Characterization of changes in web services contracts based on repository mining

Abstract

Durante o ciclo de vida de um sistema computacional, modificações no projeto ocorrem por diferentes motivos, quer sejam por necessidade de evolução ou para readequação aos requisitos. No que diz respeito a serviços web, modificações nos contratos de comunicação são igualmente comuns, o que causa a necessidade de adaptação de todos os agentes do sistema, desde os consumidores até os provedores dos serviços. Quanto mais significativas forem tais mudanças, maior será o esforço necessário para o ajuste. Para reduzir o impacto das alterações dos contratos sobre o código-fonte das aplicações, sistemas mais adaptáveis podem ser desenvolvidos de modo a minimizar o esforço de remodelagem da aplicação à nova versão do contrato. Contudo, para que tal abordagem seja possível, é necessário entender como tais mudanças em contratos ocorrem, analisando os tipos mais comuns de alterações e a frequência com que acontecem. Neste sentido, esta dissertação realiza uma avaliação do histórico de mudanças de diferentes projetos cujos contratos de serviços web são definidos por meio de documentos em formato Web Service Description Language (WSDL). Utilizando mineração de repositório com a ferramenta MetricMiner, foi analisado o comportamento de quatro tipos de modificações (adição, remoção, realocação e refatoração) que ocorrem em quatro tipos de elementos XML (xs:element, xs:attribute, xs:complexType e xs:import) dos esquemas dos contratos, num universo de 139 projetos cujos códigosfonte estão hospedados no GitHub. Como resultado deste estudo, concluiu-se que modificações dos tipos adição e remoção são bem mais frequentes que as outras e que ocorrem em cerca de 20% das revisões verificadas, além de que grande parte dos commits – ato de gravar no repositório alterações em arquivos, criando novas revisões dos mesmos – estão relacionados a poucas alterações dos contratos. Os resultados indicam que as modificações tendem a se espalhar por várias revisões e que parcela significante de mudanças está relacionada com inclusão ou exclusão de informações trafegadas em contratos. As conclusões obtidas servem de insumo ao planejamento de novos serviços web e de manutenção dos já existentes, fornecendo conhecimento importante sobre a evolução dos serviços que auxilia a reduzir ou mesmo evitar esforço demasiado de adaptação tanto de clientes quando de provedores quando da natural evolução dos contratos. _______________________________________________________________________________________

ABSTRACT: During a software system life cycle, project modifications occur for different reasons, either for natural evolution or requirements readjustment. Regarding web services, communication contracts modifications are equally common, which induce the need for adaptation in every system node, from the service consumers to the providers. More significant those changes are, greater the efforts required for this adjustment. To help reducing the contracts changing impact over software source code, easyto- adapt systems can be designed in order to minimize the application remodeling effort. However, to make this approach possible, it is necessary to understand how those contract changes occur, analyzing the most common modification types and how often they happen. In this sense, this dissertation undertakes an evaluation of the change history of different open-source projects whose web service contracts are defined using documents in Web Service Description Language (WSDL) format. Using software repository mining with MetricMiner tool, the behavior of four modification types (addition, removal, relocation and refactoring) that occur to four XML element types (xs:element, xs:attribute, xs:complexType and xs:import) of contracts schemas was analyzed, in a universe of 139 projects whose source-codes are hosted at GitHub. As a result of this study, conclusions were that modifications of types addition and removal were more frequent than the others and take place in about 20% of verified revisions, and that a great amount of commits – the act of recording file changings to the repository and creating a new file revision – are related to a small number of changings in contracts. Such results indicate that modifications tend to be spread in many revisions and that a significant amount of changes are related to inclusion or exclusion of exchanged information in contracts. Conclusions obtained serve as input to the planning of new web services and to the maintenance of existing ones, giving important knowledge about services evolution which helps reducing or even avoiding excessive adaptation effort of both clients and provides with the natural evolution of contracts.