Bachelorarbeit

Analyse des Web-Frameworks Ruby on Rails
anhand einer Beispielanwendung

ausgeführt von

Roman Badstuber

Ausgeführt an der Fachhochschule Technikum Wien
Studiengang BICSS

Inhaltsverzeichnis

1. Problem- und Aufgabenstellung ... 3

2. Einleitung  ... 4
2.1. Motivation  ... 4
2.2. Einschränkungen ... 6

3. Grundlagen  ... 7
3.1. Ruby  ... 7
3.1.1. Geschichtliche Entwicklung ... 7
3.1.2. Programmierparadigmen ... 7
3.1.3. Programmaufbau ... 8
3.1.4. Basistypen ... 8
3.1.5. Flusskontrolle  ... 10
3.1.6. Klassen und Objekte  ... 11
3.1.7. Module und Mixins  ... 12
3.2. Rails  ... 12
3.2.1. Model-View-Controller Konzept (MVC)  ... 12
3.2.2. MVC Umsetzung in Rails  ... 13
3.2.3. Konfiguration von Rails  ... 15
3.2.4. Namenskonventionen ... 15
3.2.5. Active Records  ... 17
3.2.6. Layout Templates und Partials ... 21
3.2.7. Generatoren  ... 22

4. Praktischer Teil ... 24
4.1. Use Cases ... 24
4.1.1. Actoren  ... 25
4.2. Entity-Relationship-Modell ... 26
4.3. Testumgebung  ... 26
4.4. Umsetzung der zwei exemplarischen Use Cases  ... 26
4.4.1. Vorgehensweise ... 26
4.4.2. Einrichten der Datenbank ... 26
4.4.3. Erstellen des Rails-Projektes und Konfiguration ... 27
4.4.4. Konfiguration der Startpage  ... 29
4.4.5. Vertikale Implementierung des Use-Cases „Einloggen eines Members“  ... 30
4.4.6. Vertikale Implementierung des Use-Cases „Registrieren eines Users“  ... 33

5. Diskussion  ... 38
5.1. Das MVC-Konzept ... 38
5.2. Active Records  ... 38
5.3. DRY und Konventionen-statt-Konfigurationen  ... 39
5.4. Conclusio ... 

6. Abbildungsverzeichnis  ... 

7. Abkürzungsverzeichnis  ... 

8. Literaturverzeichnis  ... 

9. Anhang ... 44

1. Problem- und Aufgabenstellung

Die Analyse des Web-Frameworks Ruby on Rails (Rails), ist eines von fünf Arbeitsthemen des Spezialisierungsthemengebietes „Web-Engineering“ der Fachhochschule Technikum Wien.

Das Themengebiet „Web-Engineering“ umfasst zusätzlich noch die Themen „Analyse und Vergleich bestehender Web-Frameworks“, „Analyse und Design einer Beispielanwendung zur Analyse von Web-Framworks“,“ Analyse des Web-Framework Java Server Faces anhand einer Beispielanwendung“ und “Vergleich von Ruby on Rails mit dem PHPWebframework WebLIOS“.

Da es auf dem Gebiet des Web-Engineerings zahlreiche unterschiedliche Web-Frameworks gibt, soll mit diesen Arbeiten ein Überblick über aktuelle Web-Technologien und Web- Frameworks geschaffen werden.

Alle Arbeitsthemen und die behandelnden Web-Frameworks basieren auf der selben Beispielanwendung. Anhand dieser Anwendung, die von allen fünf Studenten ausgewählt und designed wurde, werden zwei exemplarische Use Cases vertikal implementiert, um damit die Funktionsweise und Aspekte von Ruby on Rails analysieren und beschreiben zu können. Die Implementierung umfasst die Erstellung des Graphical User Interfaces sowie der Geschäftslogik und der Datenzugriffsschicht. Durch die vollständige Entwicklung dieser Schichten mit Ruby on Rails soll herausgefunden werden, wie dieses Web-Framework den Entwickler bei der Implementierung und Programmierung unterstützt. Besonderes Augenmerk liegt auf dem agilen Softwareentwicklungsprozess.

