代碼級橫切關(guān)注點挖掘方法研究.pdf

1、隨著軟件系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代軟件工程采用了一種“分而治之”的策略，將系統(tǒng)開發(fā)看作是實現(xiàn)核心功能關(guān)注點和橫切功能關(guān)注點分離的過程。研究發(fā)現(xiàn)，目前在使用面向?qū)ο笏枷脒M(jìn)行軟件開發(fā)的整個過程中，兩種關(guān)注點在需求和總體設(shè)計階段還能保持彼此分離的狀態(tài)，而到了具體實現(xiàn)過程中，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（Object Oriented Programming,OOP）方法就很難再保持核心關(guān)注點與橫切關(guān)注點的彼此分離狀態(tài)，致使了代碼分散和代碼纏結(jié)問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致了

2、之前的OOP技術(shù)不能有效地模塊化橫切關(guān)注，從而嚴(yán)重影響了系統(tǒng)軟件中核心功能關(guān)注的模塊化。這些問題的出現(xiàn)促使了一種能夠很自然地描述橫切關(guān)注點的編程模型——面向方面編程(Aspect Oriented Programming, AOP)模型的出現(xiàn)。面向方面的軟件重構(gòu)技術(shù)作為傳統(tǒng)重構(gòu)和面向方面編程兩種技術(shù)的組合，向原先傳統(tǒng)的重構(gòu)技術(shù)提供了更多附加的手段，幫助重組系統(tǒng)軟件中與橫切關(guān)注點相對應(yīng)的代碼，進(jìn)一步提高關(guān)注點模塊化，其中方面挖掘不僅是方面

3、重構(gòu)的先決條件，還是面向方面重構(gòu)過程中的重要步驟，其最終的挖掘效果將直接影響之后重構(gòu)的整體過程。
　　橫切關(guān)注點在程序代碼中主要表現(xiàn)形式有兩種：代碼纏結(jié)（tangling）和代碼分散（scattering）。因此目前代碼級橫切關(guān)注點挖掘的主要原理都是通過探測程序代碼中是否存在這兩種表現(xiàn)形式的代碼塊來進(jìn)行判斷和識別工作。學(xué)者們依據(jù)這種判斷來制定相對應(yīng)的橫切關(guān)注點挖掘算法，進(jìn)而提出具有可行性的橫切關(guān)注點挖掘方法，最后通過使用大量開源代

4、碼項目用例測試挖掘方法的準(zhǔn)確性和實用性。但由于代碼分散特征的橫切關(guān)注點主要存在方法級類層次上，表現(xiàn)形式更加明顯和容易識別，而代碼纏結(jié)特征的橫切關(guān)注點主要存在方法內(nèi)部，表現(xiàn)形式不夠明顯，導(dǎo)致目前很多挖掘方法僅基于識別代碼分散特征而進(jìn)行挖掘工作，對潛在的具有代碼纏結(jié)特征的橫切關(guān)注點識別能力不強(qiáng)，挖掘效率不高。
　　本文根據(jù)系統(tǒng)軟件中橫切代碼的外在特征及核心功能語句與非核心功能語句之間潛在的依賴關(guān)系，提出了一種將扇入分析（Fan-In）

5、和改進(jìn)系統(tǒng)依賴圖(Modified System Dependence Graph, M-SDG)相結(jié)合的方面挖掘方法FIMS，首先在類層次上以方法之間的調(diào)用頻率作為橫切關(guān)注點的外在特征，對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行扇入分析，得到符合條件的橫切方法集，挖掘出存在類層次上的具有分散特征的橫切關(guān)注點，然后再把這些方法所在類的每個執(zhí)行過程當(dāng)作獨(dú)立個體，構(gòu)建成方法內(nèi)程序依賴圖整合成的改進(jìn)的系統(tǒng)依賴圖（M-SDG），M-SDG是指通過調(diào)用關(guān)系關(guān)聯(lián)起來每個執(zhí)行過

6、程中語句為結(jié)點的依賴圖，再通過相應(yīng)的挖掘規(guī)則，分離出依賴圖中核心功能的結(jié)點集，最后挖掘出目標(biāo)系統(tǒng)潛在的橫切關(guān)注點集。
　　FIMS方法沒有局限于橫切代碼的外在結(jié)構(gòu)形式和行為特征，而是有層次的由外向內(nèi)，挖掘粒度從方法級到語句級逐步細(xì)化的實現(xiàn)代碼級方面挖掘工作，兼顧了橫切關(guān)注點的代碼分散和代碼纏結(jié)特征，提高了系統(tǒng)中橫切關(guān)注點的識別能力。
　　在最后通過JHotDraw和HSQLDB兩個代碼開源項目作為試驗用例來對FIMS挖掘方法