Guía de Arquitectura de N-Capas orientada al Dominio con .NET 4.0

433 Pages·2010·14.19 MB·Spanish

Guía de Arquitectura N-Capas
orientada al Dominio con .NET
4.0
(Beta)

César de la Torre Llorente
Unai Zorrilla Castro
Miguel Angel Ramos Barros
Javier Calvarro Nelson
GUÍA DE ARQUITECTURA N-CAPAS ORIENTADA AL DOMINIO CON
.NET 4.0 (BETA)

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DERECHOS RESERVADOS © 2010, por Microsoft Ibérica S.R.L.

EDITADO por Krasis Consulting, S. L. www.Krasis.com

ISBN: 978-84-936696-3-8
Depósito Legal: M-13152-2010

Impreso en España-Printed in Spain
Índice

ARQUITECTURA MARCO .NET MICROSOFT IBÉRICA
Arquitectura Marco .NET Microsoft Ibérica ............................................................................... 3
1.- Introducción .................................................................................................................................. 1
1.1.- Audiencia del documento .............................................................................................. 1
1.2.- Objetivos de la Arquitectura marco .NET ............................................................... 1
1.3.- Niveles de la documentación de la Arquitectura marco .NET ............................ 2
FUNDAMENTOS DE ARQUITECTURA DE APLICACIONES ............................................. 3
ESTILOS ARQUITECTURALES ...................................................................................... 9
ARQUITECTURA MARCO N-CAPAS ....................................................................... 33
1.- Arquitectura de Aplicaciones en N-Capas .......................................................................... 33
1.1.- Capas vs. Niveles (Layers vs. Tiers) .......................................................................... 33
1.2.- Capas ................................................................................................................................. 34
1.3.- Principios Base de Diseño a seguir ......................................................................... 39
1.3.1.- Principios de Diseño ‘SOLID’ .............................................................................. 39
1.3.2.- Otros Principios clave de Diseño ....................................................................... 40
1.4.- Orientación a tendencias de Arquitectura DDD (Domain Driven Design) ... 41
1.5.- Orientación a tendencias de Arquitectura EDA (Event Driven Architecture) .. 43
2.- Arquitectura Marco N-Capas con Orientación al Dominio ........................................... 45
2.1.- Capas de Presentación, Aplicación, Dominio e Infraestructura ........................ 45
2.2.- Arquitectura marco N-Capas con Orientación al Dominio ............................... 46
2.3.- Desacoplamiento entre componentes ..................................................................... 63
2.4.- Inyección de dependencias e Inversión de control ............................................... 65
2.5.- Módulos ............................................................................................................................ 71
2.6.- Implementación de Estructura de Capas en Visual Studio 2010 ....................... 74
2.7.- Diseño de la solución de Visual Studio .................................................................... 75
2.8.- Arquitectura de la Aplicación con Diagrama Layer de VS.2010 ........................ 83
2.9.- Implementación de Inyección de Dependencias e IoC con UNITY ................. 85
2.9.1.- Introducción a Unity ............................................................................................. 86
2.9.2.- Escenarios usuales con Unity ............................................................................. 87
2.9.3.- Patrones Principales .............................................................................................. 88
2.9.4.- Métodos principales .............................................................................................. 88
2.9.5.- Registro Configurado de tipos en Contenedor ............................................ 89
2.9.6.- Inyección de dependencias en el constructor ............................................... 89
2.9.7.- Inyección de Propiedades (Property Setter) .................................................. 92
2.9.8.- Resumen de características a destacar de Unity ........................................... 93
2.9.9.- Cuando utilizar Unity ........................................................................................... 93
3.- Acceso Dual a Fuentes de Datos: Optimización de Informes, Listados, etc. ............. 94
iv Guía de Arquitectura N-Capas orientada al Dominio con .NET 4.0 (Beta)

