Transformación de modelos con ATL Pau Giner OO-Method Research Group Department of Information Systems and Computation Technical University of Valencia, Spain

Agenda Introducción Lenguajes de transformación de modelos Introducción a ATL ATL y Eclipse Tutorial 1 Tutorial 2 ATL al detalle Tutorial 3 ATL Avanzado Referencias Transformación de modelos con ATL

ATL Diferencias entre modelos origen y destino Los modelos origen solo se pueden leer Los modelos destino solo pueden ser escritos Lenguaje híbrido: Imperativo-Declarativo Declarativo Matched rules basadas en pattern-matching Lenguaje de navegación sin efectos laterales (OCL-like) Imperativo Called rules Action blocks Transformación de modelos con ATL

Tipos de fichero ATL ATL module Library Query Conjunto de reglas de transformación Library Conjunto de funciones de ayuda que puede ser importado Query Consultas que obtienen un valor simple de un modelo Transformación de modelos con ATL

ATL: Reglas de transformación Una regla declarativa especifica: Un patrón origen que se buscará en los modelos fuente, Un patrón destino que se creará en el destino por cada regla que haga matching. Una regla imperativa es un procedimiento: Se llama explícitamente Puede tomar argumentos Puede contener: Un patrón declarativo, Un action block (secuencia de sentencias), Ambos. Transformación de modelos con ATL

Patrón Origen El patrón origen está formado por: Un conjunto etiquetado de elementos de los metamodelos origen Una guarda Expresión booleana a modo de filtro Se producirá un matching si se encuentran elementos en los modelos origen que: Sean de los tipos especificados en el patrón, Satisfagan la guarda. Transformación de modelos con ATL

Patrón Destino El patrón destino está compuesto de: Elementos etiquetados del metamodelo destino Para cada elemento una inicialización de sus propiedades Para cada coincidencia se aplica el patrón destino: Se crean los elementos destino Se inicializan sus propiedades Primero, evaluando el valor de las expresiones Después, asignando dicho valor a la propiedad indicada Transformación de modelos con ATL

Ejemplo de regla “Las Clases marcadas como persistentes, se transformarán en Tablas cuyo nombre será el nombre de la clase original” Clase nombre persistente Tabla nombre Transformación de modelos con ATL

Ejemplo de regla Metamodelos Patrón origen Patrón destino Clase Origen: Diagrama de Clases Destino: Modelo Relacional Patrón origen Elementos c: Clase Guarda c.persistente Patrón destino t:Tabla Inicialización t.nombre  c.nombre Clase nombre persistente Tabla nombre Transformación de modelos con ATL

Orden de aplicación de las reglas Con las reglas declarativas permiten al desarrollador despreocuparse del orden de ejecución: No se especifica el orden de Aplicación de reglas Inicialización de propiedades Sin embargo, se mantiene el determinismo La ejecución de una regla no puede cambiar el modelo origen  No puede alterar las coincidencias El modelo destino no es navegable  La creación de un elemento no puede afectar el valor de otro Transformación de modelos con ATL

ATL: Un vistazo a la sintaxis Transformación (ATL module): Cabecera Importación de librerías Helpers y Attributes Reglas Modos de ejecución Normal Refinamiento Transformación de modelos con ATL

ATL: Cabecera Se especifica: module module_name; create output_models [from|refines] input_models; Se especifica: Nombre del modulo Modelos y Metamodelos implicados OUT1 : UML, OUT2 : TraceModel… Tipo de transformación Modelo nuevo Refinamiento En versiones recientes la palabra clave es refining Transformación de modelos con ATL

ATL: Librerías uses lib_name; Permiten la modularización y reutilización de helpers uses string Transformación de modelos con ATL

ATL: Helpers helper [context context_type] def : helper_name(parameters) : return_type = exp; Permiten extender el metamodelo con funciones y atributos derivados Son atributos si no se usan parámetros Las expresiones se definen en OCL El contexto es opcional El modulo ATL es el contexto por defecto Ej: helper context Liga!Partido def: nombre : String = self.local.nombre +' - '+self.visitante.nombre; Transformación de modelos con ATL

