzerfreundlichkeit, Kontextsensitivität und Design der Benutzerschnittstelle.

Aufgrund der massiven Einschnitte, welche der Einsatz der AJAX-Technologie in das bekannte Kommunikationsparadigma des Webs vornimmt, stellt sich die Frage, ob diese neue Generation von Webanwendungen innerhalb der bekannten formalen Konzepte ausreichend modelliert werden kann.

Die zentrale Aufgabe dieser Diplomarbeit teilt sich daher in zwei Aspekte auf, zum Einen die Ermittlung der Möglichkeiten, aber auch Grenzen der AJAX-Technologie, zum Anderen die Evaluierung der Modellierbarkeit von asynchron kommunizierenden Webanwendungen im Rahmen bekannter Web Engineering Methoden am konkreten Beispiel von UWE. Zu diesem Zweck wird eine Beispielanwendung auf AJAX-Basis mit integriertem Web Service von der Anforderungsspezifikation bis zum Entwurf dem UWE Prozessmodell entsprechend modelliert und anschließend implementiert. Die Erkenntnisse und entstehenden Probleme sowie deren Lösungen werden dabei in jeder Prozessphase festgehalten. Um den Einstieg in das Thema zu erleichtern, wird in Kapitel 2 zunächst ein Überblick über traditionelle und in Kapitel 3 über Web 2.0-Anwendungen gegeben. Kapitel 4 bietet dem Leser eine Einführung in die grundlegenden Konzepte von UWE, Kapitel 5 stellt das für diese Arbeit verwendete Beispielprojekt vor. Kapitel 6, 7, 8 und 9 befassen sich mit den Entwicklungsschritten Analyse, Design, Implementierung und Test und deren Anwendbarkeit für asynchron kommunizierende Anwendungen, der im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Prototyp wird in Kapitel 10 präsentiert. Kapitel 11 liefert schlussendlich ein Fazit und einen Ausblick auf zukünftige Arbeiten in diesem Gebiet.

Inhaltsverzeichnis: