開源軟件開發(fā)者和源代碼協(xié)調(diào)性的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)分析

張祎（1975-），女，漢族，重慶銅梁，碩士，副教授，研究方向：軟件技術(shù)。

摘要：在開源軟件開發(fā)中，一般以自愿參加和開放服務(wù)為基本原則，由此吸引了更多的軟件開發(fā)者加入其中。但開源社區(qū)合作協(xié)調(diào)管理是一個(gè)相對(duì)棘手的問題。對(duì)此，本文探究了開源軟件開發(fā)者和源代碼協(xié)調(diào)性的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，分析了元網(wǎng)絡(luò)中的依存關(guān)系對(duì)軟件成功的影響情況，并從中介性、等級(jí)性、邊緣性和一致性等方面研究了相互依存中的協(xié)調(diào)性問題，為更好地協(xié)調(diào)軟件開發(fā)中開發(fā)者和源代碼之間的關(guān)系提供參考。

關(guān)鍵詞：開源軟件；開發(fā)者；源代碼；協(xié)調(diào)性；網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

一、引言

就開源軟件開發(fā)者社區(qū)來看，因?yàn)殚_發(fā)者來源于全國(guó)各地，而他們可以通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同開發(fā)，使用在線源代碼管理工具應(yīng)用、缺陷管理系統(tǒng)和電子郵件列表管理等項(xiàng)目，基于自身興趣參與到開源軟件開發(fā)中。從商業(yè)視角來看，他們不需要承擔(dān)其他責(zé)任，對(duì)開發(fā)進(jìn)度和貢獻(xiàn)可以自行決定。因此，在這種開放環(huán)境中，開源軟件社區(qū)確保了必要的約束并且非常分散。為了讓開源軟件開發(fā)項(xiàng)目順利推進(jìn)，需要有可靠的協(xié)調(diào)方式，確保開發(fā)者和源代碼之間的協(xié)調(diào)。因此，需要研究軟件開發(fā)中的協(xié)調(diào)機(jī)制。這種協(xié)調(diào)機(jī)制的構(gòu)建實(shí)際上就是對(duì)依存關(guān)系的管理。以往，研究者對(duì)于提升開發(fā)者之間的依存關(guān)系也有一些研究。例如，通過設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣來對(duì)軟件源代碼結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，Oh等人研究了開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)特性對(duì)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響[1]。Cataldo等人的研究得出，在跨地域合作的軟件開發(fā)中，需求容易出現(xiàn)變動(dòng)，且可能超出團(tuán)隊(duì)界限。有效的協(xié)調(diào)互動(dòng)可以縮減開發(fā)時(shí)間，然而，現(xiàn)有研究還沒有將源代碼和開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，也沒有對(duì)開源軟件的開發(fā)協(xié)調(diào)性進(jìn)行專門的分析[2]。

探究軟件源代碼和開發(fā)者之間的依存關(guān)系，主要是從開源軟件開發(fā)的中介性、等級(jí)性、邊緣性、一致性以及鄰接性等層面開展研究，并研究依存網(wǎng)絡(luò)特性對(duì)最終軟件項(xiàng)目成功的影響。

二、相關(guān)概念介紹

（一）開源軟件和CVS數(shù)據(jù)

開源軟件（Open Source Software，簡(jiǎn)稱OSS）即開發(fā)者和項(xiàng)目是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，在一個(gè)開發(fā)者和一個(gè)項(xiàng)目中工作，此時(shí)開發(fā)者和項(xiàng)目之間存在一條邊，被分為開發(fā)者和項(xiàng)目?jī)刹糠帧Ｍ再|(zhì)界定間沒有邊，屬于二分網(wǎng)絡(luò)。它能夠有效地轉(zhuǎn)換成開發(fā)者網(wǎng)絡(luò)或項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)，能夠從開源社區(qū)開發(fā)源代碼配置管理工具（CVS），以集中對(duì)小組、時(shí)間戳以及開發(fā)者信息進(jìn)行提取[3]。時(shí)間戳指的是開發(fā)者最早和最新提交到特定項(xiàng)目的時(shí)間。基于這些信息，在構(gòu)建開發(fā)者網(wǎng)絡(luò)時(shí)，即使兩個(gè)開發(fā)者在一個(gè)相同的項(xiàng)目中，只有在同一時(shí)間同一項(xiàng)目中工作的情況下才可以構(gòu)建相互連接，也就是所說的時(shí)間窗口重疊。

（二）開發(fā)依存網(wǎng)絡(luò)的表示

以元網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，基于源代碼管理工具歷史記錄，能夠針對(duì)每個(gè)軟件項(xiàng)目獲取三個(gè)依存關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。這些相關(guān)網(wǎng)絡(luò)屬于無向加權(quán)網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)者、模塊是其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，而它們之間的關(guān)聯(lián)即為網(wǎng)絡(luò)的邊。目前的開發(fā)依存網(wǎng)絡(luò)包含了模塊依存網(wǎng)絡(luò)、開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)以及模塊開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)。在模塊依存網(wǎng)絡(luò)中，如果兩個(gè)模塊在同一時(shí)間段內(nèi)由兩個(gè)或更多的開發(fā)者進(jìn)行操作，這兩個(gè)模塊之間就會(huì)形成依存關(guān)系，這種依存關(guān)系的權(quán)重即代表兩個(gè)模塊共同接受操作的次數(shù)。在開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)中，如果兩個(gè)開發(fā)者同一時(shí)間段內(nèi)至少開發(fā)同一個(gè)模塊，那么這兩個(gè)開發(fā)者之間就會(huì)形成依存關(guān)系，這種依存關(guān)系權(quán)重代表的是兩個(gè)開發(fā)者共同產(chǎn)生操作的次數(shù)，此時(shí)的節(jié)點(diǎn)大小代表這個(gè)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)。在模塊開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)中，如果開發(fā)者在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)對(duì)一個(gè)模塊進(jìn)行了修改，就表示兩個(gè)模塊之間存在依存關(guān)系，相關(guān)權(quán)重代表的是修改次數(shù)[4]。

