Konsolidierung von Software-Varianten in Software-Produktlinien ein Forschungsprogramm

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1 Konsolidierung von Software-Varianten in Software-Produktlinien ein Forschungsprogramm Rainer Koschke Universität Bremen Workshop Software-Reengineering Bad Honnef 5. Mai 2005

2 Bauhaus Forschungskooperation Universität Bremen Universität Stuttgart Axillion GmbH Forschungsthemen: Statische Programmanalysen Metriken (Testbarkeit) Klonerkennung Architekturrekonstruktion und -validierung Protokoll-Rekonstruktion und -Validierung Merkmalsuche Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

3 Motivation Software-Produktlinien entstehen auf Basis von Erfahrung sie gehen oft aus Copy&Paste im großen Stil hervor es entstehen Software-Varianten Software-Varianten erfordern Mehraufwand wir konsolidieren Software-Varianten in Produktlinien Gemeinsamkeiten und Variabilitäten müssen auf Code- und Architekturebene identifiziert werden Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

4 Bauhaus/PL Bauhaus/PL: ein auf drei Jahre angelegtes Forschungsprogramm Bauhaus/PL baut auf der Erfahrungen und Infrastruktur von Bauhaus auf: Software-Klonerkennung Reflektionsmodell Merkmalsuche (Feature-Location) Protokoll-Rekonstruktion Herausforderungen: Erweiterung dieser Techniken auf mehrere Varianten, wobei Analyseaufwand auf die Unterschiede reduziert werden soll Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

5 Klonerkennung Klonerkennung findet übereinstimmenden Code zwischen zwei Varianten verfügbar: sehr schnelle tokenbasierte Klonerkennung syntax-basierte Klonerkennung Erweiterung: Suche zwischen Varianten statt innerhalb eines Systems Propagierung der Resultate auf die Architekturebene Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

6 Merkmalsuche (Feature Location) Merkmalsuche liefert Zuordnung von Produktfunktionen (Merkmale, Feature) zu Code verfügbar: Merkmalsuche für einzelnes System basiert auf formaler Begriffsanalyse kombiniert dynamische und statische Analyse Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

7 Merkmalsuche (Eisenbarth u. a., 2003) Welcher Code implementiert ein Merkmal spezifisch? program exec. units instrumentation u1 u2 u3 u4 test case t1 profile t1 instrumented test case t2 profile t2 program test case t3 profile t3 features f1 f2 f3 feature specific units common units common features feature implication t1 f1 u1 t3 f3 u3 u4 t2 f2 u2 formal concept analysis [Birkhoff, 1940] Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

8 Merkmalsuche (Feature Location): Erweiterung Software-Varianten neue Komponenten Implementierungs Variationen mehr Szenarien profile t1 profile t3 exec. units u1 u2 u3 u4 profile t2 features f1 f2 f3 neue Feature Feature Variationen Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

9 Reflektionsmethode Reflektionsmethode liefert Modulsicht Hierarchische Reflektionsmethode (Murphy u. a., 1995; Koschke und Simon, 2003) H1 H2 H3 Erweiterung: Variabilitäten im Architekturmodell Implementierungskomponenten können sich unterscheiden existierende Abbildung sollte inkrementell übertragen werden für die Analyse der nächsten Variante Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

10 Protokollrekonstruktion Protokollrekonstruktion: Information über das Verhalten (Eisenbarth u. a., 2005) instance 1... instance n protocol init init push pop is_empty... push is_empty pop init push is_empty * f pop push init empty non empty is_empty pop [is_empty] is_empty pop [!is_empty] black box unification white box analysis Erweiterungen: Protokollvariationen Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

11 Zusammenfassung Bauhaus/PL: Konsolidierung von Software-Varianten Bauhaus/PL baut auf der Erfahrungen und Infrastruktur von Bauhaus auf: Software-Klonerkennung Reflektionsmodell Merkmalsuche (Feature-Location) Protokoll-Rekonstruktion Herausforderungen: Erweiterung dieser Techniken auf mehrere Varianten, wobei Analyseaufwand auf die Unterschiede reduziert werden soll Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13

12 [Eisenbarth u. a. 2003] Eisenbarth, Thomas ; Koschke, Rainer ; Simon, Daniel: Locating Features in Source Code. In: IEEE Transactions on Software Engineering 29 (2003), Nr. 3 [Eisenbarth u. a. 2005] Eisenbarth, Thomas ; Koschke, Rainer ; Vogel, Gunther: Static Object Trace Extraction for Programs with Pointers. In: Journals of Systems and Software (2005) [Koschke und Simon 2003] Koschke, Rainer ; Simon, Daniel: Hierarchical Reflexion Models. In: Working Conference on Reverse Engineering, IEEE Computer Society Press, November 2003, S [Murphy u. a. 1995] Murphy, Gail C. ; Notkin, David ; Sullivan, Kevin: Software Reflexion Models: Bridging the Gap Between Source and High-Level Models. In: Proc. of the Third ACM SIGSOFT Symposium on the Foundations of Software Engineering, ACM Press, 1995, S Rainer Koschke (Univ. Bremen) Konsolidierung von Software-Varianten 5. Mai / 13