Die vorliegende Bachelorarbeit behandelt die Fragestellung, ob die Anwendung der Clean-Architecture-Prinzipien auf die moderne Android-Entwicklung Vorteile mit sich bringt. Dafür wurde eine Beispielanwendung mit zunehmendem Einbringen dieser Prinzipien in mehreren Ausführungen entwickelt, um diese anschließend miteinander vergleichen und Auswirkungen festhalten zu können.
Um die Forschungsfrage zu beantworten, wurde zuerst eine Android-Applikation in der Programmiersprache Kotlin ohne Beachtung der Clean-Architecture-Prinzipien mit der Model-View-ViewModel-Architektur entwickelt. Anschließend erfolgte die
Entwicklung zweier weiterer Ausführungen der Applikation mit sukzessiver Anwendung der wichtigsten Clean-Architecture Prinzipien, damit die Veränderungen der oben aufgelisteten Eigenschaften schrittweise verglichen werden konnten. Spezifisch wurde auf die Auswirkungen beim Erstellen von Testfällen, das Erweitern des Quellcodes um zusätzliche Funktionen und das Verstehen der Softwareprojektstruktur Bezug genommen.
Während die Testbarkeit und die Erweiterbarkeit anhand des Quellcodes und auf Modellierungsebene untersucht werden konnten, erfolgte für die Evaluierung der Lesbarkeit eine quantitative Studie zur Verständlichkeit der Projektstruktur und des Quellcodes. Die Untersuchung wies eine schrittweise und deutliche Verbesserung der Applikation hinsichtlich der Erweiterbarkeit und Testbarkeit auf. Für die Erweiterbarkeit zeigte sich, dass das Einbringen von ausgewählten Funktionen, um die die Applikation erweitert werden sollte, ohne eine Steigerung der Komplexität erfolgen konnte, während sich das Erstellen von Testfällen zur Validierung der Funktionalitäten als übersichtlich und einfach erwies. Die Umfrage zur Lesbarkeit, die lediglich von Personen mit Programmiererfahrung durchgeführt wurde, ergab, dass die Struktur und der Quellcode der endgültigen Applikation für die befragten Personen am verständlichsten war.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1. Motivation
1.2. Problemstellung
1.3. Abgrenzung
1.4. Ziel der Arbeit
1.5. Vorgehen
1.6. Ausblick
2. Theoretische Grundlagen
2.1. Softwarearchitektur
2.1.1. Definition Softwarearchitektur
2.1.2. Bedeutung von Softwarearchitektur
2.2. Clean-Architecture-Prinzipien nach Robert C. Martin
2.2.1. SOLID-Prinzipien
2.2.2. Schichten entkoppeln
2.2.3. Grenzlinien
2.2.4. Anwendungsfälle
2.2.5. Entitäten
2.2.6. Architektur
2.2.7. Beispiel
2.2.8. Clean Architecture bei clientseitiger Software
2.3. Native Android-Appentwicklung
2.3.1. Android Studio
2.3.2. Lebenszyklen
2.3.3. Layouts
2.3.4. Frameworks und Tools
2.4. Programmiersprache Kotlin für native Android-Appentwicklung
2.4.1. Kotlin vs Java
2.4.2. Asynchrone Programmierung
2.4.3. Jetpack Compose
2.5. Architekturen für Android-Entwicklung
2.5.1. Model-View-Controller
2.5.2. Model-View-ViewModel
2.5.3. Vergleich
2.6. Bewertung von Softwarearchitektur
2.6.1. Wartbarkeit
2.6.2. Testbarkeit
2.6.3. Erweiterbarkeit
2.6.4. Lesbarkeit
3. Problemanalyse
4. Lösungskonzept
4.1. Android-Applikation
4.1.1. Basis Applikation
4.1.2. Modifizierte Applikation
4.1.3. Endgültige Applikation
4.1.4. Applikationsstrukturen
4.1.5. Realisierungstechniken
4.2. Bewertung der Testbarkeit
4.3. Bewertung der Erweiterbarkeit
4.4. Bewertung der Lesbarkeit
5. Evaluierung
5.1. Testbarkeit
5.1.1. Basis Applikation
5.1.2. Modifizierte Applikation
5.1.3. Endgültige Applikation
5.2. Erweiterbarkeit
5.2.1. Basis Applikation
5.2.2. Modifizierte Applikation
5.2.3. Endgültige Applikation
5.3. Lesbarkeit
5.3.1. Umfrageergebnisse Basis Applikation
5.3.2. Umfrageergebnisse Modifizierte Applikation
5.3.3. Umfrageergebnisse Endgültige Applikation
5.3.4. Evaluation der Umfrageergebnisse
5.4. Zusammenfassende Gesamtevaluierung
6. Zusammenfassung und Ausblick
6.1. Erreichte Ergebnisse
6.2. Ausblick
6.2.1. Übertragbarkeit der Ergebnisse
6.2.2. Erweiterbarkeit der Ergebnisse
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht, ob und welche Vorteile die Anwendung der Clean-Architecture-Prinzipien von Robert C. Martin für die in der modernen Android-Entwicklung verbreitete Model-View-ViewModel (MVVM)-Architektur mit sich bringt. Ziel ist es, die Auswirkungen auf die Qualitätsmerkmale Testbarkeit, Erweiterbarkeit und Lesbarkeit zu analysieren.
