チーム開発におけるコードクローンの調査

ソフトウェア開発では、異なるチームがプロジェクトのさまざまな部分に責任を持つことがよくある。この仕組みは、チームが異なるコンポーネントに取り組むことを可能にするが、コードに対する理解や配慮が異なることもある。このアプローチは「共同所有」と呼ばれ、コードの重複や再利用されるコード（コードクローン）など、技術的負債として知られる問題を引き起こすことがある。

私たちの目的は、チームがコンポーネントを変更する際にどのように、なぜコードクローンを作成するのかを調べることだ。彼らの行動を理解し、この問題をよりうまく管理する方法を見つけたい。

#研究の背景

多くのソフトウェア組織では、チームが異なるコンポーネントを独立して変更できるようになっている。このことは、さまざまなチーム間での知識や責任の混在を引き起こす可能性がある。時間が経つにつれて、チームが変更を加えると、意図せずにコードクローンを作成してしまうことがある。これは、将来の保守をより複雑にし、ソフトウェア全体の複雑さを増すことがある。

#目的

私たちの主な目標は、チームがコンポーネントを変更する際に、どのようにして技術的負債（コードクローン）を作成するのか、その理由を調査することだ。特に、これらのクローンがどれくらいの頻度で出現するのか、異なるチームが複数のコンポーネントで行った変更の規模を分析したい。

#方法

私たちの研究を実施するために、35ヶ月間で大規模なソフトウェアシステムの8つのコンポーネントに取り組む10チームからデータを収集した。彼らが行った変更のサイズを調べ、コードクローンが導入された事例を記録した。このデータを収集した後、チームがコンポーネントを変更する際の行動の違いを示すモデルを開発した。

#結果

私たちの調査結果は、チームが様々なコンポーネントで異なる行動パターンを示すことを示している。チームからのフィードバックによれば、これらの行動を可視化するアプローチは、コードの所有権を測定する従来の方法を補完する有用な洞察を提供できるとのことだ。

#結論

私たちのモデルは、チームがコンポーネントを変更する際にコードクローンを導入する方法を視覚的に表現した。チームはこの可視化が役立つと感じていて、平均的なチームに対する自分たちのパフォーマンスを比較することで改善の機会を特定できる。これは、共同所有のコードを持つ組織にとって貴重なツールになるだろう。

#背景と関連研究

ソフトウェア開発では、組織は通常、プロジェクトを多くの小さな部分に分けて、異なるチームが管理・開発する。これらの部分は、数百から数千の数に及ぶことがある。組織は、これらのセクションの所有権と責任をどのように管理するかを決めなければならない。厳しいルールを選ぶか、弱い所有権として知られるリラックスしたアプローチを許すか、さまざまな選択肢がある。

弱い所有権には、チーム間での幅広い知識共有や再作業の必要性が減るといった利点がある。しかし、対立やエラーの増加、チームメンバー間のコードベースに対する馴染みの欠如などの問題を引き起こすこともある。

ソフトウェア工学の世界では、所有権は通常、コードの品質と保守に対する責任を意味する。明確な責任を割り当てるのは難しい場合が多く、複数の貢献者が1つのコンポーネントに関与することがあるため、混乱や不整合が生じる可能性がある。

#コードクローンの問題

コードクローンは、チームがコードの重複部分を作成する際に発生する。この状況は、開発の急ぎや既存のコードへの不慣れなど、いくつかの理由で発生することがある。特に、元の著者でない場合、コードの一部を理解せずに変更するチームもいるかもしれない。

組織は、厳しい管理から共同所有まで、さまざまな程度の所有権を実践している。同じコードで作業するチームが異なる場合、コードの品質に対する配慮の違いが明らかになることがある。

研究によれば、ソフトウェアプロジェクトにおける共有所有には、長所と短所があることが示されている。多様な知識ベースやより良い品質を可能にする一方で、コードの品質や責任に関する誤解を招くこともある。

