EXtracting Product Lines from vAriaNTs (EXPLANT)

Software-Produktlinien fördern die strategische Wiederverwendung von Software und den systematischen Umgang mit Variabilität. In der Praxis werden Wiederverwendung und Variabilität jedoch häufig ad hoc realisiert, indem Artefakte kopiert und angepasst werden (der Clone-and-Own-Ansatz). Aufgrund mangelnder Automatisierung ist die Übertragung von Änderungen (z.B. Fehlerbeseitigungen, Performance-Verbesserungen) auf mehrere geklonte Produktvarianten sowie der Austausch von Funktionalität zwischen Varianten zeitaufwendig und fehleranfällig.

Zur Lösung schlagen wir die schrittweise Überführung geklonter Produktvarianten in eine kompositionale Software-Produktlinie (SPL) vor. Die Varianten werden zunächst unverändert in eine initiale SPL integriert. Anschließend wird diese SPL mittels kleiner, Semantik-erhaltender Schritte in eine gut strukturierte, modulare Ziel-SPL transformiert. Ein derartiges Vorgehen bietet gegenüber existierenden Ansätzen zur Überführung von Produktvarianten in SPLs folgende Vorteile:

1) Die SPL kann unmittelbar produktiv eingesetzt werden. Bisher waren lange Produktionsstopps erforderlich, da die Überführung nicht unterbrochen werden konnte.

2) Der kompositionale Implementierungsansatz begünstigt die Wartbarkeit. Die Probleme der in der Praxis verbreiteten annotativen SPL-Implementierungsansätze (u. a. wenig modularer, schlecht verständlicher Programm-Code) werden vermieden.

3) Die Semantik-Erhaltung der ursprünglichen Varianten wird garantiert.

Kernziel unseres Projekts ist die Erforschung Varianten-erhaltender Refactorings. Darunter verstehen wir konsistente Transformationen auf Modell- und Implementierungsebene, die Semantik-erhaltend bezüglich aller möglichen Produkte der SPL sind. Diese Refactorings werden wir mit Code-Clone-Erkennung kombinieren, um den Grad der Wiederverwendung schrittweise zu erhöhen und somit den Wartungsaufwand und die zukünftige Defektrate zu senken. Zudem werden wir Feature-Lokalisierungstechniken in multiplen Produktvarianten erforschen. In Verbindung mit Varianten-erhaltendem Refactoring ermöglichen diese Techniken die schrittweise Feature-orientierte Extraktion von Funktionalität aus multiplen Produktvarianten. Durch Komposition der extrahierten Features können nicht nur die ursprünglichen Varianten rekonstruiert werden. Es werden darüber hinaus neue Varianten möglich, sodass noch gezielter auf Anforderungen reagiert werden kann.

Software product lines enable the strategic reuse of software and handle variability in a systematic way. In practice, however, reuse and variability are often implemented ad hoc, by copying and adapting artifacts (the clone-and-own approach). Due to a lack of automation, propagating changes (e.g. error corrections, performance improvements) to several cloned product variants and exchanging functionality between variants is time-consuming and error prone.

To solve these problems, we propose the stepwise migration of cloned product variants to a compositional software product line (SPL). First, all of the variants are integrated unaltered into an initial SPL. Subsequently, this SPL is transformed into a well-structured, modular target SPL by means of small, semantics-preserving steps. Compared to existing approaches to migrate product variants to an SPL, this course of action provides the following advantages:

1) The SPL can be used in production immediately. Up until now, production had to be halted for extended periods of time because migration could not be interrupted.

2) The composition-based implementation approach supports maintainability. This avoids the problems associated with annotation-based SPL implementation techniques (e. g. lack of modularization, hard to read program code), which are widely used in practice.

3) Semantics-preservation of the original variants is guaranteed.

The core of our project is the research of variant-preserving refactoring. By this, we mean consistent transformations on the model as well as the implementation level, which are semantics-preserving with respect to all possible products of the SPL. These refactorings are combined with code clone detection in order to increase reuse and thereby decrease maintenance costs and future defect rates. Moreover, we will research feature location techniques in multiple product variants. Combined with variant-preserving refactoring, these techniques allow for the stepwise extraction of functionality from multiple product variants. Not only can we reconstruct the original variants by composing the extracted features, but we can even create new variants. Thereby, new requirements are addressed even more effectively.