WebSPL: Uma Nova Abordagem para o Desenvolvimento de Aplicativos Web

As empresas que desenvolvem aplicativos web enfrentam uma necessidade crescente por produtos que sejam de alta qualidade, acessíveis e rápidos de produzir. No entanto, criar esses aplicativos ainda pode ser um processo demorado, e erros acontecem com frequência. Isso acontece principalmente porque é difícil reaproveitar Recursos e módulos, especialmente com as muitas frameworks web diferentes disponíveis. Hoje em dia, as empresas também precisam se adaptar rapidamente a mudanças nos requisitos. As Linhas de Produtos de Software (SPL) surgiram como uma forma de enfrentar esses desafios, permitindo que as empresas criem uma coleção de aplicativos a partir de um conjunto de ativos de software comuns. Embora as SPLs mostrem um grande potencial, ainda falta pesquisa que se concentre em linhas de produtos especificamente projetadas para aplicativos web. Este artigo apresenta o WebSPL, uma linha de produtos para aplicativos web que inclui recursos essenciais necessários na vida real.

#A Necessidade de Mudança

Desenvolver aplicativos web de alta qualidade de forma rápida e barata é um objetivo crucial para muitas empresas. Elas buscam melhorar a qualidade de seus aplicativos enquanto mantêm flexibilidade em diferentes áreas de negócio e aceleram a produção e entrega. Além disso, as empresas querem reduzir os custos de desenvolvimento e aumentar a produtividade. Elas também preferem usar tecnologias que facilitam a personalização de seus aplicativos web, o que ajuda a evitar sistemas excessivamente complexos. Alcançar esses objetivos pode impactar muito os lucros e o sucesso a longo prazo de uma empresa.

Para atingir essas metas, as empresas estão em busca de métodos que promovam o reaproveitamento sistemático de módulos de software. Essa abordagem permite a construção de peças intercambiáveis entre aplicativos e melhora o gerenciamento de seus produtos ao longo de seu ciclo de vida. Com isso, as empresas esperam superar ou, pelo menos, diminuir os desafios de produzir produtos de alta qualidade em prazos mais curtos e a custos reduzidos.

Atualmente, muitas empresas usam métodos de desenvolvimento tradicionais, como abordagens baseadas em componentes ou orientadas a objetos. Embora esses métodos sejam comuns, muitas vezes não são tão eficientes ou produtivos quanto as linhas de produtos de software, especialmente quando não há um rastreamento claro dos ativos de software criados. Os métodos tradicionais tendem a se concentrar mais em detalhes de implementação do que em alinhar os objetivos de negócios com os resultados do software. Esse desalinhamento pode ser particularmente prejudicial para empresas que criam e vendem aplicativos web, como sistemas de gerenciamento online ou redes sociais.

Há um grande esforço tanto da academia quanto da indústria para entender as características dos aplicativos web, a fim de agilizar seu processo de desenvolvimento. Evidências sugerem que as empresas criam e mantêm famílias de produtos que compartilham características comuns enquanto também têm diferenças específicas. Dadas as limitações das abordagens de desenvolvimento tradicionais, as linhas de produtos de software surgiram como uma alternativa viável. As SPLs permitem a criação de uma coleção de aplicativos com base em um conjunto central de recursos de software.

#Benefícios das Linhas de Produtos de Software

As SPLs têm sido reconhecidas como benéficas para as organizações, pois podem possibilitar ganhos significativos em produtividade. Com uma linha de produtos de software, as empresas podem criar produtos de forma mais rápida e econômica. O uso de SPL facilita o reaproveitamento de recursos comuns e ajuda a diferenciar produtos por suas propriedades únicas.

As SPLs mostraram sucesso em grandes empresas, permitindo que elas gerenciassem sistemas complexos que exigem várias funcionalidades, como lidar com diferentes tamanhos de tela e suportar vários idiomas. Por meio da aplicação sistemática dos princípios de SPL, as empresas podem manter a compatibilidade entre diferentes versões de seus produtos, garantindo facilidade de modificação e suporte a novos recursos. Além disso, as empresas se beneficiam do gerenciamento das funcionalidades dos produtos durante as fases de desenvolvimento e manutenção.

Apesar da crescente demanda por aplicativos web em vários setores, como e-commerce e serviços governamentais, desenvolver esses aplicativos muitas vezes continua sendo caro e demorado. Há uma necessidade clara de soluções que ajudem a facilitar a criação de aplicativos web de alta qualidade em prazos mais curtos e com orçamentos limitados.

O papel crucial das SPLs é melhorar o desenvolvimento de aplicativos web permitindo o reaproveitamento sistemático e o gerenciamento eficaz de seus componentes individuais.

#Principais Desafios

Para desenvolver com sucesso aplicativos web de alta qualidade de forma mais rápida e econômica, três desafios principais devem ser abordados. Primeiro, os aplicativos web muitas vezes compartilham um núcleo comum de recursos, mas são diferenciados por características específicas. Os desenvolvedores precisam ter uma compreensão clara do que esses recursos são e como gerenciar as variações entre diferentes aplicativos web. Infelizmente, muitos desenvolvedores frequentemente não têm uma compreensão adequada desses recursos e suas variações.

