AspectScope による
アスペクト指向プログラ
ミングの支援
数理・計算科学専攻 千葉研究室
堀江 倫大
指導教員: 千葉 滋
1
モジュラープログラミング
全体をモジュールに分割
モジュール（＝クラス）の
（インタフェースの）仕様を確定
仕様だけを見てプログラミング
クラスの仕様：
シグネチャ ＋ メソッドの振る舞い
仕様は変えない
情報隠蔽
内部実装は仕様を満たしていれば自由に変えてよい
2
AOP は
モジュラープログラミングができない
よくある批判
アスペクトが仕様と実装の一貫性を壊す可能性がある
他のモジュールの実装を、仕様を無視して変更できてしま
う
AOP の obliviousness の負の側面
元のクラスの実装は改変されない
仕様だけを見てプログラミングできない
あちこちの実装を見る必要がある
モジュール内部の実装
そのモジュールに影響をおよぼしていそうなアスペクトの実装
3
例：リファクタリング
契約のためのアスペクトを定義
Point
クラスの setX、setY メソッドの振る舞いを変更
事前条件により、図形エディタのウィンドウ
サイズ （0 < x < 100、 0 < y < 50） 内に図
形は描画されなければならない
50
×
100
aspect Contract {
before(int x) : call(void Point.setX(int)) && args(x) && within(Shape+) {
if (x < 0 || 100 < x) throw new IllegalArgumentException();
}
before(int y) : call(void Point.setY(int)) && args(y) && within(Shape+) {
if (y < 0 || 50 < y) throw new IllegalArgumentException();
}}
4
アスペクトにより仕様と実装が食い違う
コールグラフ中のメソッド全体に食い違いの影響が及ぶ
ポイントカットが指定したメソッドだけではない
x 軸方向に
点の xdx、y
dx,
座標を設定する
y 軸方向に
軸方向にdy
dyだけ
だ
直線を移動させる
け多重線を移動する
＋＋
class MultiLines extends Shape{
直線の両端の
x 座標は
0 以上
100 以下、
多重線の
xShape
座標は
0 以上
100 以下
のサブクラスから呼び出されたとき
y 座標は 0のみ、
以上 50
の範囲内に制限される
0 <以下に制限される
x < 100 に制限される
private List lines;
:
void moveBy(int dx, int dy) {
for (Iterator it = lines.iterator();
it.hasNext();)
((Line) it).moveBy(dx, dy);
}}
＋
class Line extends Shape {
private Point p1, p2;
:
void moveBy(int dx, int dy) {
p1.setX(p1.getX() + dx);
:
}}
class Point extends ..
private int x, y;
:
void setX(int nx) {
x = nx;
}}
call(void Point.setX(int)) && within(Shape+)
5
開発ツール: AspectScope
AOPでのモジュラープログラミングを支援する
アスペクトの中に、実装の変更だけでなく、それに合わせ
た仕様の更新も記述させる
変更部分を説明した追加 javadoc コメント
メソッドごとに、それぞれの抽象化に合わせ異なるコメントを記述
可能
ツールが更新後の仕様を表示
元の
javadoc コメント
アスペクトが追加した javadoc コメント
変更点を知らせるテキストエディタのマーカー、アウトライ
ンビュー
6
Eclipse プラグインとして開発
エディタ、ビューを拡張
7
更新後の仕様の表示
AspectScope のテキストエディタ
マーカー:
仕様が変わっている箇所を示す
javadoc コメント: 更新後のメソッドの振る舞い
アスペクトが追加した javadoc
8
outline ビュー
クラスの中で定義されたメソッドとフィールドの列挙
アスペクトによって変更されていたらアイコン(
)を表示する
ソースコードを見る必要はない
UndoCmdAspect
によって拡張
9
メソッドの抽象化に沿ったコメントの追加
The horizontal position of
this line should be no fewer
than 0, nor more than 100
class MultiLines {
The horizontal position
of both the starting point
and the end point should
be no fewer than 0, nor
more than 100
private List lines;
:
void moveBy(int dx, int dy) {
for (Iterator it = lines.iterator();
it.hasNext();)
((Line) it).moveBy(dx, dy);
}}
class Line {
private Point p1, p2;
:
The set value x
should be no fewer
than 0, nor more
than 100, only if
the caller is the
subclasses of
Shape
void moveBy(int dx, int dy) {
p1.setX(p1.getX() + dx);
:
}}
call(void Poin.setX(int)) && within(Line)
class Point {
private int x, y;
:
void setX(int nx) {
x = nx;
}}
10
アスペクトによる仕様の更新の記述
comment アノテーション
変更部分を説明する追加コメントの定義
アドバイスを定義するときに一緒に記述
/** @comment
*
The set value x should be no fewer than 0, nor more than 100
*
* @comment (execution(void Line.moveBy(int, int)))
*
The horizontal position of both the starting point and the end
*
point should be no fewer than 0, nor more than 100
*
