Identification d’une architecture à base de composants dans une application orientée objets à l’aide d’une analyse dynamique

Abstract

Un système, décrit avec un grand nombre d'éléments fortement interdépendants, est complexe, difficile à comprendre et à maintenir. Ainsi, une application orientée objet est souvent complexe, car elle contient des centaines de classes avec de nombreuses dépendances plus ou moins explicites. Une même application, utilisant le paradigme composant, contiendrait un plus petit nombre d'éléments, faiblement couplés entre eux et avec des interdépendances clairement définies. Ceci est dû au fait que le paradigme composant fournit une bonne représentation de haut niveau des systèmes complexes. Ainsi, ce paradigme peut être utilisé comme "espace de projection" des systèmes orientés objets. Une telle projection peut faciliter l'étape de compréhension d'un système, un pré-requis nécessaire avant toute activité de maintenance et/ou d'évolution.

De plus, il est possible d'utiliser cette représentation, comme un modèle pour effectuer une restructuration complète d'une application orientée objets opérationnelle vers une application équivalente à base de composants tout aussi opérationnelle. Ainsi, La nouvelle application bénéficiant ainsi, de toutes les bonnes propriétés associées au paradigme composants.

L'objectif de ma thèse est de proposer une méthode semi-automatique pour identifier une architecture à base de composants dans une application orientée objets. Cette architecture doit, non seulement aider à la compréhension de l'application originale, mais aussi simplifier la projection de cette dernière dans un modèle concret de composant. L'identification d'une architecture à base de composants est réalisée en trois grandes étapes: i) obtention des données nécessaires au processus d'identification. Elles correspondent aux dépendances entre les classes et sont obtenues avec une analyse dynamique de l'application cible. ii) identification des composants. Trois méthodes ont été explorées. La première utilise un treillis de Galois, la seconde deux méta-heuristiques et la dernière une méta-heuristique multi-objective. iii) identification de l'architecture à base de composants de l'application cible. Cela est fait en identifiant les interfaces requises et fournis pour chaque composant.

Afin de valider ce processus d'identification, ainsi que les différents choix faits durant son développement, j'ai réalisé différentes études de cas. Enfin, je montre la faisabilité de la projection de l'architecture à base de composants identifiée vers un modèle concret de composants.

A system is complex and particularly difficult to understand and to maintain when it is described with a large number of highly interdependent parties. An object-oriented application is often complex because it uses hundreds or thousands of classes with many different dependencies more or less explicit. The same application, using the component paradigm, contains a smaller number of loosely coupled parties, highly cohesive with clear inter-dependencies. Indeed, because the component paradigm provides a high-level representation, synthetic and well-organized structure of complex systems, it can provide a space of projection for object-oriented applications. Such projection facilitates the step of understanding a system prior to any activity of maintenance and/or evolution.

In addition, it is possible to use this representation as a model to perform a complete restructuring of an operational object-oriented application into its equivalent operational component-based application. Thus, the new form of the application benefits from all the good properties associated with the component-oriented paradigm.

The goal of my thesis is to propose a semi-automatic approach to identify a component-based architecture in an object-oriented application. This architecture should help in understanding the original application, but also simplifies the projection of the object-oriented application on a concrete component model.

The identification of a component-based architecture is achieved in three main steps: i) obtaining data for the identification process. These data, which correspond to dependencies between classes, are obtained with a dynamic analysis of the target application. ii) identification of the components. Three methods were explored. The first uses the formal concept analysis, the second two meta-heuristics and the last a multiobjective meta-heuristic. iii) identification of the component-based architecture representing the target application. This is done by identifying the provided and required interfaces for each component.

To validate this identification process, and the different choices made during its development, I realized several case studies. Finally, I show the feasibility of the projection of the identified component-based architecture on a specific component model.