ATL: Reglas rule rule_name { from in_var : in_type [(condition)] [using {var1 : var_type1 = init_exp1; ... varn : var_typen = init_expn;}] to out_var1 : out_type1 ( bindings1 ) ... out_varn : out_typen ( bindingsn ) [do { statements }] } Transformación de modelos con ATL

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Tutorial 1 Metamodelos Modelo de entrada: Transformación: Entrada: Book Salida: Publication Modelo de entrada: libro.xmi Transformación: Crear para cada Libro una Publicación cuyo atributo nbPages sea la suma de las páginas de los capítulos del libro. Transformación de modelos con ATL

Cabecera module Book2Publication; create OUT : Publication from IN : Book; Los elementos create y from definen los modelos de salida y entrada que se representan mediante las variables OUT e IN Transformación de modelos con ATL

Helpers Definimos un helper getSumPages que nos devuelva el número de páginas de un libro Sumando las páginas de cada capítulo helper context Book!Book def : getSumPages() : Integer = self.chapters->collect(c|c.nbPages).sum(); Los contextos se expresan como Metamodelo!Elemento Book!Book: La clase Book del metamodelo Book Transformación de modelos con ATL

Reglas rule Book2Publication { from b : Book!Book to out : Publication!Publication( title <- b.title, nbPages <- b.getSumPages() ) } Transformación de modelos con ATL

Reglas (con Guardas) Si añadimos el requisito de que solo se transformen los libros con más de dos páginas rule Book2Publication { from b : Book!Book ( b.getSumPages() > 2) to out : Publication!Publication ( title <- b.title, nbPages <- b.getSumPages() ) } Transformación de modelos con ATL

Mensajes de salida Todo elemento tiene la operación debug que Devolverá el propio elemento Por lo que no afectará a la computación Mostrará un mensaje por la consola Permitirá obtener mensajes de ayuda para el desarrollador Ej: b.getSumPages().debug(‘paginas’) > 2 Transformación de modelos con ATL

Extras Depuración Queries La perspectiva de depuración permite ejecutar paso a paso las reglas Queries Permiten calcular valores primitivos a partir de elementos del modelo. Ejemplo query caps = Book!Chapter.allInstances()->size().toString(); El método writeTo(fichero:String) permite escribir la cadena a un fichero Transformación de modelos con ATL

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ATL al detalle Sistema de tipos Comentarios Expresiones declarativas Helpers Reglas Transformación de modelos con ATL

Sistema de tipos Transformación de modelos con ATL

OclType Sus instancias son los distintos tipos Operaciones allInstances() Devuelve el conjunto de las instancias de un tipo Book!Chapter.allInstances() allInstancesFrom(metamodel:String) Devuelve las instancias contenidas en el modelo Book!Chapter.allInstancesFrom(‘IN’) Transformación de modelos con ATL

OclAny Cualquier objeto pertenece a OclAny Operaciones Comparación: = <> oclIsUndefined Indica sí self no está definido (análogo al null) oclIsKindOf(t: oclType) Indica si self es instancia directa o indirecta del tipo t 3.oclIsKindOf(OclAny) oclIsTypeOf(t:oclType) Indica si self es instancia directa del tipo t 3. oclIsTypeOf(Integer) Transformación de modelos con ATL

OclAny Operaciones toString() oclType() asSequence(), asSet(), asBag() Versión textual del objeto oclType() Tipo del objeto asSequence(), asSet(), asBag() Convierte el objeto en secuencia, conjunto y bolsa refImmediateComposite Obtiene el objeto bajo el cual self está compuesto Transformación de modelos con ATL

ATL Module Representa el módulo y solo tiene una instancia: thisModule Permite definir helpers y atributos “globales” Operaciones resolveTemp(var:oclAny, target:String) Permite determinar que patrón target se aplicará a un objeto origen var. Útil cuando no se desea aplicar el patrón por defecto Transformación de modelos con ATL