* @comment (execution(void MultiLines.moveBy(int, int)))
*
The horizontal position of this line should be no fewer than 0,
*
nor more than 100
*/
before(int x) : call(void Point.setX(int)) && args(x) && within(Line) { … }
11
コメントを追加するメソッドの範囲指定
メソッドによって追加するコメントを変える
条件文なし
execution(
特定のメソッド
within(
class pattern )
特定のクラス内、パッケージ内のメソッド
（例） within(* csg.figures.*)
caller(
method pattern )
int )
Line
moveBy
csg.figures
Point
Line
Arrow
Rectangle …
Rectangle
moveBy
n 段前の呼び出し階層
同様の処理を行うメソッド
Contract
Triangle
moveBy
Point
setX
12
comment アドバイス
AspectScope 独自のアドバイス
メソッドに元々コメントがない場合、comment アドバ
イスを利用してコメントを織り込む
ポイントカットのみ指定可能
不要になったら unweave 可能
execution
（例） Line.getDistance メソッドへのコメントの織り込み
class Line {
int getDistance(Point p) {
:
}
:
}
/** Returns the distance from this line */
comment() :
execution(int Line.getDistance(Point)) {}
13
実アプリケーションでの調査
目的
アスペクトの織り込みにより、仕様と実装の一貫性が本当
にくずれているか
対象メソッドごとに異なる追加コメントを必要としているか
対象アプリケーション
アプリケーション Health Watcher (HW)
[A. Rashid ら ‘07]
クラス数 692 (LOC: 9,591)、アスペクト数 25 (LOC:
1,989)
アスペクトの使用方法は5通り
Web
デザインパターン、例外処理、永続化、トランザクション、ロギング
14
AspectScope の適用結果
記述したコメントの種類と追加された箇所の数
拡張したメ 呼ばれ 呼び出し 呼び出し 呼び出し
ソッド数
る側
1階層上 2階層上 3階層上
パターン
Observer
Command
Factory
State
17
3
0
15
17
0
NA
15
17
3
NA
14
0
0
NA
13
0
0
NA
10
呼び出し 呼び出し
6階層上 9階層上
0
0
NA
5
0
0
NA
2
Observer パターンにおける追加コメントの例
setPassword:
“Calls
<code>updateObserver</code> after setting the new password of the
employee to update the Observer.”
executeCommand:
“Updates the information of the employees by calling
<code>updateObserver</code>.”
15
ロギングアスペクト
呼び出し側に仕様変更を反映させる必要は必ずし
もない
ロギングはプログラムのセマンティクスを変更しない
アスペクト名
拡張した
メソッド数
呼ばれ
る側
呼び出し
1階層上
呼び出し
2階層上
HWLogging
2
1
(2)
(1)
public synchronized static HealthWatcherFacade getInstance() {
if (singleton == null)
singleton = new HealthWatcherFacade();
return singleton;
}
16
関連研究:
Aspect-Aware Interface (AAI)
AspectScope が基本とする考え方を最初に提案
アイデアを提示した論文 [G. Kiczales ら ‘05]
には OOP とは異なる新しいインターフェースAAI
が存在する
変更後の仕様の表現方法が異なる
AOP
call、get、set ポイントカットの表現について具体的な言及はない
メソッドの振る舞いの表現は扱っていない
AspectScope は、javadoc コメントを使って表現
17
関連研究: AJDT
ポイントカットによって選択されたジョインポイントに
マークを表示するのみ
広範囲に広がるアスペクトの影響は表現できない
局所的な表示
（例）
call ポイントカットの場合 caller にしか表示されない
callee には表示なし
caller
callee
18
関連研究: Open Module
AOP の能力を制限して、モジュラープログラミング
を可能にしている
クラス側からは、どこが拡張されるかが分かる
Module に公開されたポイントカットしか、アスペク
トは拡張できない
Open
将来の機能拡張に備えて
ポイントカットを予め公開して
おくのは難しい
AOP
module FigureModule {
class Line;
expose call(void Point.setX(int))
|| call(void Point.setY(int));
}
の利点を損なう
19
まとめ
AspectScope:
AspectJ におけるモジュラープログラミングを支援
アスペクトの中に、実装の変更だけでなく、それに合わせ
た仕様の更新も記述させる
comment アノテーションによる仕様の追加
comment アドバイス
ツールが更新後の仕様を表示
テキストエディタにおける javadoc コメントの表示
エディタのマーカー、アウトラインビューが更新点を知らせる
Eclipse プラグインとして開発
M. Horie, S. Chiba.
“AspectScope: An OutlineView for AspectJ Programs”,
Journal of Object Technology
20
今後の課題
コールグラフごとのコメントのモジュール化
現在は、ひとつのアドバイスに複数のコメントを羅
列している
プログラムの改変に弱い構造
インターフェースに現れる冗長なコメントの集約
（例）
setX、setY メソッドは moveBy メソッド内でそれぞ
れ2回ずつ呼び出される
同じコメントが2回ずつ表示されてしまう
comment
アドバイスを利用することを検討
21
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