Erweiterbarkeit ist eine wichtige Eigenschaft von modernen Softwareanwendungen. Aus der Perspektive der Kunden ist Erweiterbarkeit ein Hauptentscheidungskriterium zur Auswahl von Geschäftsanwendungen. Mithilfe von Erweiterungen können Entwickler neue Anforderungen an ein Softwaresystem unterstützen. Dennoch gibt es für den Softwareanbieter und den Erweiterungsentwickler viele offene Herausforderungen.

Softwareanbieter müssen Erweiterungsschnittstellen zur Verfügung stellen: Die erweiterbaren Softwareartefakte, sowie die Ausführungszeiten und die Ausführungspunkte der Erweiterung, und die verfügbaren Softwareressourcen für die Erweiterung. Während die Konzepte für solche Erweiterungsschnittstellen im Umfeld von „traditionellen“ mit einer einzelnen Programmiersprache entwickelten Anwendungen noch ein anspruchsvolles Forschungsthema sind, fehlen vergleichbare Konzepte für mehrschichtige, mehrsprachige Softwaresysteme.

Um eine Erweiterung für ein bestimmtes Softwaresystem zu entwickeln, muss der Erweiterungsentwickler die angebotene Erweiterungsmöglichkeiten verstehen, die dazugehörenden Softwareartefakte finden, die Abhängigkeiten und Randbedienungen zwischen den Erweiterungsartefakten identifizieren und die richtige Entwicklungsmethode verstehen. Zum Beispiel kann eine einfache Erweiterung der Benutzeroberfläche einer Geschäftsanwendung eine Erweiterung der unterliegenden Geschäftsprozesse, Datenbanktabellen und Businessobjekte erfordern. In kommerziellen Anwendungen benutzen Erweiterungsentwickler die von den Softwareanbietern angebotenen klassischen Mittel wie APIs, Frameworks, Dokumentationen, Anleitungen und Beispielcode, um Erweiterungsmöglichkeiten zu verstehen und Erweiterungen erfolgreich zu entwickeln, auszuführen und einzusetzen. Die Nutzung von diesen klassischen Mitteln zur Entwicklung von Erweiterungen für komplexe Anwendungen kann schwer und zeitaufwändig für Erweiterungsentwickler sein. Obwohl in modernen Entwicklungsumgebungen viele Werkzeuge und Ansätze zum Programverständnis den Entwickler unterstützen, sind die meisten dieser Werkzeuge und Methoden auf die Code-Ebene beschränkt. Außerdem, fehlt eine geeignete Unterstützung von mehrschichtigen Anwendungen und der Fokus auf Erweiterbarkeit.

Ziel dieser Dissertation ist es eine bessere Methode zur Definition, Entwicklung und Nutzung von Erweiterungsschnittstellen in mehrschichtigen Anwendungen zu entwickeln. Diese Arbeit zeigt, dass explizite Erweiterungsschnittstellen für Softwareanbieter und Erweiterungsentwickler benötigt werden. Durch die Nutzung expliziter Erweiterungsschnittstellen kann die Entwicklung (d.h., die konkrete Implementierung) auf der Seite des Softwareanbieters vereinfacht und beschleunigt werden. Zudem kann der Wartungsaufwand reduziert werden. Mithilfe dieser expliziten Erweiterungsschnittstellen kann, auch auf der Seite der Erweiterungsentwickler, der Entwicklungsprozess einer Erweiterung vereinfacht und beschleunigt werden.

Um dies zu zeigen, werden die Probleme bei der Realisierung von Erweiterbarkeit sowie Schwachstellen von Werkzeugen zum Programmverständnis analysiert. Zuerst werden die Probleme anhand einer beispielhaften Geschäftsanwendung und einer Studie einer Reihe von Softwaresystemen gezeigt. Im Folgenden werden die Probleme bei der Erweiterung komplexer Geschäftsanwendungen anhand einer Nutzerstudie mit mehreren Erweiterungsentwicklern analysiert. Darauf aufbauend wird XPoints, ein Konzept und eine Sprache zur Definition von expliziten Erweiterungsschnittstellen, beschrieben. XPoints wird durch einen Vergleich mit heutigen Ansätzen evaluiert. Anhand einer Benutzerstudie werden die Vorteile von XPoints gezeigt. Auf Basis von XPoints, wird ein Recommender-System entwickelt, das Entwickler bei der Entwicklung von Erweiterungen unterstützt. Die Vorteile dieses Recommender-Systems werden anhand eines Beispiels und Vergleichs mit heutigen Ansätzen zum Programmverständnis aufgezeigt. Weitere Forschungsbereiche wie die Validierung von Erweiterungen, Monitoring sowie die Erkennung von Konflikten bleiben offene Punkte für zukünftige Forschungsarbeiten.