[논문 리뷰] ModelTalk: A Framework for Developing Domain Specific Executable Models

Atzmon Hen-Tov, David H. Lorenz외 1명|ArXiv.org|2009. 06. 18.

Advanced Software Engineering Methodologies참고 문헌 18인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 도메인 특화된, 해석 가능한 모델 기반 개발 프레임워크인 MODELTALK을 제시한다. 이 프레임워크는 메타모델링, 의존성 주입, 실행 가능한 모델을 통합하여 런타임에서 직접 실행 가능한 모델링을 가능하게 하며, Java와 유사한 빠른 모델링을 지원한다. 이 프레임워크는 개발 주기를 분에서 몇 초로 단축시키고, 대규모 통신 소프트웨어 제품 라인에서 선언적이고 모델 중심의 커스터마이제이션을 가능하게 한다.

ABSTRACT

Developing and maintaining complex, large-scale, product line of highly customized software systems is difficult and costly. Part of the difficulty is due to the need to communicate business knowledge between domain experts and application programmers. Domain specific model driven development (MDD) addresses this difficulty by providing domain experts and developers with domain specific abstractions for communicating designs. Most MDD implementations take a generative approach. In contrast, we adopt an interpretive approach to domain specific model driven development. We present a framework, named ModelTalk, that integrates MDD, dependency injection and meta-modeling to form an interpretive, domain specific modeling framework. The framework is complemented by tool support that provides developers with the same advanced level of usability for modeling as they are accustomed to in programming environments. ModelTalk is used in a commercial setting for developing a product line of Telco grade business support systems (BSS).

연구 동기 및 목표

• 통신 분야에서 대규모 맞춤형 소프트웨어 시스템을 개발하는 데 드는 높은 비용과 복잡성을 해결하기 위해.
• 코드 생성 과정에서 발생하는 장기적인 컴파일-패키지-배포 주기 등의 제약을 극복하기 위해.
• 도메인 전문가와 개발자가 현대적인 IDE와 유사한 통합형 상호작용 모델링 환경을 사용할 수 있도록 하기 위해.
• 모델의 해석 실행을 통해 선언적이고 런타임에서 수정 가능한 시스템 동작을 가능하게 하기 위해.
• 모델을 시스템 동작의 주요 소스로 삼음으로써 수동적인 자바 코드 작성에 의존도를 낮추기 위해.

제안 방법

• 모델을 런타임에서 직접 실행하는 해석적 접근 방식을 사용하여 코드 생성 및 컴파일 주기를 제거한다.
• 의존성 주입 원리를 통합하여 XML 기반으로 객체 그래프를 선언적으로 구성함으로써 재컴파일 없이도 런타임에서 변경이 가능하도록 한다.
• 메타모델링을 활용해 도메인 특화 추상화를 정의함으로써 개발자가 애플리케이션 로직을 위한 맞춤형 DSL을 생성할 수 있도록 한다.
• Eclipse 기반의 도구 플러그인을 제공하여 문법 강조, 검증, 실시간 피드백 등 IDE 유사 기능을 제공한다.
• 모델을 진리의 근원으로 간주하고 런타임에서 모델을 해석하여 행동을 유도함으로써 모델 기반 개발을 구현한다.
• 확장 가능한 메타모델링 및 메타클래스 기능을 통해 모델 수준에서 횡단 관심사(crosscutting concerns)를 지원한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 모델 기반 개발을 더 반응적이고 상호작용적으로 만들 수 있으며, 현대 프로그래밍 환경의 사용성에 가까워질 수 있는가?
• RQ2 대규모 소프트웨어 제품 라인에서 코드 생성 대신 해석 실행을 사용할 경우 성능 및 확장성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 메타모델링과 의존성 주입을 사용하여 도메인 특화 모델링 언어를 효과적으로 생성하고 유지보수할 수 있는가?
• RQ4 해석적 모델 기반 개발 프레임워크는 복잡하고 맞춤형 시스템에서 시장 진입 시간과 유지보수 비용을 어떻게 줄일 수 있는가?
• RQ5 비프로그래머가 모델 변경을 통해 런타임에서 얼마나 깊이까지 시스템 동작을 수정하고 적응시킬 수 있는가?

주요 결과

• MODELTALK에서의 점진적 모델 변경은 생성형 MDD 접근 방식 대비 최대 몇 초 내로 이루어지며, 분 단위가 아닌 초 단위로 처리된다.
• 모델 클래스의 평균 상속 깊이(DIT)는 4.75로, 잘 구조화되고 재사용 가능한 모델 계층 구조를 나타낸다.
• 응용 프로그램 모델의 XML 스키마(XSD)는 200K 라인의 코드를 포함하여 메타모델의 복잡성과 표현력을 반영한다.
• 응용 프로그램의 90% 자바 소스 코드가 모델에 의해 제어되며, 이는 모델 기반 제어가 구현에 강력하게 적용됨을 보여준다.
• 커스터마이제이션 프로젝트의 소스 라인 82%가 선언적임을 보여주며, 이는 프레임워크가 코딩보다 구성(configuration)에 중점을 두고 있음을 강조한다.
• 개발자들은 주기 시간의 급격한 개선을 보고하며, 리팩터링 중에도 손상된 모델을 그대로 유지하면서 작업할 수 있어 생산성이 유지됨을 긍정적으로 평가한다.