2. Einleitung

2.1. Motivation

Die Gegenbewegung zu den formalen Softwareentwicklungsprozessen ist die sogenannte Agile Softwareentwicklung, die seit den ersten Ansätzen von vielen Firmen in der Entwicklung ihrer Software immer häufiger eingesetzt wird [AGILE01].

Diese steigende Tendenz ist verständlich, denn die Vergangenheit hat gezeigt, dass oftmals der Kundenwunsch und das Verständnis der Entwickler bezüglich der Anforderungen nicht übereinstimmen.

Dies führte dazu, dass Teile der Applikationen nochmal analysiert, redesigned und neu implementiert werden mussten.

Wurde jedoch zuerst ein sehr aufwendiger und zeitintensiver Analyse- und Designprozess durchlaufen, um solche Fehler zu vermeiden, explodierten die Kosten schon zu Beginn eines Projektes, ohne das noch eine Zeile Code geschrieben wurde. Für nicht so umfangreiche Softwareprodukte war so ein Vorgehensmodell ineffizient. Mit den ersten Ansätze der agilen Softwareentwicklung wurde versucht, den Softwareentwicklungsprozess zu verbessern und vorzeigbare Teile der Software schneller zu erhalten. Mit dem Buch Extreme Programming von Kent Beck erlangte das agile Vorgehensmodell große Popularität [AGILE02]. Primär befasst sich diese Arbeit mit den Grundprinzipien der Agilen Softwareentwicklung und der Integration in Ruby on Rails.

Die Motivation für diese Arbeit liegt im grundsätzlichen Interesse an der Web-Entwicklung und im speziellen am Interesse an Web-Frameworks, womit der agile Entwicklungsprozess und das Rapid Application Development (RAD) vielschichtig umsetzbar ist.

Ziel
Mit dieser Arbeit sollen die Prinzipien, Konzepte und die Möglichkeiten der agilen Softwareentwicklung des Web-Framework Rails untersucht und analysiert werden. Die Basis für diese Untersuchung ist die Beispielanwendung „Yet Another Community“ (YAC), die von fünf Studenten des Spezialisierungsthemengebietes „Web-Engineering“ entworfen wurde. Auf Basis dieser Applikation werden zwei exemplarische Use Cases vertikal implementiert und der Implementierungsprozess beschrieben.

Inwieweit Rails den agilen Softwareentwicklungsprozess unterstützt, welche Stärken dieses Web-Framework bietet und welche Schwächen aufgezeigt werden können, wird in der Diskussion erarbeitet.

Mittels der vollständig vertikalen Implementierung der Use Cases werden die vier Grundkonzepte von Rails im speziellen diskutiert:

1. DRY-Prinzip:

Dieses Prinzip ist auch unter den Namen „Once and only Once“ oder „Single Point of Truth (SPOT)“ bekannt. Ziel und Philosophie dieses Prozesses ist es, Duplikate und Wiederholungen zu verringen. „In Rails muss ein Sachverhalt genau einmal programmiert bzw. beschrieben werden [ROR01, S. 2].

2. Konventionen statt Konfigurationen-Prinzip:

Statt Konfigurationsdateien werden in Rails Zusammenhänge über Namenskonventionen behandelt.

3. Model-View-Controller Konzept:

Ein flexibles Programmdesign gewährleistet die Wiederverwendbarkeit von einzelnen Komponenten und ermöglicht eine einfache Erweiterung der Web-Applikation. Das Model-View-Controller(MVC) Prinzip ist ein Design-Pattern, welches Applikationen in drei voneinander getrennte Bereiche aufteilt: dem Datenmodell (Model), der Programmsteuerung (Controller) und der Präsentation (View)

Objektrelationales Mapping:
Da Datenbestände in relationalen Datenbanksystemen gehalten werden, die Programmierung jedoch objektorientiert ist, müssen Objekte und relationale Daten zusammengeführt bzw. gemappt werden. Dies bedeutet das eine Tabelle in ein Objekt und vice versa abgebildet wird.

[....]