Essa falta de entendimento pode ser atribuída a três razões principais:

1. Recursos e dependências entre eles não são adequadamente representados.
2. As diferenças entre os produtos e sua variabilidade não são claramente definidas.
3. Não há clareza sobre quais recursos são necessários para configurar um produto específico.

Devido a essa confusão, a compreensão dos recursos de aplicação é dificultada, uma vez que frequentemente há uma representação ruim das características que definem os produtos e suas variações.

As carências na compreensão podem ser rastreadas até alguns fatores-chave:

1. Recursos raramente são definidos, especificados e validados de maneira que se alinhem com os artefatos de software.
2. Os desenvolvedores têm dificuldade em conectar requisitos com artefatos de design e implementação, resultando em baixa rastreabilidade.
3. A literatura existente carece de provas sobre se o uso de SPL traz benefícios reais, como maior reaproveitamento e modularidade aprimorada quando comparado a abordagens tradicionais.

#Apresentando o WebSPL

Dada a falta de pesquisa propondo uma linha de produtos exclusivamente para aplicativos web, este artigo apresenta o WebSPL, uma linha de produtos de software especificamente projetada para aplicativos web que inclui recursos essenciais para aplicações do mundo real. O framework WebSPL foi avaliado comparando-o com uma abordagem tradicional de aplicativos web. Um estudo de caso foi realizado, envolvendo o desenvolvimento de dois aplicativos web - um com o suporte do WebSPL e o outro sem ele.

Ambos os aplicativos foram avaliados usando várias métricas de design, incluindo complexidade, tamanho, linhas duplicadas e dívida técnica. As descobertas iniciais foram positivas, mostrando o potencial do WebSPL em auxiliar no desenvolvimento de aplicativos web.

#Entendendo as Linhas de Produtos de Software

As linhas de produtos de software representam um método de desenvolvimento que se concentra em aumentar a produtividade por meio do reaproveitamento sistemático de elementos de software. As SPLs visam substituir o reaproveitamento aleatório que muitas vezes acontece por uma abordagem estruturada que gerencia e otimiza adequadamente os componentes de software comuns. Uma SPL é definida como um conjunto de sistemas de software que compartilham um conjunto central de recursos, que atendem às necessidades de um mercado específico e são desenvolvidos a partir de um conjunto unificado de ativos.

Um recurso é uma propriedade de um sistema que é importante para os clientes e ajuda a distinguir entre diferentes produtos dentro de uma linha de produtos. Os recursos podem ser categorizados em obrigatórios, opcionais e alternativos. É crucial entender como uma família de sistemas compartilha recursos e como as diferenças entre eles surgem para implementar efetivamente uma SPL.

O conceito de SPL oferece uma estratégia nova que pode melhorar significativamente a produtividade das equipes de desenvolvimento. Essa estratégia aprimora o reaproveitamento identificando as semelhanças e diferenças entre os vários produtos. Como resultado, as empresas que adotam SPL podem esperar melhorias em produtividade, qualidade, redução de custos de desenvolvimento, prazos de entrega mais curtos e a capacidade de criar novos produtos rapidamente.

#Análise de Domínio Orientada a Recursos

O processo de desenvolvimento usando SPL pode ser dividido em dois passos principais:

1. Engenharia de Domínio: Nesta fase, os requisitos para a SPL são definidos, especificados e validados. Envolve delinear as estruturas comuns que serão compartilhadas entre os produtos, bem como identificar áreas onde variações podem ocorrer.

2. Engenharia de Aplicação: Esta fase inclui a análise, design e implementação dos produtos específicos dentro da linha de produtos.

A análise de domínio orientada a recursos (FODA) é uma metodologia que se concentra em identificar os recursos comuns e variantes dentro de uma SPL. Esse processo de modelagem ajuda a organizar os recursos para que possam servir efetivamente como requisitos, tanto funcionais quanto não funcionais. O grau de variabilidade é importante para a linha de produtos, pois permite que os produtos se adaptem a mudanças planejadas.

#O Papel dos Aplicativos Web

Aplicativos web podem ser acessados usando um navegador e estão sendo cada vez mais utilizados em computadores comuns e dispositivos móveis, como tablets e smartphones. O aumento da popularidade dos aplicativos web destaca a importância do reaproveitamento, tornando as SPLs cruciais para desenvolvê-los com sucesso. Aplicativos web podem ser vistos como produtos de software baseados em uma infraestrutura unificada, onde aspectos como carrinhos de compras e logins de usuários representam as funcionalidades centrais.

#Arquitetura da Linha de Produtos

Um componente chave de qualquer linha de produtos é sua arquitetura, muitas vezes chamada de Arquitetura da Linha de Produtos (PLA) ou plataforma. Esta plataforma comum permite a personalização de diferentes produtos enquanto compartilha componentes essenciais. A arquitetura deve delinear claramente tanto as similaridades quanto as variações, facilitando a personalização dos produtos. Ela também define os principais ativos associados à SPL, incluindo requisitos, design, implementação e testes.