- Analyse und Anwendung von Clean-Architecture-Prinzipien
- Entwicklung und Vergleich von drei Android-Applikationsvarianten
- Untersuchung der Testbarkeit und Erweiterbarkeit anhand von Quellcode und Entwurfsdiagrammen
- Quantitative Studie zur Evaluierung der Lesbarkeit durch Programmierer
- Verhaltensbasierter Vergleich der Architekturansätze
Auszug aus dem Buch
2.2.1. SOLID-Prinzipien
Die SOLID-Prinzipien sind fünf Designprinzipien für SA, die bei einer Einhaltung dem Entwickler dabei helfen, eine gute Software zu erstellen:
• Single-Responsibility-Prinzip
• Open-Closed-Prinzip
• Liskovsches Substitutionsprinzip
• Interface-Segragation-Prinzip
• Dependency-Inversion-Prinzip
Vorteil der Anwendung dieser Prinzipien ist eine auf lange Sicht wiederverwendbare, stabile, wartbare und testbare Software.[36] Die SOLID Prinzipien sind zentraler Baustein der Clean-Architecture-Prinzipien.[38, Teil 5]
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung beleuchtet die Bedeutung von Softwarearchitektur in modernen mobilen Applikationen und definiert das Forschungsziel sowie das methodische Vorgehen.
2. Theoretische Grundlagen: Das Kapitel führt in die Konzepte der Softwarearchitektur, Clean Architecture, die Android-Entwicklung mit Kotlin und bewährte Architekturmuster wie MVVM ein.
3. Problemanalyse: Hier werden die methodischen Schwierigkeiten bei der Erstellung repräsentativer Vergleichsmodelle und die Wahl der geeigneten Metriken für die Evaluierung diskutiert.
4. Lösungskonzept: Dieses Kapitel beschreibt die Entwicklung einer Beispielanwendung in drei unterschiedlichen Stufen, um die Auswirkungen der Clean-Architecture-Prinzipien Schritt für Schritt zu beleuchten.
5. Evaluierung: Die Ergebnisse aus der Untersuchung der Testbarkeit, Erweiterbarkeit und der Umfrage zur Lesbarkeit werden ausgewertet und gegenübergestellt.
6. Zusammenfassung und Ausblick: Diese Sektion fasst die gewonnenen Erkenntnisse über die Vorteile der Clean-Architecture-Prinzipien zusammen und gibt einen Ausblick auf potenzielle Erweiterungen der Forschung.
Schlüsselwörter
Clean Architecture, Android-Entwicklung, MVVM, Softwarearchitektur, Testbarkeit, Erweiterbarkeit, Lesbarkeit, Kotlin, SOLID-Prinzipien, Dependency Injection, Jetpack Compose, Refactoring, Softwarequalität, Entwurfsprinzipien, Applikationsstruktur
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, ob und wie die Anwendung der Clean-Architecture-Prinzipien nach Robert C. Martin die Qualität handelsüblicher Android-Anwendungen verbessert.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Das Hauptaugenmerk liegt auf der Modellierung von Android-Software, der Anwendung von Architekturmustern wie MVVM und der anschließenden Evaluierung ihrer Qualität.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, nachzuweisen, dass durch die Integration von Clean-Architecture-Prinzipien messbare Verbesserungen bei Testbarkeit, Erweiterbarkeit und Lesbarkeit gegenüber einem reinen MVVM-Ansatz erzielt werden können.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Methodik basiert auf der Entwicklung dreier Applikations-Iterationen mit sukzessive steigendem Grad der Clean-Architecture-Implementierung, gefolgt von einer qualitativen und quantitativen Analyse sowie einer Nutzer-Umfrage.
Was behandelt der Hauptteil der Arbeit?
Der Hauptteil gliedert sich in eine theoretische Fundierung, die Problemanalyse der Architekturmodelle, ein konkretes Umsetzungskonzept der Beispielanwendungen und die detaillierte Evaluierung der Ergebnisse.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Arbeit?
Zentral sind Begriffe wie Clean Architecture, MVVM, Testbarkeit, Erweiterbarkeit, Lesbarkeit und die Programmiersprache Kotlin.
Warum wurde eine Umfrage für die Lesbarkeit durchgeführt?
Da Lesbarkeit ein subjektives Qualitätsmerkmal ist, für das es kaum automatisierte Metriken gibt, ist eine Nutzerumfrage unter erfahrenen Programmierern das beste Mittel zur Bestimmung von Tendenzen.
Wie unterscheidet sich die "Basis" von der "Endgültigen Applikation"?
Die Basis-Applikation nutzt lediglich grundlegende MVVM-Strukturen, während die endgültige Version durchgängig Prinzipien wie SRP, DIP und spezialisierte Anwendungsfall-Klassen konsequent einsetzt.
- Arbeit zitieren
- Matthias Kerat (Autor:in), 2022, Clean Architecture angewandt auf moderne Android-Entwicklung, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1273852
