Code-Quality-Management

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1 Code-Quality-Management Technische Qualität industrieller Softwaresysteme transparent und vergleichbar gemacht von Frank Simon, Olaf Seng, Thomas Mohaupt 1. Auflage Code-Quality-Management Simon / Seng / Mohaupt schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG dpunkt.verlag 2006 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN Inhaltsverzeichnis: Code-Quality-Management Simon / Seng / Mohaupt

2 1»Wer nicht weiß, wo er ist, kann keine Reise planen.«dieses Buch liefert einen praxiserprobten, wissenschaftlich fundierten und auf umfangreichem empirischem Material basierenden Ansatz, um die notwendige Standortbestimmung für eine»reise«zur besseren technischen Qualität von Softwaresystemen durchführen zu können. Die wesentlichen Ergebnisse wurden dabei im Rahmen des Forschungsverbundprojektes QBench 1 erarbeitet, ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Kontext der Forschungsoffensive»Software Engineering 2006«gefördertes Vorhaben. Das Ziel von QBench war die Erstellung von Methoden und Werkzeugen zur Sicherung der technischen Qualität bei der Evolution objektorientierter Softwaresysteme. Die Praxistauglichkeit und die empirische Datenbasis der in diesem Buch beschriebenen Konzepte wurden darüber hinaus durch praktische Arbeiten in den Unternehmen SQS (Software Quality Systems) AG, FZI (Forschungszentrum Informatik) und FhG FIRST (Fraunhofer-Institut Rechnerarchitektur und Softwaretechnik), bei denen die drei Autoren beschäftigt sind, untermauert. Insbesondere innerhalb der SQS werden die verschiedenen Techniken, Prozesse und Werkzeuge rund um die Sicherung der technischen Qualität unter dem Namen Code-Quality-Management subsumiert, der dem vorliegenden Buch gleichzeitig als Titel dient. Auch wenn es in der Praxis und der wissenschaftlichen Literatur eine Vielzahl von Arbeiten zum Thema technische Qualitätssicherung gibt (vgl. z.b. Handbücher für formale Reviews, Metrikkataloge für objektorientierte Sprachen oder Arbeiten zum Thema Refactoring), so leiden alle diese Ansätze in der Praxis immer wieder unter der mangelhaften Automatisierbarkeit und damit an der Möglichkeit, die Ansätze wirtschaftlich sinnvoll auch für große Systeme vollständig durchzuführen. Anstelle einer globalen Qualitätssicherung wird daher in den 1. Förderkennzeichen: 01ISC10D, vgl. auch

3 2 Projekten häufig eine sehr partielle Sicht bei der Qualitätssicherung eingenommen: Auf der einen Seite ist dann die Extrapolation der Ergebnisse einer solchen fragmentierten Qualitätssicherung auf das Gesamtsystem nur unscharf und stark fehlerbehaftet möglich. Auf der anderen Seite verhindert ein derart eingeschränkter Blick häufig die Identifikation von global relevanten Risiken, die bei partieller Betrachtung gar nicht ermittelt werden können. QBench hatte als Forschungsverbundprojekt daher sehr früh die Vision, die Qualitätssicherung technischer Aspekte so weit wie möglich zu automatisieren und damit die Arbeitsergebnisse flächendeckend und vollständig für Systeme anzuwenden. Der hohe Grad an Automatisierbarkeit ist gleichzeitig ein wichtiges Charakteristikum von Code-Quality-Management. Das grundsätzliche Vorgehen der Optimierung entspricht dabei dem üblichen Regelkreis des Controllings: Aufbauend auf einem Konsens über relevante Kriterien des zu steuernden Systems wird eine Ist-Analyse durchgeführt, die pro Aspekt den aktuellen Ist-Stand liefert. Für eine anschließende Optimierung wird jeder Ist-Stand eines relevanten Aspekts mit einem Soll-Wert verglichen; eine eventuell notwendige Optimierung fokussiert nun diejenigen Aspekte, deren Ist- Stand deutliche Abweichungen vom Soll-Stand besitzt. Während QBench den gesamten Regelkreis adressiert und hierbei insbesondere Werkzeuge hervorbringt, die auch eine hohe Automatisierbarkeit bei der Umsetzung von Maßnahmen zur Behebung aufgedeckter Abweichungen aufweisen, beschäftigt sich dieses Buch mit der Ist-Stand-Ermittlung. Hauptsächlich der in diesem Buch vorgestellte und im Kontext des Code- Quality-Managements verwendete Code-Quality-Index erlaubt eine systematische, automatisch durchführbare Transparenzschaffung bzgl. der technischen Qualität, um damit nachvollziehbare und korrekte Aussagen über die technische Zukunftsfähigkeit und Wartbarkeit eines gesamten Systems machen zu können. Hierbei wird besonders Wert auf eine hohe Praktikabilität auf Basis einer statistisch ermittelten Problemmusterhäufigkeit gelegt: Die Bewertung geschieht daher nicht entlang akademischer, häufig 0-Fehler propagierender Empfehlungen, sondern entlang eines in dieser Form wohl einmaligen Repositories, gegen das als Stand der Praxis bewertet wird. Der Code-Quality-Index soll diese Form der Transparenz für alle Java- und C++-Systeme ermöglichen. Es gibt einige Szenarien, bei denen die so geschaffene Transparenz bereits das Ziel einer Maßnahme ist: Due-Diligence-Analysen beispielsweise, wie sie heute häufig vor der Übernahme größerer Fremdprodukte oder ganzer Fremdfirmen üblich sind, sollen möglichst detailliert den Wert eines Produktes oder einer Firma darstellen. Das wirkliche Ziel einer Qualitätssicherung, d.h. das Ableiten konkreter Handlungsempfehlungen aus der Transparenzschaffung sowie das Anstoßen deren Umsetzung, so dass die technische Zukunftsfähigkeit des betrachteten Systems nachhaltig erhöht wird, ist nicht Gegenstand dieses Buches: Grund hierfür