Primitive Tipos primitivos Boolean: true, false Operadores lógicos: and, or, xor, not implies(b:Boolean): self  b Numerical (Integer, Real) Comparación: <, >, =>, >= Operadores: *, +, -, /, div(x), max(x), min(x), abs() Particulares: mod(x) para Integer y floor y round para Real Aritméticas: cos, sin, toDegrees, toRadians, exp, log, sqrt… String Transformación de modelos con ATL

String Se define usando comillas simples Ej.: ‘ejemplo de cadena de carácteres’ Se indexa comenzando por el 1 Operaciones size() concat(s: String) Alternativamente puede usarse el operador + substring(lower:Integer, upper:Integer) Conversión: toInteger, toReal, toSequence, toUpper, toLower Salida writeTo(file:String): escribe la cadena a un fichero Las rutas relativas se consideran desde el directorio de eclipse println(): escribe en la salida estándar Transformación de modelos con ATL

Collection Es un tipo abstracto que engloba a los 4 tipos de colecciones: Set: conjunto Sin duplicados y sin orden OrderedSet Sin duplicados y con orden Bag Con duplicados y sin orden Sequence Con duplicados y con orden Definición: tipo_colección(tipo_elementos) Set(Integer) Instanciación: tipo_colección{elementos} Set{1,2,3} La invocación de operaciones se realiza utilizando ‘->’ 'Set{1,2,3}->size() Transformación de modelos con ATL

Collection Operaciones comunes size() includes(x:oclAny) Devuelve true si x pertenece a la colección. excludes(x:oclAny) Devuelve true si x no pertenece a la colección. count(x:oclAny) Nº de veces que aparece x en la colección includesAll(c: Collection) Devuelve true si todos los objetos de c pertenecen a la colección excludesAll(c: Collection) Devuelve true si ninguno de los objetos de c pertenecen a la colección isEmpty(), notEmpty() sum() Aplica el operador + a todos los elementos de la colección asBag(), asSequence(), asSet() Transformación de modelos con ATL

Sequence union(c: Colection) flatten() Devuelve una colección con la unión de los contenidos flatten() Sequence{Set{1,2},Set{3,4}}  Sequence{1,2,3,4} append, prepend, insertAt(pos:Integer) Inserción al final, inicio o posición determinada first(), last(), at(pos:Integer) Recuperación del primer, último o elemento indicado Transformación de modelos con ATL

Set union, intersection self –(s:Set) Set con los elementos de self que no están en s Including(x:oclAny), excluding(x:oclAny) Devuelven un set con o sin el elemento x symetricDifference(s:Set) Devuelve los elementos que están en self o en s pero no en ambos Transformación de modelos con ATL

Iterar sobre colecciones Facilidades para recorrer colecciones Colección->operación(iteradores| cuerpo) Operaciones exists Devuelve true si se cumple el cuerpo para algún elemento forAll Devuelve true si se cumple el cuerpo para todos los elementos one Devuelve true si se cumple el cuerpo para un único elemento isUnique Devuelve true si el cuerpo se evalúa a un valor distinto para cada elemento Transformación de modelos con ATL

Iterar sobre colecciones Operaciones any Devuelve un elemento que satisface el cuerpo, o el valor OclUndfined collect Devuelve una colección de elementos resultantes de aplicar el cuerpo a cada uno de los elementos select Devuelve el conjunto de elementos que satisfacen el cuerpo reject Devuelve el conjunto de elementos que no satisfacen el cuerpo sortedBy Devuelve una colección ordenada según el criterio establecido en el cuerpo Transformación de modelos con ATL

Iterar sobre colecciones Para casos más complejos… Iterate(iterador; variable=inicialización | cuerpo) Ejemplo Set{1,2,3}->iterate(e; res:Integer=0 | res+e) Transformación de modelos con ATL

