Пример предметно-ориентированного визуального языка

Служебный синтаксис

Как обсуждалось в предыдущей лекции, служебный синтаксис визуального языка задает формат хранения графа модели. Этот формат приято задавать в виде XML-схемы, которой должны соответствовать XML-документы с описаниями конкретных визуальных моделей. Подробную информацию о XML можно получить в [12.8], [12.9], [12.10], а ниже будут представлены XML-спецификации для нашего примера, снабженные необходимыми комментариями.

XML-схема в формате XML Schema для SCL выглядит следующим образом.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" elementFormDefault= "qualified" attributeFormDefault="unqualified">

  <xs:complexType name="model">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="component" type="component" maxOccurs="unbounded"/>
      <xs:element name="signal_list" type="signal_list" maxOccurs="unbounded"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>

  <xs:complexType name="signal_list">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="signal" type="signal" maxOccurs="unbounded"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>

  <xs:complexType name="component">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="attribute" type="attribute" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
      <xs:element name="method" type="method" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
      <xs:element name="statechart" type="statechart" minOccurs="0" maxOccurs="1"/>
    </xs:sequence>
    <xs:attribute name="name" type="xs:string"/>
    <xs:attribute name="init" type="xs:string"/>
    <xs:attribute name="num" type="xs:string"/>
  </xs:complexType>

  <xs:complexType name="signal">
    <xs:attribute name="name" type="xs:string"/>
  </xs:complexType>

  <xs:complexType name="attribute">
    <xs:attribute name="name" type="xs:string"/>
    <xs:attribute name="type" type="xs:string"/>
  </xs:complexType>

  <xs:complexType name="method">
    <xs:attribute name="name" type="xs:string"/>
  </xs:complexType>

  <xs:complexType name="statechart">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="state" type="state" maxOccurs="unbounded"/>
    </xs:sequence>
  </xs:complexType>

  <xs:complexType name="state">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="transition" type="transition" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
    </xs:sequence>
    <xs:attribute name="name" type="xs:string"/>
  </xs:complexType>

  <xs:complexType name="transition">
    <xs:sequence>
      <xs:element name="input" type="input" minOccurs="0"/>
      <xs:choice minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
        <xs:element name="send" type="send"/>
        <xs:element name="handle_invocation" type="handle_invocation"/>
      </xs:choice>
    </xs:sequence>
        <xs:attribute name="target_state_ref" type="xs:string"/>
  </xs:complexType>
  <xs:complexType name="input">
    <xs:attribute name="signal_ref" type="xs:string"/>
  </xs:complexType>

  <xs:complexType name="action"/>

  <xs:complexType name="send">
    <xs:complexContent>
      <xs:extension base="action">
        <xs:attribute name="signal_ref" type="xs:string"/>
      </xs:extension>
    </xs:complexContent>
  </xs:complexType>
  <xs:complexType name="handle_invocation">
    <xs:complexContent>
      <xs:extension base="action">
        <xs:attribute name="method_ref" type="xs:string"/>
      </xs:extension>
    </xs:complexContent>
  </xs:complexType>

  <xs:element name="model" type="model"/>

</xs:schema>

Любая XML-спецификация - и схема, и документ - состоит из тегов, каждый из которых имеет имя, набор атрибутов, а также может включать в себя другие теги. Каждый тег имеет начало и конец. Теги образуют древовидную иерархию, вкладываясь друг в друга.

Будем называть теги в XML-схеме тегами-типами, а в XML-документе - тегами-значениями. Тег-типы задают структуру XML-документов. А XML-документ состоит из тегов-значений - экземпляров тего-типов.

В данном примере и абстрактный, и служебный синтаксис имеют одну и ту же структуру. Чтобы этого достичь, я предусмотрительно позаботился при создании метамодель о том, чтобы каждый класс агрегировался ровно один раз другим классом – непосредственно или косвенно, через "предка" по иерархии наследования. То есть классы метамодели составляют древовидную иерархию, которую легко отобразить средствами XML. Если же метамодель не будет иметь подобную структуру, то XML-схема будет на нее похожа значительно меньше, чем в этом примере.

XML-схема, задающая структуру XML-документов с SCL-моделями, устроена так. Сначала идет заголовок с некоторой служебной информацией. Далее следует описание тегов-типов. Теги-типы верхнего уровня вложенности имеют тип complexType. Каждый из них соответствует некоторому классу метамодели и имеет свойство name, задающее его имя – component, signal, attribute и т.д. Далее идет список атрибутов, если эти атрибуты имеются у соответствующего класса в метамодели. Каждый атрибут задается специальным тегом-типом attribute, в котором через свойство name задается имя атрибута, а через свойство type – его тип. Все типы в данном примере являются строковыми (string).