4.- Niveles Fisicos en despliegue (Tiers) .................................................................................... 96
CAPA DE INFRAESTRUCTURA DE PERSISTENCIA DE DATOS ................................... 101
1.- Capa de Infraestructura de Persistencia de Datos .......................................................... 101
2.- Arquitectura y Diseño lógico de la Capa de Persistencia de Datos 1 ....................... 102
2.1.- Sub-Capas y elementos de la Capa de Persistencia de Datos .......................... 103
2.2.- Sub-Capa de Repositorios (Repository pattern) ................................................. 103
2.3.- Modelo de Datos ......................................................................................................... 107
2.4.- Tecnología de Persistencia (O/RM, etc.) ............................................................... 108
2.5.- Agentes de Servicios Distribuidos externos ......................................................... 108
3.- Otros patrones de acceso a datos ...................................................................................... 108
3.1.- Active Record ............................................................................................................... 109
3.2.- Table Data Gateway .................................................................................................... 109
3.3.- Data Mapper ................................................................................................................. 110
3.4.- Lista de patrones para las capas de Persistencia de Datos ............................... 110
4.- Pruebas en la capa de Infraestructura de Persistencia de Datos ................................. 111
5.- Consideraciones generales de diseño del acceso a datos ............................................. 113
5.1.- Referencias Generales ................................................................................................ 117
6.- Implementación en .NET de Capa de Persistencia de Datos .................................... 118
7.- Opciones de tecnología para la Capa de Persistencia de Datos ................................. 119
7.1.- Selección de Tecnología de Acceso a Datos ........................................................ 119
7.2.- Otras consideraciones tecnológicas ....................................................................... 120
7.3.- Como obtener y persistir objetos desde el almacén de datos ........................ 122
8.- Posibilidades de Entity Framework en la Capa de Persistencia ................................... 123
8.1.- ¿Qué nos aporta Entity Framework 4.0? ............................................................... 123
9.- Creación del Modelo de Datos Entidad-Relación de Entity-Framework .................. 124
10.- Plantillas T4 de generación de entidades POCO/Self-Tracking ................................ 128
10.1.- Tipos de datos ‘Entidades Self-Tracking’ .............................................................. 131
10.2.- Importancia de situar las Entidades en la Capa del Dominio .......................... 132
11.- Plantillas T4 de Persistencia de Datos y conexión a las fuentes de datos ............. 136
12.- Implementación de Repositorios con Entity Framework y Linq to Entities ......... 136
12.1.- Implementación de Patrón Repositorio ................................................................ 138
12.2.- Clase Base para los Repositories (Patrón ‘Layer Supertype’) ......................... 140
12.3.- Uso de Generics en implementación de clase base Repository ..................... 140
12.4.- Interfaces de Repositorios e importancia en el desacoplamiento entre
componentes de capas .......................................................................................................... 145
12.5.- Implementación de Pruebas Unitarias e Integración de Repositorios .......... 147
13.- Conexiones a las fuentes de datos .................................................................................. 151
13.1.- El ‘Pool’ de Conexiones a fuentes de datos ........................................................ 153
14.- Estrategias para gestión de errores originadas en fuentes de datos ....................... 154
15.- Agentes de Servicios Externos (Opcional) .................................................................... 155
16.- Referencias de acceso a datos .......................................................................................... 156
CAPA DE MODELO DE DOMINIO ............................................................................. 157
1.- El Dominio ................................................................................................................................. 157
2.- Arquitectura y Diseño lógico de la Capa de Dominio ................................................... 158
2.1.- La importancia del desacoplamiento de la Capa de Dominio .......................... 159
iv
Índice v