Enumeraciones Para acceder a los literales de una enumeración se utiliza el carácter # El tipo de numeración es inferido por el sistema Ej.: dia<- #Lunes Si el nombre del literal coincide con alguna palabra reservada, se entrecomillará Ej: #”Integer” Para comparar mp.kind <> #out Transformación de modelos con ATL

Tuple Permiten definir valores compuestos Definición Uso TupleType(var_name, var_type,…) Ej.: TupleType(a:MM!Author, title:String) Uso Tuple{var_name[:var_type]=value,…} Ej.:Tuple{title=‘El Aleph’, author=b} Transformación de modelos con ATL

Map Define una tabla de mappings clave-valor Definición Uso Map(key_type, value_type) Ej.: Map(Integer, MM!Author) Uso Map{(key,value),…} Ej.: Map{(1,aut1), (2,aut2)} Transformación de modelos con ATL

Map Operaciones get(key)  value including(key,val) Union(m:Map) Nuevo Map, que incluye el valor indicado si no contenía la clave key Union(m:Map) Nuevo Map, que incluye los elementos de m getKeys, getValues Colección con las claves o los valores Transformación de modelos con ATL

Model Elements Los elementos definidos en los metamodelos se consideran nuevos tipos de ATL Los tipos se referencian a partir de su metamodelo Metamodel!class Ej: Library!Author Navegación por punto Tanto para recorrer atributos como referencias Ej.: aut1.nombre Test de vacío oclIsUndefined() para atributos con cardinalidad 0..1 isEmpty() para atributos con cardinalidad * Transformación de modelos con ATL

Comentarios Se usa el doble guión Hasta el final de la línea Ejemplo: --comentario Hasta el final de la línea En la primera línea del fichero, determinan el compilador -- @atlcompiler atl2006 -- @atlcompiler atl2004 Transformación de modelos con ATL

Expresiones declarativas If Permite definir expresiones condicionales if condición then exp1 else exp2 endif No se puede omitir ninguna parte Representa decisiones sobre datos No control de flujo Ej: if x>3 then ‘mayor que 3’ else ‘menor o igual que 3’ endif Transformación de modelos con ATL

Expresiones declarativas Let Permite definir variables locales let nombre : tipo = inicialización in exp let a: Integer = 1 in a+2 Se pueden encadenar let a:Integer=1 in let b:Integer=2 in a+b Facilitan la legibilidad y la depuración Transformación de modelos con ATL

Expresiones declarativas Cuidado!! Las expresiones lógicas se evalúan completamente Problema not person.oclIsUndefined() and person.name=‘Pepe’ El acceso a name se realizará independientemente de que person esté definida o no. Produciendo el consecuente error en caso de no estarlo Suele darse en el cuerpo de los iteradores Solución if person.oclIsUndefined() then false else person.name=‘Pepe’ endif Transformación de modelos con ATL

Funciones auxiliares Permiten factorizar el código Existen dos tipos Se definen en base a un contexto Tipo de elementos sobre el que se puede aplicar El contexto por defecto es el módulo Se invocará el helper a partir de la variable thisModule Puede haber varios helpers con el mismo nombre En contextos distintos Existen dos tipos Helpers Aceptan parámetros Attributes No aceptan parámetros Más eficientes Transformación de modelos con ATL

Helpers Helper Attribute helper [context context_type] def : helper_name(parameters) : return_type = exp; Attribute helper [context context_type] def : helper_name : return_type = exp; Transformación de modelos con ATL

Helpers Helper Attribute Definición helper [context context_type] def : helper_name(parameters) : return_type = exp; helper context Integer def: suma(b:Integer):Integer= self*b; Uso: 3.suma(2) Attribute Como el helper pero sin parámetros helper context MM!Person def: mayor: Boolean= self.age>=18 Uso: p.mayor Transformación de modelos con ATL

