Derivation of Change Sequences from State-Based File Differences for Delta-Based Model Consistency

In der sichtenbasierten Software-Entwicklung ist es möglich, dass mehrere Sichten das gleiche Konzept abbilden, wodurch Sichten redundante oder abhängige Informationen darstellen können. Es ist essenziell, diese individuellen Sichten synchron zu halten, um Inkonsistenzen im System zu vermeiden. In Ansätzen mit einem Single Underlying Model (SUM) werden Inkonsistenzen vermieden, indem das SUM als zentrale und einzige Informationsquelle genutzt wird, von welcher Sichten projiziert werden. Um Sichten mit dem SUM zu synchronisieren, wird in den meisten Fällen eine deltabasierte Konsistenzhaltung verwendet. ... mehrDiese nutzt feingranulare Änderungssequenzen, welche von den einzelnen Sichten bereitgestellt werden müssen, um das SUM inkrementell zu aktualisieren. In realen Anwendungsfällen ist die Funktionalität zur Bereitstellung dieser Änderungssequenzen jedoch selten verfügbar. Stattdessen werden nur zustandsbasierte Änderungen persistiert. Es ist insofern wünschenswert Sichten, welche nur zustandsbasierte Änderungen bereitstellen, in deltabasierter Konsistenzhaltung zu unterstützen. Dies kann erreicht werden, indem die feingranularen Änderungssequenzen von den zustandsbasierten Änderungen abgeleitet werden.

In dieser Arbeit wird die Qualität von abgeleiteten Änderungssequenzen im Kontext von Modellkonsistenzhaltung evaluiert. Um eine solche Sequenz abzuleiten, müssen übereinstimmende Elemente aus den verglichenen Modellen identifiziert und deren Unterschiede bestimmt werden. Um übereinstimmenden Elemente zu identifizieren, nutzen wir zwei Strategien. Bei der einen Strategie werden übereinstimmende Elemente anhand ihres eindeutigen Bezeichners erkannt. Bei der anderen Strategie wird eine Ähnlichkeitsmetrik basierend auf den Eigenschaften der Elemente genutzt. Als Evaluationsgrundlage werden verschiedene Testszenarien erstellt. Für jeden Test wird eine initiale und eine geänderte Version von sowohl einem UML-Klassendiagramm als auch Java-Code bereitgestellt. Wir nutzen die verschiedenen Strategien, um Änderungssequenzen basierend auf den zustandsbasierten Änderungen der UML-Sicht abzuleiten, geben diese an das SUM weiter und untersuchen die Ergebnisse in beiden Domänen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Strategie, welche eindeutige Bezeichner nutzt, in fast allen betrachteten Fällen (97 %) die korrekte Änderungssequenz liefert. Bei der Nutzung der ähnlichkeitsbasierten Strategie können wir zwei wiederkehrende Fehlermuster identifizieren. Bezüglich dieser Probleme stellen wir eine erweiterte ähnlichkeitsbasierte Strategie vor, welche in der Lage ist, die Auftrittshäufigkeit der Fehlermuster zu reduzieren ohne die Ausführungsgeschwindigkeit signifikant zu beeinflussen.

In view-based software development, views may share concepts and thus contain redundant or dependent information. Keeping the individual views synchronized is a crucial property to avoid inconsistencies in the system. In approaches based on a Single Underlying Model (SUM), inconsistencies are avoided by establishing the SUM as a single source of truth from which views are projected. To synchronize updates from views to the SUM, delta-based consistency preservation is commonly applied. This requires the views to provide fine-grained change sequences which are used to incrementally update the SUM. ... mehrHowever, the functionality of providing these change sequences is rarely found in real world applications. Instead, only state-based differences are persisted. Therefore, it is desirable to also support views which provide state-based differences in delta-based consistency preservation. This can be achieved by estimating the fine-grained change sequences from the state-based differences.

This thesis evaluates the quality of estimated change sequences in the context of model consistency preservation. To derive such sequences, matching elements across the compared models need to be identified and their differences need to be computed. We evaluate a sequence derivation strategy that matches elements based on their unique identifier and one that establishes a similarity metric between elements based on the elements' features. As an evaluation baseline, different test suites are created. Each test consists of an initial and changed version of both a UML class diagram and consistent Java source code. Using the different strategies, we derive and propagate change sequences based on the state-based difference of the UML view and evaluate the outcome in both domains.

The results show that the identity-based matching strategy is able to derive the correct change sequence in almost all (97 %) of the considered cases.
For the similarity-based matching strategy we identify two reoccurring error patterns across different test suites. To address these patterns, we provide an extended similarity-based matching strategy that is able to reduce the occurrence frequency of the error patterns while introducing almost no performance overhead.