#コード品質に影響を与える要因

他の分野の研究に基づいて、共有リソースを効果的に管理するために役立つ5つの重要な要因がある。これらの要因は以下の通り：

1. 監視と理解：リソースの使用状況を追跡し、ルールをみんなが理解しているか確認すること。
2. 中程度の変化率：リソース、技術、社会的ダイナミクスの急変を避けること。
3. コミュニケーション：定期的に対面でのコミュニケーションを維持し、信頼を築き、懸念を共有すること。
4. 外部者の排除：貢献していない人たちを適切なコストで排除できるようにすること。
5. ユーザーサポート：リソースを使用する人たちがルールを理解し、それをサポートすることを確保すること。

これらの要因が、ソフトウェアプロジェクトにおけるコードの管理に影響を与え、コードの重複によって引き起こされる問題を緩和するのに役立つと私たちは考えている。

#技術的負債とコードクローン

技術的負債は、ソフトウェア開発プロセスでショートカットを取ったことによる長期的な結果を指す。これには、将来の開発や保守を複雑にする重複したコードセクションの作成が含まれる。

すべての技術的負債が悪いコード品質を示すわけではないが、中にはコードクローンのようにこの問題に直接関連するものもある。コードの重複は、特に製品が進化し続ける中で、ソフトウェアの保守をどれだけ簡単にするかに大きく影響する。

#私たちの研究

この論文では、さまざまなコンポーネントにコードクローンが導入される方法を示すモデルを構築するためにデータを収集した産業ケーススタディについて議論する。複数のコードリポジトリで異なるチームによって35ヶ月間に行われた変更を分析した。

#データ収集

いくつかのタイプのデータを収集した：

• 定量データ：リポジトリ内でのファイル変更に関する情報（追加および削除されたコード行数や既存のコード重複数）。
• 定性データ：チームとのフォーカスグループインタビューを実施し、モデルの妥当性を確認し、チームの行動を深く理解する助けとなった。

#モデル設計

既存の複雑さや前回の重複数、追加および削除された行数など、さまざまな予測因子に基づいてコードクローンの導入を予測するモデルを開発した。このモデルは、チームの行動の違いを可視化し、トレンドを特定することを可能にする。

#主な発見

結果は、異なるチームが異なるリポジトリでユニークに行動していることを示している。チームからのフィードバックは、私たちの可視化手法が彼らのコーディング慣行や意思決定プロセスに対する貴重な洞察を提供できることを強調している。

#チーム所有権の影響

チームの所有権は、コードクローンの導入に重要な役割を果たしているようだ。チームが快適だと感じるコンポーネントを選んだ場合、重複を少なくする傾向がある。これは、所有感がコード品質の維持に対するより多くの配慮をもたらすことを示唆している。

#ソフトウェア開発への影響

この研究は、組織がチームの行動がコード品質にどのように影響するかを観察する必要があることを強調している。これらの行動を可視化するモデルを開発することで、組織はソフトウェア開発プロセスをよりよく理解できる。

#チームからのフィードバック

私たちの発見を発表した後、チームはクローン導入について得られた洞察が有用だと表明した。しかし、彼らはコードの削除にも注目することが、より完全なコード管理のために重要であることを指摘した。

#今後の研究の方向性

私たちは、コード削除の影響をさらに探求しながらモデルを精緻化する予定だ。他の研究者に、私たちの研究を異なる環境で再現し、発見を検証し、コード所有権やクローン管理に関する知識基盤を拡大することを勧める。

#結論

この研究は、共同所有の環境でチームがコードとどのように関わるかを理解するための基盤を提供する。コードクローンに関するチームの行動を可視化することで、彼らの慣行を理解し、改善の余地を特定できる。

コードクローンの導入と削除の両方に焦点を当てることで、ソフトウェア品質を管理するより包括的なアプローチを作成し、最終的にはソフトウェア開発の成果を向上させることができる。