Helpers: Limitaciones No se puede definir una colección como contexto Problema helper context Set(MM!Person) def: getYounger(age:Integer): Set(MM!Person)… Solución helper def getYpunger(s: Set(MM!Person, age:Integer)… En las librerías no se aceptan attributes Se debe definir toda función como helper Transformación de modelos con ATL

Reglas ATL Código imperativo Matched Rules Called Rules Transformación de modelos con ATL

Código Imperativo Se puede especificar código imperativo en Bloques imperativos Reglas (matched o called) Bloque imperativo Conjunto de sentencias imperativas separadas por ; Tipo de sentencia Asignación Target <- exp; Condición if(condición) { sentencias;} [else {sentencias;}]? Bucles for(iterador in colección) { sentencias;} for(p in persons){…} Transformación de modelos con ATL

Matched Rules rule rule_name { Patrón origen from in_var : in_type [(condition)] [using {var1 : var_type1 = init_exp1; ... varn : var_typen = init_expn;}] to out_var1 : out_type1 ( bindings1 ) ... out_varn : out_typen ( bindingsn ) [do { statements }] } Patrón origen Variables locales Patrón destino Bloque imperativo Transformación de modelos con ATL

From: Patrón Origen Determina los elementos origen sobre los que se aplicará la regla Ejemplo from p:MM!Person Puede incluir condiciones para afectar solo a un subconjunto de elementos from p:MM!Person( p.name=‘Pepe’) Transformación de modelos con ATL

Using: Variables locales Permite definir variables locales a usar en La propia sección using Secciones to y do Ejemplo from c:Geo!Circulo using{ pi:Real=3.14 area:Real=pi*c.radio.square() } Transformación de modelos con ATL

To: Patrón destino La sección to contiene un conjunto de patrones de destino El primero se considerará el patrón por defecto Los patrones se definen Indicando un elemento de destino Especificando su inicialización Hay dos tipos de patrones destino Simple Genera un elemento destino por regla Iterativo Genera un conjunto de elementos por regla Transformación de modelos con ATL

Ejemplo: Patrón destino Simple from b : Book!Book to out : Publication!Publication( title <- b.title, nbPages <- b.getSumPages() ) Transformación de modelos con ATL

Inicialización de referencias Podemos inicializar una referencia con Elemento destino creado por la propia regla El elemento generado por defecto por otra regla Elemento no generado por defecto de otra regla Transformación de modelos con ATL

Inicialización de referencias Podemos inicializar una referencia con Elemento destino creado por la propia regla from c:UML!Class to tabla:DB!Table( name <- c.name, primaryKey <- pk ) pk:DB!PrimaryKey( … ) Transformación de modelos con ATL

Inicialización de referencias Podemos inicializar una referencia con El elemento generado por defecto por otra regla rule model2schema{ from m:UML!Model to s:DB!Schema( name <- m.name, tables<- m.classes) } rule class2table{ from c: UML!Class to tabla: DB!Table( name <- c.name ) } Transformación de modelos con ATL

Inicialización de referencias Podemos inicializar una referencia con Elemento no generado por defecto de otra regla rule model2schema{ from m:UML!Model to s:DB!Schema( name <- m.name, tables<- m.classes-> collect(c|thisModuleResolveTemp(c,’tabla’)) } rule class2table{ from c: UML!Class to o: DB!Otro( … ), tabla: DB!Table( name <- c.name) } Transformación de modelos con ATL

Patrón destino Iterativo Permite generar un conjunto de elementos destino a partir de un elemento orígen Definición: distinct tipo foreach(iterador) Ejemplo using{ nombres: Sequence(String)=Sequence{‘a’,’b’,’c’}} to tablas: distinct DB!Table foreach(e in nombres)( name <- e ) Transformación de modelos con ATL

Do: Bloque Imperativo Las matched rules permiten incluir opcionalmente bloques imperativos Ejemplo helper def id: Integer=0; … rule class2table{ from c:UML!Class to t:DB!Table(…) do{ thisModule.id <- thisModule.id+1; t.id <-thisModule.id; } } Transformación de modelos con ATL

