シーケンス図を用いて実行履歴を可視化するデバッグ環境の試作大阪大学基礎工学部情報科学科井上研究室淺利勇太研究の背景デバッグプロセス Step1: テストで発見された不具合の再現 Step2: 不具合の原因であるバグ位置の特定 Step3: バグ修正 Step2が最もコストを必要とする作業であり、デバッガによる支援が行われている 2 デバッガの機能   ブレークポイントによる、プログラムの実行の一時停止ステップ実行による、文単位の実行一時停止状態では、停止した時点のスタック内の各変数の値を取得できる 3 オブジェクト指向プログラムのデバッグの難しさ OOPでは、動的束縛のために、ソースコード上のメソッド呼び出しの記述と、実際のメソッド呼び出しの動作が異なる   オブジェクト群がどのような相互作用（状態）を経て現在に至ったか特定のオブジェクトに対するメソッド呼び出し履歴 4 研究の目的   通常のデバッガでは得られない、メソッド呼び出し履歴をシーケンス図として表示することで、デバッグ支援を行う対象：Ｊａｖａプログラムシーケンス図: オブジェクト間のメッセージのやり取りを時間に沿って表すための図 5 シーケンス図の生成方法 Amida: 実行履歴からシーケンス図を生成するツール A(1).a(){ B(2).b(){ } B(2).b(){ } } B[2] A[1] a() b() b() 2 b() 谷口、石尾、神谷、楠本、井上: "Javaプログラムの実行履歴に基づくシーケンス図の作成"、ソフトウェア工学の基礎XI、日本ソフトウェア科学会FOSE2004、pp.5-15(2004). 6 シーケンス図からのバグ位置の特定  プログラムの設計と、生成されたシーケンス図の比較    設計では呼び出す（呼び出されない）はずのメソッドが実際は呼ばれていない（呼ばれている）メソッド呼び出しの順序不具合が見つかったオブジェクトに対してのメソッド呼び出し履歴の調査 7 設計と生成されたシーケンス図との比較設計時に作成したシーケンス図 A[1] a1() B[2] C[3] 実行履歴から生成されたシーケンス図 A[1] B[2] C[3] a1() b1() b2() b2() c1() c1() c2() c3() c3() c2() 8 シーケンス図からのバグ位置の特定  プログラムの設計と、生成されたシーケンス図の比較    設計では呼び出す（呼び出されない）はずのメソッドが実際は呼ばれていない（呼ばれている）メソッド呼び出しの順序不具合が見つかったオブジェクトに対してのメソッド呼び出し履歴の調査 9 不具合が見つかったオブジェクトについてのメソッド呼び出し履歴実行履歴から生成されたシーケンス図 A[1] B[2] C[3] b1() a1() b2() b3() c1() 不正な値の変数ブレークポイントでの停止位置 10 開発環境への実装  シーケンス図生成機能を、統合開発環境 Eclipseのプラグインとして組み込み、デバッグ環境を試作    デバッグ時に実行履歴の取得ブレークポイントでの停止時・実行終了時に実行履歴をシーケンス図として表示・更新シーケンス図からソースコードへの参照 11 実行画面スタックトレースエディタシーケンス図表示部 12 適用例試作した環境でドローツールを開発バグの特定作業にシーケンス図生成機能を利用  直線、長方形、楕円の配置      マウスによる配置パラメータ設定エリアからの座標入力による配置と着色配置済みの図形のリスト表示図形の重なりの順序変更図形の削除不具合：マウスによる図形配置の際に、頂点の座標が別の値に変更されてしまう 13 適用例: 正常な図形配置動作追加図形リスト頂点座標をセットパラメータ設定エリア図形描画部 14 適用例: 不具合追加不正な頂点座標をセット 15 適用例: 設計と生成されたシーケンス図との比較実行履歴から生成されたシーケンス図図形配置の処理設計キャンバスキャンバス図形オブジェクト図形オブジェクトドラッグの終了() 頂点2の座標設定() 図形の配置とパラメータ設定エリアの更新() 設計にはないバグ 16 考察    シーケンス図から実際の動作を把握し、バグ位置の特定をすることができた設計と実際の動作との比較は、デバッグに有効であると確認できた有効に使うには、対象のプログラムについての設計情報が利用できることが必要   全体の大まかな設計についての知識クラス名、メソッド名から処理内容が分かること 17 まとめ主な結果   デバッグ支援のため、プログラム実行履歴からシーケンス図を生成する機能を持つデバッグ環境を試作した Javaプログラムの実際の開発に使用し、デバッグにおける有効性を確認した今後の課題  より多くのソフトウェア開発への適用 18