Теги-типы complexType в XML-схеме должны быть связаны друг с другом, как связаны соответствующие им классы метамодели. На уровень XML-схемы попадает агрегирование и наследование, ассоциации задаются через ссылки по имени. Для задания агрегирования используются теги-типы sequence/element, для задания наследования – choice/element и complexContent/extension.

Тег-тип sequence определяет, что в этом месте в XML-документе должна идти некоторая последовательность фрагментов текста. Тип каждого фрагмента задается тегом-типом element. Свойства minOccurs и maxOccurs у element задают множественность вхождений фрагментов данного типа – нижнюю и верхнюю границу соответственно. Если minOccurs отсутствует, значит, минимальное количество таких фрагментов равно единице. Свойство type у element указывает тип фрагмента текста. В нашем случае это ссылка на некоторый тег-тип complexType. Ссылка реализована по имени. Тег-тип sequence задает порядок вхождений типизированных фрагментов текста. Например, если компонента была в sequence прежде списка сигналов, то в XML- документе, как можно видеть ниже, сначала идут все компоненты ( Client, Server, Monitor ), а потом единственный список сигналов. Таким образом, пара sequence/element реализует агрегирование.

Теги-типы choice/element и complexContent/extension нужны для задания наследования. Вспомним рис. 12.3 – класс transition агрегирует класс action (переход может включать в себя много действий), а последний является предком для классов send и handle_invocation. В XML-схеме это задается так. У тега-типа transition в sequence входит один элемент типа input (и тут все понятно), а далее можно увидеть тег-тип choice. Он заменяет собой класс action и имеет множественность 0..*, как и у action. Тег-тип choice включает в себя два тега-типа element – для send и handle_invocation. Фрагменты текста, заданные двумя последними тегами, могут идти в произвольном порядке. Далее определяется тег-тип action и теги-типы send и handle_invocation, которые строятся на основе action. Это "строительство" происходит так: в каждом из них заводится тег-тип complexContent, который означает, что далее внутри идет некоторая сложная структура, сложнее тех тегов-типов, что нам встречались до сих пор – атрибутов, выборов и последовательностей (теги-типы attribute, sequence, сhoice ). Внутри complexContent определяется включение action с расширением. Это делается с помощью тега-типа extension. Текст, задаваемый action, вставляется вместо конструкции extension и расширяется дополнительным текстом – ссылкой на сигнал или ссылкой на метод для send/handle_method соответственно.

Ниже приводится соответствующий этой схеме XML-документ для графа модели, заданного на рис. 12.1. В таком виде информация о визуальной модели сохраняется на жестком диске.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<model>
	<component name="Client">
		<method name="Init"/>
		<method name="RejectHandle"/>
		<method name="AcceptHandle"/>
	</component>

	<component name="Server">
		<method name="Init"/>
		<method name="AcceptHandler"/>
		<method name="TerminateHandler"/>
		<statechart>
			<state name="Start">
				<transition target_state_ref="Idle">
					<handle_invocation method_ref="Init"/>
				</transition>
			</state>
			<state name="End">
			</state>
			<state name="Idle">
				<transition target_state_ref="End">
					<input signal_ref="Terminate"/>
					<handle_invocation method_ref="TerminateHandle"/>
				</transition>
				<transition target_state_ref="Wait">
					<input signal_ref="Request"/>
					<handle_invocation method_ref="Respond"/>
				</transition>
			</state>
			<state name="Wait">
				<transition target_state_ref="Idle">
					<input signal_ref="Info1"/>
					<handle_invocation method_ref="AcceptHandle"/>
				</transition>
				<transition target_state_ref="Idle">
					<input signal_ref="Info2"/>
					<handle_invocation method_ref="Reject"/>
				</transition>
			</state>
		</statechart>
	</component>

	<component name="Monitor">
		<method name="CreateClient"/>
		<method name="CreateServer"/>
		<method name="TerminateClient"/>
		<method name="TerminateServer"/>
	</component>

	<signal_list>
		<signal name="Request"/>
		<signal name="Respond"/>
		<signal name="Info1"/>
		<signal name="Info2"/>
		<signal name="Accept"/>
		<signal name="Reject"/>
		<signal name="Terminate"/>
	</signal_list>
</model>