30、静态与动态加权软件耦合指标对比分析

静态与动态加权软件耦合指标对比分析

1. 引言

耦合，即软件系统中模块间的连接数量，长期以来被视为衡量软件架构模块化质量的指标。在软件开发过程中考虑耦合指标，有助于提高系统的可维护性和可理解性，尤其对于微服务架构而言。因此，追求高内聚和低耦合已成为软件工程中的设计准则。

衡量耦合的方法有很多种。通常，模块（类或包）的耦合度表示其与不同系统模块的“连接”数量。模块 A 和 B 之间的“连接”可以是 A 对 B 的方法调用，或者 A 抛出的 B 类型异常。许多耦合概念可以基于源代码或编译代码进行静态测量。

静态分析具有吸引力，因为它可以直接在源代码或编译程序上执行。然而，对于面向对象软件，静态分析往往不足以考虑继承、多态和动态绑定的影响。这就需要动态分析，即在软件运行时生成监控日志。

动态分析的结果取决于系统运行时的工作负载，因此，对于被测系统而言，具有代表性的工作负载对于动态分析至关重要。这也使得动态分析比静态分析成本更高。

动态分析常被用于改进静态耦合分析的准确性。它使用监控数据来查找，例如，所有被类 A 调用方法的类 B。但这种分析通常只确定 A 和 B 之间是否存在连接，而不考虑连接的强度（如系统运行期间的调用次数）。相比之下，定量耦合测量会为连接强度赋予一个具体的数值。

本文考虑的耦合指标是通过依赖图来定义的。图中的节点是程序模块（类或包），边表示调用关系，边可以带有权重，权重为整数，表示边所代表调用的出现次数。根据耦合指标是否考虑这些权重，我们将其分为加权和未加权指标。本文主要考虑以下两种指标：
1. 未加权静态耦合：在依赖图中，如果在（源或编译）程序代码中存在从 A 到 B 的某个方法调用，则存在从