[논문 리뷰] M3: An Open Model for Measuring Code Artifacts

Anastasia Izmaylova, Paul Klint외 2명|arXiv (Cornell University)|2013. 12. 04.

Software Engineering Research인용 수 9

한 줄 요약

M³은 불변의 유형화된 관계와 URI 기반 소스 위치를 사용하여 소스 코드 자산을 표현하는 개방형, 확장 가능하고 조합 가능한 모델을 제안한다. Rascal 프로그래밍 언어 내에서 개발되었으며, 표준화되고 직렬화 가능한 모델을 통해 파서와 메트릭 소비자 간의 분리를 실현함으로써 언어에 관계없이 코드 분석을 가능하게 한다. 이 모델은 유형 추론, 소스 추적, 프로젝트 및 종속성 간의 메트릭 조합을 지원한다.

ABSTRACT

This document details design considerations of M3: a meta model for source code artifacts

연구 동기 및 목표

• 다양한 프로그래밍 언어와 메트릭 간의 코드 품질 측정 과제를 해결하기 위해 통합적이고 확장 가능한 코드 자산 모델을 구축하기 위해.
• 표준화된 언어에 관계없는 모델을 통해 코드 추출기(parser)를 메트릭 및 시각화 도구에서 분리하기 위해.
• 물리적 및 논리적 URI 기반 위치를 통해 메트릭을 소스 코드로 정확히 추적할 수 있도록 하기 위해.
• 불변의 지속 가능한 데이터 구조를 사용하여 파일, 프로젝트, 종속성 간에 메트릭을 증분적이고 조합적으로 분석할 수 있도록 하기 위해.
• 소프트웨어 분석 및 진화 연구 분야에서 재사용 가능하고 확장 가능한 코드 분석 파이프라인의 기반을 제공하기 위해.

제안 방법

• M³ 모델은 Rascal의 세트, 관계, 패턴 매칭 기능을 활용하여 소스 코드 자산 간의 불변의 유형화된 관계로 구성된다.
• 소스 위치는 물리적(예: file://, project://) 및 논리적(예: java+class://) 식별자를 가진 URI로 모델링되어, 코드 이동에 걸쳐도 추적성과 안정성을 확보한다.
• 핵심 관계로는 포함 관계(자산 계층), 선언(논리적 위치에서 물리적 위치로의 매핑), 사용 관계(의존성 추적)가 포함된다.
• 추상 구문 트리(_AST_)는 모델 관계에서 필요에 따라 재구성되며, 노드는 소스 위치 및 유형 정보로 주석이 달린다.
• 유형 기호는 매개변수 유형 추론 및 일반 유형에 대한 메트릭 계산을 지원하기 위해 일급 값으로 모델링된다.
• 모델은 명시적 유니온 및 링크 연산을 통해 조합된다: 유니온은 관계를 융합하고, 링크는 기관 필드를 업데이트하여 프로젝트 간 참조를 가능하게 한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다양한 프로그래밍 언어에서 소스 코드 자산을 하나의 확장 가능한 모델로 표현하면서도 소스 코드로의 추적성을 유지할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ2 언어에 관계없는 방식으로 코드 추출기와 메트릭 및 시각화 도구를 분리하기 위해 어떤 설계 원칙이 필요한가?
• RQ3 비기능적 코드 변경에도 안정적이고 인간이 읽을 수 있는 소스 위치 식별자를 설계하는 방법은 무엇인가?
• RQ4 파일, 프로젝트, 종속성 간에 메트릭을 증분적이고 조합적으로 분석할 수 있도록 하는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ5 매개변수 유형과 유형 인스턴스화를 포함한 메트릭을 지원하기 위해 유형 체계를 어떻게 통일적으로 모델링할 수 있는가?

주요 결과

• M³는 추상 구문의 최소 집합(식별자, 선언, 문, 유형, 수정자)을 기반으로 표준화함으로써 언어에 관계없는 코드 분석 파이프라인을 구축할 수 있도록 한다.
• URI 기반 소스 위치의 사용은 유형 추적성, 인간이 읽을 수 있는 정확한 링크, 소스 코드로의 안정적 연결을 가능하게 하여 결과의 디버깅 및 설명을 지원한다.
• 모델은 증분 분석을 지원한다: 볼륨 메트릭은 외부 종속성을 융합하기 전에 계산될 수 있으나, 상속 깊이 메트릭은 모든 선언에 접근하기 위해 융합 후에만 계산이 가능하다.
• 유형 기호는 일급 값으로 모델링되어 일반 유형의 가능한 인스턴스화 수와 같은 메트릭 계산이 가능해진다.
• 모델은 UvA와 CWI의 학술 과정 및 연구 프로젝트에서 성공적으로 적용되어 실제 소프트웨어 분석 워크플로우에서의 사용 가능성을 입증했다.
• 기본적으로 자바, C#, PHP에 대한 지원이 진행 중이며, 제어 흐름 및 프로그램 의존성 관계 확장 계획이 수립되어 있다.