2.2.- Aplicación ejemplo: Características de negocio del Modelo de Dominio
ejemplo a Diseñar .................................................................................................................. 160
2.3.- Elementos de la Capa de Dominio .......................................................................... 162
2.3.1.- Entidades del Dominio ....................................................................................... 162
2.3.2.- Patrón Objeto-Valor (‘Value-Object pattern’) ............................................ 168
2.3.3.- Agregados (Patrón ‘Aggregate’) ....................................................................... 172
2.3.4.- Contratos/Interfaces de Repositorios dentro de la Capa de Dominio. 174
2.3.5.- Sub-Capa de SERVICIOS del Modelo de Dominio ..................................... 175
2.3.6.- Patrón ‘Unidad de Trabajo’ (UNIT OF WORK) ........................................ 182
2.3.7.- Patrón ESPECIFICACION (SPECIFICATION) ............................................ 185
2.3.8.- Sub-Capa de Servicios Workflows del Modelo de Dominio (Opcional) ..... 190
2.4.- Proceso de diseño de capa del Dominio ............................................................... 192
2.5.- Consideraciones de Diseño de sub-capas del Dominio .................................... 193
2.6.- EDA y Eventos del Dominio para articular reglas de negocio ......................... 195
2.6.1.- Eventos del Dominio Explícitos ....................................................................... 196
2.6.2.- Testing y Pruebas Unitarias cuando utilizamos Eventos del Dominio ... 196
2.7.- Errores y anti-patrones en la Capa de Dominio .................................................. 196
2.8.- Aspectos de Diseño a implementar en la Capa del Dominio .......................... 198
2.8.1.- Autenticación ....................................................................................................... 198
2.8.2.- Autorización ......................................................................................................... 199
2.8.3.- Cache ..................................................................................................................... 200
2.8.4.- Gestión de Excepciones .................................................................................... 201
2.8.5.- Logging, Auditoría e Instrumentalización ...................................................... 202
2.8.6.- Validaciones .......................................................................................................... 202
2.8.7.- Aspectos de despliegue de la Capa de Dominio ......................................... 203
2.8.8.- Concurrencia y Transacciones ........................................................................ 203
2.9.- Mapa de patrones posibles a implementar en las capas del Dominio ............ 204
3.- Implementación de la Capa de Dominio con .NET 4.0 y desacoplamiento entre
objetos con ‘Unity’ ....................................................................................................................... 205
3.1.- Implementación de Entidades del Dominio .......................................................... 206
3.2.- Generación de entidades POCO/IPOCO con plantillas T4 de EF ................. 211
3.3.- Situación de Contratos/Interfaces de Repositorios en Capa de Dominio .... 212
3.4.- Implementación de Servicios del Dominio ............................................................ 214
3.4.1.- Desacoplamiento e Inyección de Dependencias entre Servicios y
Repositorios mediante IoC de UNITY ........................................................................ 217
3.4.2.- SERVICIOS del Dominio como coordinadores de procesos de Negocio
224
3.4.3.- Implementación de Transacciones en .NET ................................................. 225
3.4.4.- Implementación de Transacciones en la Capa de Servicios del Dominio
228
3.4.5.- Modelo de Concurrencia en actualizaciones y transacciones ................. 230
3.4.6.- Tipos de Aislamiento de Transacciones ........................................................ 231
3.5.- Implementación de patrón ESPECIFICACION (SPECIFICATION pattern) ... 236
3.5.1.- Especificaciones compuestas por operadores AND y OR ....................... 239
3.6.- Implementación de pruebas en la capa del dominio ........................................... 242
CAPA DE APLICACIÓN ........................................................................................... 247
1.- Capa de Aplicacion .................................................................................................................. 247
vi Guía de Arquitectura N-Capas orientada al Dominio con .NET 4.0 (Beta)

2.- Arquitectura y Diseño lógico de la Capa de Aplicación ................................................ 248
2.1.- Componentes de la Capa de Aplicación ................................................................ 250
2.2.- Servicios de Aplicación ............................................................................................... 250
3.- Implementación en .NET de Capa de Aplicacion ........................................................... 250
CAPA DE SERVICIOS DISTRIBUIDOS ........................................................................ 253
1.- Situación en Arquitectura N-Capas .................................................................................... 253
2.- Arquitecturas Orientadas a Servicios y Arquitecturas en N-Capas (N-Layer) ....... 255
3.- Situación de Arquitectura N-Layer con respecto a Aplicaciones aisladas y a
Servicios SOA ................................................................................................................................. 256
4.- ¿Qué es SOA? ........................................................................................................................... 257
5.- Pilares de SOA (‘Service Orientation Tenets’) ................................................................ 258
6.- Arquitectura interna de los Servicios SOA ....................................................................... 262
7.- Pasos de Diseño de la Capa de Servicios .......................................................................... 263
8.- Tipos de Objetos de Datos a comunicar .......................................................................... 264
9.- Consumo de Servicios Distribuidos basado en Agentes ............................................... 268
10.- Interoperabilidad ................................................................................................................ 270
11.- Rendimiento ........................................................................................................................... 271
12.- Comunicación Asíncrona vs. Síncrona ............................................................................ 272
13.- REST vs. SOAP ...................................................................................................................... 273
13.1.- Consideraciones de Diseño para SOAP ............................................................... 276
13.2.- Consideraciones de Diseño para REST ................................................................ 277
14.- Introducción a SOAP y WS-* ............................................................................................ 278
15.- Especificaciones WS-* ......................................................................................................... 278
16.- Introducción a REST ............................................................................................................ 281
16.1.- La URI en REST ........................................................................................................... 282
16.2.- Simplicidad .................................................................................................................... 283
16.3.- URLs lógicas versus URLs físicas ............................................................................ 284
16.4.- Características base de Servicios Web REST ...................................................... 284
16.5.- Principios de Diseño de Servicios Web REST .................................................... 285
17.- Reglas globales de Diseño para sistemas y servicios SOA ....................................... 286
18.- Implementación de la Capa de Servicios Distribuidos con WCF .NET 4.0 .......... 290
19.- Opciones tecnológicas ........................................................................................................ 291
19.1.- Tecnología WCF ......................................................................................................... 292
19.2.- Tecnología ASMX (Servicios Web ASP.NET) ..................................................... 293
19.3.- Selección de tecnología ............................................................................................. 293
19.4.- Consideraciones de Despliegue .............................................................................. 294
20.- Introducción a WCF (Windows Communication Foundation) ............................... 295
20.1.- El ‘ABC’ de Windows Communication Foundation .......................................... 297
20.2.- Definición e implementación de un servicio WCF ............................................ 300
20.3.- Hospedaje del servicio (Hosting) y configuración (Bindings) .......................... 304
20.4.- Configuración del servicio ........................................................................................ 306
20.5.- Tipos de alojamiento de Servicios WCF y su implementación ...................... 308
21.- Implementación de Capa de Servicios WCF en Arquitectura N-Layer ................. 312
22.- Tipos de Objetos de Datos a Comunicar con Servicios WCF ................................ 314
23.- Código de Servicio WCF publicando lógica de Aplicación y Dominio .................. 317
vi
Índice vii