4 3 ist der dann notwendige erweiterte Fokus, bei dem auch organisatorische und wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt werden müssen, die zu vielfältig sind, um im QBench-Fokus der bestmöglichen Automatisierung mit Werkzeugen liegen zu können. Die in diesem Buch vorgestellte Transparenzschaffung mit Hilfe des Code-Quality-Index leistet aber dennoch bereits einen sehr maßgeblichen Teil für eine derartige Qualitätssicherung und bestimmt daher maßgeblich die Effizienz und Effektivität von Code-Quality-Management. So zeigt doch die Erfahrung im Bereich des Software-Engineering, dass aufgrund der Größe heutiger Systeme die Erzeugung von Transparenz die Kernaufgabe schlechthin ist: Ist ein Risiko erst einmal so weit identifiziert, dass die betroffenen Risikostellen konkret angezeigt werden, ist ein Großteil des Ziels die qualitative Verbesserung bereits erreicht. Code-Quality-Management und die damit erreichbare Transparenz adressiert sowohl das Management als auch die Entwicklungsmannschaft eines Projektes: Nur wenn sich beide Personengruppen gleichermaßen des Themas Code- Quality-Management annehmen, kann die technische Qualität nachhaltig innerhalb großer Systeme gesichert werden; in diesem Sinn soll und muss dieses Buch integrativ wirken. Trotzdem ist die Detaillierungsstufe der inhärenten technischen Komplexität für beide Personengruppen nicht gleich: Diesem Detaillierungsunterschied wird im vorliegenden Buch versucht durch zwei separate Teile gerecht zu werden. Der Teil I Grundlagen und Konzepte (Kapitel 2 5) beinhaltet die konzeptuelle Motivation für Code-Quality-Management insgesamt, die notwendigen Vorarbeiten und die zu berücksichtigenden Projektparameter des Code-Quality- Managements sowie die Grundlagen des Code-Quality-Index selbst. Die vorgestellten Konzepte passen hierbei grundsätzlich für alle individuell erstellten, industriellen Softwaresysteme in beliebigen Hochsprachen, bedürfen aber in diesem Teil (noch) nicht deren detaillierte Sprachkenntnis, sind also sowohl für das Management als auch für die Entwicklungsmannschaft verständlich und relevant. Auch für Letztere ist ein grundlegendes Verständnis der Konzepte um Code- Quality-Management von Bedeutung, da qualitätsfördernde Maßnahmen letztlich nur durch sie umgesetzt werden und nur von ihnen direkt wahrgenommen werden können. Der Teil II Technische Umsetzung und Werkzeuge (Kapitel 6 10 und Anhang) stellt eine für C++- und Java-Systeme vorgenommene, praxiserprobte Instanziierung von Code-Quality-Management dar. Hier werden theoretische Grundlagen der statischen Programmanalyse, typische Codeanalysatoren sowie die den Code-Quality-Index begründenden, techniknahen Problemmuster beschrieben. Der Hauptadressatenkreis dieses Teils liegt daher bei den Softwareingenieuren, die die operative Ebene des Code-Quality-Managements repräsentieren, sei es durch die bloße konkrete Feststellung des Code-Quality-Index oder durch die Ableitung und direkte Umsetzung konkreter Handlungsempfehlungen. Das Management kann in diesem Teil erkennen, dass die zu erreichenden Mehr-

5 4 werte einer hochtechnischen Basisinfrastruktur bedürfen, die in der Regel nicht kostenlos zu haben ist und deren Bedienung ein gehöriges Maß an technischem Wissen, Offenheit, Neugierde und Einarbeitungsaufwand verlangt. Wenn dieses Buch auch nicht alle Facetten bis ins letzte Detail beleuchten kann, ein erster Schritt in diese Richtung sollte mit diesem Buch gemacht sein, und der ist bekanntlich der Anfang selbst der längsten Reise.