Lazy rules Variante de las matched rules Ejemplo Reglas declarativas que deben ser llamadas explicitamente En cada llamada generan elementos nuevos Salvo que se definan como unique lazy rule Ejemplo Definición lazy rule getTable { from i: UML!Class to rel: DB!Table ( ) } Llamada: thisModule.getTable() Transformación de modelos con ATL

Called Rules Reglas que se llaman explicitamente Sintaxis similar a las matched rules No tienen sección from La sección to es opcional Pueden aceptar parámetros Permiten definir un entrypoint Se ejecutará antes de la fase de matching Transformación de modelos con ATL

Ejemplo: Called Rules helper def: schema:DB!Schema=OclUndefined … entrypoint rule Schema(){ to s:DB!Schema do{ thisModule.schema<-s } Transformación de modelos con ATL

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Tutorial 3: Library2Mindmap Transformación de modelos con ATL

Library Transformación de modelos con ATL

Mindmap Transformación de modelos con ATL

Transformación Los Autores y Empleados se presentarán como Topics Los topics de Autor con prioridad 5 Los topics de Empleado con prioridad 0 Habrá relaciones de tipo Dependency entre topics sii El topic origen es un autor y el destino un empleado El empleado está encargado de alguna estantería dónde se encuentra algún libro del autor Los topics de autores contendrán un Thread por libro Cada Thread contendrá un ThreadItem con el nombre de la estantería que contiene el libro Los Topics de Empleados contendrán un Thread por cada estantería de la que se encargan Transformación de modelos con ATL

Modelo de ejemplo Transformación de modelos con ATL

Resultado Esperado Transformación de modelos con ATL

Transformación Transformación de modelos con ATL

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ATL Avanzado ATL 2006 Nuevo compilador (frente a ATL 2004) Introduce diversas mejoras Múltiples patrones Origen Herencia de reglas Para usarlo el módulo debe contener en la primera línea el comentario: -- @atlcompiler atl2006 No soporta (todavía) el modo de ejecución de refinamiento Transformación de modelos con ATL

Múltiples patrones origen rule StructuralFeature { from s : KM3!StructuralFeature, c : KM3!Class ( c.allStructuralFeatures->includes(s) and not c.isAbstract ) to t : ATL!Binding ( propertyName <- s.name, -- ... } Transformación de modelos con ATL

Herencia de reglas Las reglas hijas deben afectar a un subconjunto de los elementos de la regla padre abstract rule R1 { -- ... } rule R2 extends R1 { Transformación de modelos con ATL

Problemas comunes (y soluciones!) Si algún literal o nombre de elemento coincide con alguna palabra reservada, deberá entrecomillarse #”1”, “Map”… No puede haber dos reglas con el mismo nombre Solo puede haber una regla por elemento del metamodelo origen. Se pueden definir varios objetivos alternativos, pero para que se ejecuten deberá indicarse explícitamente mediante resolveTemp. resolveTemp no se puede ejecutar sobre colecciones Hay que usar collect para aplicarlo a los elementos Cuando hay varios modelos de salida si son del mismo metamodelo no hay forma de determinar en cual de los dos queremos crear elementos ya que solo se indican los elementos a crear de la forma MM!Elemento. Solución: definirlos como si fuesen de metamodelos distintos y en la configuración indicar que se trata del mismo. Transformación de modelos con ATL

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Referencias ATL Documentation Open Model CourseWare User Manual, Starter Guide… http://www.eclipse.org/m2m/atl/doc/ Open Model CourseWare http://www.eclipse.org/gmt/omcw/resources/chapter10/ Ejemplos (unos 100) ATL Transformations http://www.eclipse.org/m2m/atl/atlTransformations/ ATL Use Cases http://www.eclipse.org/m2m/atl/usecases/ Problemas y soluciones http://wiki.eclipse.org/index.php/ATL_Language_Troubleshooter Transformación de modelos con ATL