23.1.- Desacoplamiento de objetos de capas internas de la Arquitectura, mediante
UNITY ....................................................................................................................................... 317
23.2.- Gestión de Excepciones en Servicios WCF ........................................................ 319
24.- Referencias Globales DE WCF y Servicios.................................................................... 319
CAPA DE PRESENTACIÓN ....................................................................................... 321
1.- Situación en Arquitectura N-Capas .................................................................................... 321
2.- Necesidades de invertir en la interfaz de usuario ........................................................... 322
3.- Necesidad de arquitecturas en la capa de presentación ............................................... 324
3.1.- Acoplamiento entre capas ......................................................................................... 324
3.2.- Búsqueda de rendimiento. ......................................................................................... 325
3.3.- Pruebas unitarias .......................................................................................................... 325
4.- Patrones de Arquitectura en la capa de Presentación ................................................... 325
4.1.- Patrón MVC (Modelo Vista Controlador) ............................................................ 326
4.2.- Patrón MVP (Modelo Vista Presentador) .............................................................. 328
4.3.- Patrón MVVM (Model-View-ViewModel) ........................................................... 330
4.4.- Visión global de MVVM en la arquitectura orientada a dominios ................... 332
4.5.- Patrones de diseño utilizados en MVVM ............................................................... 333
4.5.1.- El patrón Comandos (Command) ................................................................... 333
4.5.2.- El patrón Observador (Observer) .................................................................. 335
5.- Implementación de Capa DE Presentación ....................................................................... 337
5.1.- Arquetipos, Tecnologías UX y Patrones de Diseño relacionados .................. 340
5.2.- Implementación de Patrón MVVM con WPF 4.0 ................................................. 341
5.2.1.- Justificación de MVVM ....................................................................................... 342
5.2.2.- Diseño con patrón Model-View-ViewModel (MVVM) .............................. 346
5.3.- Beneficios y Consecuencias del uso de MVVM .................................................... 352
CAPAS DE INFRAESTRUCTURA TRANSVERSAL ........................................................ 355
1.- Capas de Infraestructura Transversal ................................................................................. 355
2.- Situación de Infraestructura Transversal en la Arquitectura ........................................ 356
3.- Consideraciones Generales de Diseño .............................................................................. 357
4.- Aspectos Transversales .......................................................................................................... 358
4.1.- Seguridad en la aplicación: Autenticación y Autorización ................................. 359
4.1.1.- Autenticación ....................................................................................................... 359
4.1.2.- Autorización ......................................................................................................... 360
4.1.3.- Arquitectura de Seguridad basada en ‘Claims’............................................. 361
4.2.- Cache .............................................................................................................................. 367
4.3.- Gestión de Configuración .......................................................................................... 368
4.4.- Gestión de Excepciones ............................................................................................. 369
4.5.- Registro/Logging y Auditorías ................................................................................... 370
4.6.- Instrumentalización ...................................................................................................... 371
4.7.- Gestión de Estados ...................................................................................................... 371
4.8.- Validación ....................................................................................................................... 372
5.- Implementación en .NET de Aspectos Transversales .................................................... 373
5.1.- Implementación en .NET de Seguridad basada en ‘Claims’............................... 373
5.1.1.- STS y ADFS 2.0 .................................................................................................... 373
5.1.2.- Pasos para implementar ‘Orientación a Claims’ con WIF ........................ 376
5.1.3.- Beneficios de la ‘Orientación a Claims’, WIF y ADFS 2.0 ........................ 378
viii Guía de Arquitectura N-Capas orientada al Dominio con .NET 4.0 (Beta)

