Bugdel:アスペクト指向を利用してデバッグコードを挿

アスペクト指向を利用して
デバッグコードを挿入できる
ソフトウェア開発環境
東京工業大学情報理工学研究科
薄井義行千葉滋
JSSST2004
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アスペクト指向とは
• クラス間にまたがる処理をモジュール化
– 主に Pointcut、Advice で処理を記述
• Pointcut
– いつコードを実行するのか
• 例: Serverクラスのserviceメソッドが実行されたとき
– プリミティブな pointcut
• set: フィールドへの代入、 execution: メソッドの実行、
call: メソッド呼び出し、 handler: 例外ハンドラ実行など
• Advice
– 何のコードを実行するのか
• 例：ログ出力命令を実行
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汎用アスペクト指向言語によるデバッグ
• AspectJ
– Javaを言語拡張した汎用的なアスペクト指向言語
アスペクト
serviceメソッドの実行前に
class ServerA{
Logger.logを実行
void service(){
public aspect LogAspect {
pointcut p() :
execution(void ServerA.service())
|| execution(void ServerB.service());
}
before() : p(){
Logger.log("service");
}
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Advice
メイン処理
}}
class ServerB{
void service(){
メイン処理
}}
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アスペクト指向をデバッグに
利用する利点
• Pointcut でコード挿入位置をまとめて指定
– 例:Point クラスの変数 x に代入する位置全て
• デバッグコードの on,off が容易
– アスペクトの on, off
• ソースコードを変更
しない
– 可読性が低下しない
– 誤って変更してしまう
ことがない
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デバッグ対象
プログラム
アスペクト
(デバッグコード)
pointcut
挿入位置の条件
advice
デバッグコード
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Bugdel:デバッグ専用AOシステム
• 汎用AOシステム (AspectJ) で十分なのか？
– モジュール性、整合性を重視
– デバッグ時にはモジュール性 (カプセル化) を壊さなければ
いけない
• ローカル変数へのアクセスなど
• デバッグ専用AOシステム (Bugdel)
– モジュール性を犠牲にしても、デバッグに有用なものは取り
入れる
• Bugdel
– GUI を利用した pointcut の指定
– Java用の開発環境
• Eclipse (統合開発環境)のプラグイン
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Bugdelのデモ
http://www.csg.is.titech.ac.jp/~usui/bugdel/demo/
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Bugdelの特徴
Line pointcut
• 任意の行でデバッグ出力を行える
• 汎用 AOP (AspectJ) では採用できない
– カプセル化を阻害
• Line pointcut はメソッドの実装に依存するので、メ
ソッドの実装を安易に変更できなくなる
• デバッガでは問題ないが、汎用 AOP (AspectJ)は採
用できない
– ソースコードの編集により位置がずれる
• 統合開発環境が、編集にあわせて位置を自動調整
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Bugdelの特徴
Advice 内からローカル変数へのアクセス
public aspect LogAspect {
class ServerA{
pointcut p() :
void service(){
execution(void ServerA.service());
int n = 10;
after() : p(){
メイン処理
System.out.println(“service");
}}
}
}
ローカル変数nへアクセス
をBugdelは可能。
AspectJでは不可能。
• 汎用 AOP 言語では採用できない
– カプセル化を阻害
• ローカル変数はメソッドの実装内部でだけ参照できるべき
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Bugdelの特徴
Pointcutの指定方法
• Bugdel
– 選択的に指定
– ダイアログを利用
• AspectJ/AJDT
– 宣言的プログラミング言語で指定
• 複雑な指定が可能
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pointcut p() :
execution(void ServerA.service())
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|| execution(void ServerB.service());
Bugdelの特徴
ダイアログの利用
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Bugdelが提供するpointcut
fieldSet
フィールド代入
fieldGet
フィールド参照
methodExecution
メソッド実行
methodCall
メソッド呼び出し
constructorExection
コンストラクタ実行
constructorCall
コンストラクタ呼び出し
hadler
例外ハンドラ実行
instanceof
Instanceof演算子の実行
cast
キャストの実行
line pointcut
ソースコードの行番号を指定
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thisJoinPointの利用
1public class A{
2 int n;
3 void run1(){
4 n = 10;
5 …
6 n = 20;
7 }
8 void run2(){
9 n = 30;
10 …
11 }
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３つの違いは？
Pointcut:
フィールドnに代入している位置
Advice:
System.out.
println( thisJoinPoint.location );
thisJoinPoint.location
↓ 挿入時に展開
”A.<> (A.java line:9)”
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Advice内の特殊変数
• thisJoinPoint.kind
– Pointcut の種類
• thisJoinPoint.location
– コード挿入位置のファイル名と行番号
• $0, $1, …
– ターゲットオブジェクト、メソッドの引数など
– 例：handlerの場合$1は取得する例外オブジェクト
• $break()
– Eclipseに含まれているデバッガのブレイクポイント
を設定
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デバッグコードの埋め込み
(weave)
実装
• Pointcut の対象となる位置の特定
– バイトコード(クラスファイル)を見て判断
– Javassist ライブラリを利用
• AspectJ は不使用
• 埋め込み
– クラスファイルにコードを埋め込み上書き保存
– プログラムの実行に Eclipse、Bugdel は不要
• サーバーサイド、Tomcatでも実行可能
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Pointcutの候補の表示
実装
• ソースコード上で選択されているものがフィールド
名、メソッド名、クラス名のどれかシステムが判断
– Eclipse プラグイン JDT の機能を利用
• JDT: Java Development Tools
• ソースコードを操作するAPIを提供
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実装
行番号の情報の監視
• 問題
– ソースコードの変更時に Line pointcut の行番
号がずれる
• 解決方法
– Eclipseのリソースマーカ機能を利用
• 行番号にマークを付けて監視
– ソースコードをセーブした際、リソースマーカを確
認、行番号を更新
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まとめ
• デバッグ専用 AO システム Bugdel を提案
• 専用AOシステム vs 汎用AOシステム
– デバッグ専用 (Bugdel)
• モジュール性を阻害しても、デバッグに有用なものは取
り入れる
– Line pointcut
– Pointcut 位置のローカル変数へのアクセス
– 汎用 (AspectJ)
• プログラムのモジュール性、整合性を重視
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終わり
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Bugdel Home Page
http://www.csg.is.titech.ac.jp/~usui/bugdel
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