[发明专利]一种基于遗传算法的微服务关注点过载异味重构方法在审

专利信息
申请号: 202211168723.3 申请日: 2022-09-24
公开(公告)号: CN115469880A 公开(公告)日: 2022-12-13
发明(设计)人: 张贺;高冕;钟陈星;李杉杉;周鑫;荣国平;邵栋 申请(专利权)人: 南京大学
主分类号: G06F8/41 分类号: G06F8/41;G06K9/62;G06N3/12
代理公司: 南京众联专利代理有限公司 32206 代理人: 顾进
地址: 210023 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 遗传 算法 微服 关注点 过载 异味 方法
【说明书】:

发明属于软件自动化重构技术领域,具体涉及利用主题建模与挖掘来进行关注点过载的异味检测以及使用遗传算法来搜索重构方案的方法和系统,包括:对微服务系统源代码进行解析与预处理,从而获得用于质量评估的代码依赖矩阵;采用主题建模技术挖掘系统中的关注点并检测出关注点过载异味,同时将过载的服务转换成重构单元集合;基于多目标遗传算法搜索重构方案列表并使用欧氏距离来筛选最优重构方案。本发明通过挖掘软件系统中的语义主题来发现存在关注点过载异味的微服务,并提供了一种针对过载服务的模块化分解重构方法,从而帮助架构师快速发现并重构系统内的关注点过载异味,提高软件维护与演进的效率。

技术领域

本发明属于软件自动化重构技术领域,具体涉及一种利用主题建模与挖掘来进行关注点过载的异味检测以及使用遗传算法来搜索重构方案的方法和系统。

背景技术

在基于微服务架构的软件系统中,由于对架构组件不合理的模块化设计,容易造成服务间关注点分布的不合理,从而产生关注点过载这种架构异味。出现该异味说明服务实现了过多的功能关注点,系统的服务粒度划分不够合理。这容易使服务的功能职责定位变得臃肿和模糊,同时提高了系统的部署运维成本,降低了系统整体的可用性。

在研究消除软件中的大粒度相关异味时,研究人员通常会设计某种对系统组件的分解方法并通过自动化重构来消除软件中的异味。软件系统中的异味按照粒度可以分为代码、设计和架构三个层级。关注点过载作为架构层级的大粒度异味,可以通过对过载的服务进行分解来对其进行消除。为了将相关异味消除方法应用于软件系统上,研究人员普遍采用自动化重构技术。相比于传统开发人员的手动重构,自动化重构技术在保留系统外部行为特征的前提下,能够以更高的效率和更低的成本对系统内部结构进行修正,并提升系统质量。

然而目前面向异味的自动化重构研究更多关注代码层级的异味。架构层级的异味重构研究受限于缺乏通用的架构定义标准、异味检测方法以及对架构重构操作的实施等原因,目前仍处于探索阶段。因此缺乏一种对于关注点过载异味的有效重构方法。

发明内容

本发明的目的在于:针对现有的面向架构异味的自动化重构研究,提供一种利用主题建模与挖掘来进行关注点过载的异味检测以及使用遗传算法来搜索重构方案的方法和系统。从而帮助开发人员与架构师快速发现微服务系统内的关注点过载异味,并获得重构方案参考,提升软件维护与演进的效率。

为实现上述目的,本发明的技术方案是:提供一种利用主题建模与挖掘来进行关注点过载的异味检测以及使用遗传算法来搜索重构方案的方法,包括以下步骤:

S1:抽取微服务系统的代码文件依赖矩阵,用于评估主题的内聚度、重构单元的聚类相似度以及重构方案的结构性模块化质量;

S2:对微服务系统进行主题建模,挖掘出各个服务下的关注点信息,并基于关注点阈值检测出关注点过载的服务;

S3:按照一定的粒度将关注点过载的服务转换成重构单元集合,将对其重构的过程描述为对其重构单元集合的模块化分解过程;

S4:使用多目标遗传算法搜索高质量的重构方案列表,并基于优化目标的欧式距离来筛选最优方案。

优选地,抽取微服务系统的代码文件依赖矩阵的具体步骤包括:

S1-1:设置文件过滤器,用于限定代码文件的范围,排除配置文件、测试文件、数据文件等其他类型文件的干扰;

S1-2:根据文件过滤器递归读取目标微服务系统的所有源代码文件列表;

S1-3:设定需要抽取的目标依赖类型,包括但不限于:方法调用、包导入、子类继承、接口实现、属性调用、作为参数、作为返回值、类型转换、聚合包含、实例化;

S1-4:使用Antlr语法处理工具读取所有代码文件的指定依赖关系;

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