Construir uma plataforma requer um investimento inicial em tempo e recursos, após o qual vários produtos podem ser desenvolvidos. Quando novos recursos são adicionados ou existentes são removidos, isso afeta todos os produtos associados. Portanto, uma plataforma robusta também deve priorizar segurança e desempenho, abstraindo esses requisitos específicos para cada produto.

#A Importância das Métricas de Software

As métricas de software são ferramentas usadas para avaliar a qualidade do software. Elas são divididas em duas categorias: métricas de produto, que se concentram no software em si, e métricas de processo, que analisam como o software foi desenvolvido. Utilizar métricas ajuda as organizações a tomar decisões informadas durante o processo de desenvolvimento.

As métricas são essenciais para avaliar a qualidade da linha de produtos e analisar seu valor do ponto de vista gerencial. Avaliar SPL usando métricas fornece indicadores que esclarecem se a arquitetura atende ao seu propósito pretendido.

#Estudos Relacionados

Numerosos estudos exploraram linhas de produtos de software ou métodos para reutilização. Por exemplo, certos estudos sugerem que incorporar práticas de engenharia de SPL em um framework de aplicativos web pode melhorar a eficiência e a qualidade do desenvolvimento. Outro estudo enfatiza a importância do suporte tecnológico para a adoção de SPL nas indústrias.

Embora esses estudos reconheçam o valor das SPLs, nenhum deles propôs uma linha de produtos específica para aplicativos web. Isso destaca uma clara oportunidade de pesquisa para o desenvolvimento de soluções SPL adaptadas.

#Desenvolvimento do WebSPL

O WebSPL foi criado seguindo práticas estabelecidas na literatura de SPL. O processo de desenvolvimento envolveu duas etapas principais: engenharia de domínio e engenharia de aplicação.

#Engenharia de Domínio

Nesta fase, os requisitos foram definidos, a variabilidade especificada e as possíveis configurações de produtos estabelecidas. As funcionalidades da aplicação foram categorizadas em versões, permitindo a adição de novos e melhores recursos ao longo do tempo. A primeira versão do WebSPL introduziu funcionalidades básicas para gerenciar informações e suportar internacionalização.

#Engenharia de Aplicação

A implementação do WebSPL utilizou a linguagem de programação Java, que oferece uma gama de frameworks para apoiar o desenvolvimento de aplicativos web. Para conseguir um acoplamento solto entre os recursos, a injeção de dependência foi utilizada ao longo do processo. Isso ajuda a integrar os vários componentes de forma eficaz.

A arquitetura do WebSPL consiste em várias camadas, incluindo:

• Camada de Apresentação: Exibe os elementos da interface do usuário.
• Camada de Controle: Gerencia interações do usuário e navegações.
• Camada de Serviço: Contém a lógica de negócios e processos operacionais.
• Camada de Acesso a Dados: Lida com interações com o banco de dados.

#Avaliação do WebSPL

Para avaliar as vantagens de usar o WebSPL, dois aplicativos web com funcionalidades idênticas foram desenvolvidos. Um foi construído usando o WebSPL, enquanto o outro seguiu uma abordagem tradicional.

#Métricas Usadas para Avaliação

Para avaliar os aplicativos, várias métricas de software foram coletadas usando uma ferramenta chamada SonarQube, que analisa o código para vários atributos de qualidade. As métricas escolhidas incluíram:

1. Complexidade: Mede o quão complexo o código é, ajudando a entender a manutenibilidade.
2. Linhas de Código: Fornece uma visão sobre o tamanho do projeto.
3. Ciclos de Pacote: Identifica dependências indesejadas entre módulos.
4. Linhas Duplicadas: Acompanha redundâncias no código que podem precisar de refatoração.
5. Dívida Técnica: Quantifica o nível de esforço necessário para corrigir problemas de qualidade do código.

#Resultados

Os resultados iniciais da avaliação mostraram um desempenho misto entre os dois aplicativos. Enquanto o aplicativo SPL apresentou aumento de complexidade e dívida técnica, também demonstrou redução de duplicação e manteve um baixo acoplamento entre pacotes.

Apesar dos desafios, a modularidade da SPL permitiu uma melhor organização dos recursos, tornando as mudanças mais fáceis de gerenciar. As diferenças observadas nas métricas servem como uma base crítica para avaliar a eficácia da SPL no desenvolvimento de aplicativos web.

#Conclusão

O WebSPL se destaca como um avanço significativo na busca por melhores maneiras de desenvolver aplicativos web. Ao utilizar métricas estruturadas para avaliar a qualidade, fica claro que, embora as implementações de SPL possam introduzir complexidades, elas também oferecem um caminho para a criação de aplicativos web mais eficientes e organizados. A pesquisa apresentada neste artigo é apenas o começo da exploração do potencial total das linhas de produtos de software. Ela incentiva investigações e explorações adicionais em vários contextos, visando melhorias consistentes nas práticas de desenvolvimento de aplicativos web.

Em trabalhos futuros, os pesquisadores podem expandir essas descobertas adicionando novos recursos e métricas ou explorando diferentes domínios de software, contribuindo assim para a evolução contínua das linhas de produtos de software no desenvolvimento web.