5.2.- Implementación de Cache en plataforma .NET ................................................... 379
5.2.1.- Implementación de Cache-Servidor con Microsoft AppFabric-Cache .... 379
5.2.2.- Implementación de Cache en Nivel Cliente de Aplicaciones N-Tier
(Rich-Client y RIA) ............................................................................................................ 385
5.3.- Implementación de Logging/Registro ...................................................................... 386
5.4.- Implementación de Validación .................................................................................. 386
ARQUETIPOS DE APLICACIÓN ................................................................................ 387
1.- Arquetipo ‘Aplicación Web’ ................................................................................................. 389
2.- Arquetipo ‘Aplicaciones RIA’ ................................................................................................ 391
3.- Arquetipo ‘Aplicación rica de escritorio’ (Rich Client) ................................................. 393
4.- Arquetipo Servicio Distribuido - SOA ............................................................................... 395
5.- Arquetipo Aplicaciones Móviles .......................................................................................... 398
6.- Arquetipo ‘Aplicaciones Cloud Computing ’ .................................................................... 400
7.- Arquetipo Aplicaciones OBA (Office Business Applications) ...................................... 404
8.- Arquetipo ‘Aplicación de negocio basada en Sharepoint’ ............................................. 407
EL PROCESO DE DISEÑO DE LA ARQUITECTURA .................................................... 411
1.- Identificar los objetivos de la iteración .............................................................................. 413
2.- Seleccionar los casos de uso arquitecturalmente importantes .................................... 413
3.- Realizar un esquema del sistema ......................................................................................... 414
4.- Identificar los principales riesgos y definir una solución .............................................. 419
5.- Crear Arquitecturas Candidatas .......................................................................................... 420

viii
Arquitectura Marco .NET
Microsoft Ibérica

1.- INTRODUCCIÓN

Microsoft Ibérica ha detectado en diversos clientes la necesidad de disponer de una
“Guía de Arquitectura base .NET” en español, que sirva para marcar unas líneas
maestras de diseño e implementación a la hora de desarrollar aplicaciones .NET
complejas. Este marco de trabajo común (en muchas empresas denominado “Libro
Blanco”) define un camino para diseñar e implementar aplicaciones empresariales de
envergadura, con un volumen importante de lógica de negocio. Seguir estas guías
ofrece importantes beneficios en cuanto a calidad, estabilidad y especialmente un
incremento en la facilidad del mantenimiento futuro de las aplicaciones, debido al
desacoplamiento entre sus componentes, así como por la homogeneidad y similitudes
de los diferentes desarrollos.

Microsoft Ibérica define el presente „Libro de Arquitectura Marco‟ como patrón y
modelo base, sin embargo, en ningún caso este marco debe ser inalterable. Al
contrario, se trata del primer peldaño de una escalera, un acelerador inicial, que debería
ser personalizado y modificado por cada organización que lo adopte, enfocándolo hacia
necesidades concretas, adaptándolo y agregándole funcionalidad específica según el
mercado objetivo, etc.

1.1.- Audiencia del documento

Este documento está dirigido a las personas involucradas en todo el ciclo de vida
de productos software o de aplicaciones corporativas desarrolladas a medida.
Especialmente los siguientes perfiles:
 Arquitecto de Software
 Desarrollador
1.2.- Objetivos de la Arquitectura marco .NET

Este documento pretende describir una arquitectura marco sobre la que desarrollar
las aplicaciones a medida y establece un conjunto de normas, mejores prácticas y guías
de desarrollo para utilizar .NET de forma adecuada y sobre todo homogénea en las
diferentes implementaciones de aplicaciones.
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