三、目前開源軟件開發(fā)中面臨的問題

現(xiàn)有的開源軟件開發(fā)工作時(shí)間限制是參與開源項(xiàng)目的最大障礙之一。DigitalOcean的研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)參與開源項(xiàng)目的開發(fā)人員每周花在開源項(xiàng)目上的時(shí)間在1到5小時(shí)之間。他們認(rèn)為目前面臨的兩個(gè)主要挑戰(zhàn)是“缺乏資源/時(shí)間”和“技術(shù)債務(wù)”。

除了時(shí)間限制之外，開源世界有時(shí)對(duì)那些試圖涉足的人來說并不友好[5]。當(dāng)項(xiàng)目面臨繁重的文檔義務(wù)時(shí)，開源項(xiàng)目貢獻(xiàn)者之間的溝通也會(huì)很快中斷。當(dāng)（大多數(shù)）開源項(xiàng)目受到時(shí)間和資源的限制時(shí)，首先受到影響的是文檔化程度。如果沒有完整的文檔，新人將面臨非常陡峭的學(xué)習(xí)曲線，除非他們對(duì)該項(xiàng)目非常熟悉，否則很難作出貢獻(xiàn)。

與科技行業(yè)的其他領(lǐng)域一樣，軟件項(xiàng)目缺乏多樣性和包容性。DigitalOcean的研究發(fā)現(xiàn)，雖然大多數(shù)開發(fā)人員認(rèn)為過去幾年開源包容性有所改善，但少數(shù)群體成員不同意——26%的少數(shù)群體成員不同意開源包容性，相比之下，非少數(shù)群體的這一比例僅為12%。開源項(xiàng)目治理的貢獻(xiàn)者已經(jīng)尋求各種解決方案來減少有害行為，例如通過禁令和積極審計(jì)來執(zhí)行行為準(zhǔn)則，但即使是這些解決方案也嚴(yán)重依賴于從事這些項(xiàng)目的審計(jì)員[6]。

就目前而言，開源貢獻(xiàn)介于“愛好”和“志愿工作”之間。開發(fā)人員將時(shí)間投入到開源項(xiàng)目中，所做的重要?jiǎng)?chuàng)新工作往往無法得到各方的認(rèn)可，尤其是從這項(xiàng)工作中受益的公司。開源軟件的產(chǎn)生方式（即大多數(shù)資源很少或沒有資源的人如何構(gòu)建、開發(fā)和在線更新軟件）與開源技術(shù)在開發(fā)中所扮演的角色差別較大。

四、開發(fā)協(xié)調(diào)和項(xiàng)目成果的關(guān)系分析

（一）開發(fā)協(xié)調(diào)性和項(xiàng)目成功

軟件開發(fā)者和源代碼模塊依存關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)特性對(duì)于開發(fā)中的協(xié)調(diào)必然會(huì)產(chǎn)生一定影響。通過從上述五個(gè)方面分析開發(fā)者和模塊相互依存的協(xié)調(diào)性問題，可以發(fā)現(xiàn)協(xié)調(diào)性與開源軟件項(xiàng)目的成功有關(guān)。

與傳統(tǒng)項(xiàng)目不同，開源軟件項(xiàng)目的目標(biāo)并不是盈利。雖然目前有一些公司最終會(huì)買斷某些開源軟件的版權(quán)，但是所有的開源軟件項(xiàng)目最初的組織和發(fā)展都是由開發(fā)者的興趣驅(qū)動(dòng)的。因此，不應(yīng)該以金錢去衡量項(xiàng)目的價(jià)值[7]。相反，可以嘗試從技術(shù)的角度來評(píng)估開發(fā)者在軟件項(xiàng)目的開發(fā)和操作方面的參與程度。研究表明，當(dāng)相關(guān)軟件項(xiàng)目的操作總次數(shù)增加時(shí)，這個(gè)項(xiàng)目在技術(shù)層面上的成功率也隨之增加。

（二）依存網(wǎng)絡(luò)一致性對(duì)項(xiàng)目成功的影響

開源軟件的開發(fā)本質(zhì)是軟件開發(fā)者個(gè)體基于合作來開展對(duì)開源軟件的開發(fā)工作，在軟件開發(fā)中貢獻(xiàn)自己的力量和智慧。一般來說，能夠參與到軟件開發(fā)中的個(gè)體會(huì)組成一個(gè)相對(duì)固定的團(tuán)隊(duì)，來負(fù)責(zé)軟件的開發(fā)、更新和維護(hù)工作。就依存網(wǎng)絡(luò)一致性來看，它與網(wǎng)絡(luò)密度特性有一定關(guān)聯(lián)，表示模塊或開發(fā)者與其他個(gè)體之間存在合作且能夠保持一致性的概率。密度特性代表的是網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)和最大可能邊數(shù)之間的比值。在開發(fā)者之間，依存關(guān)系越多，意味著他們的溝通成本也就越大，對(duì)應(yīng)的引起項(xiàng)目操作的總次數(shù)則會(huì)減少[8]。然而，如果有更多的開發(fā)者參與到項(xiàng)目中，項(xiàng)目的活躍度會(huì)明顯提升，這也會(huì)使得項(xiàng)目操作的總次數(shù)不斷增加。如果軟件模塊之間的依存關(guān)系比較理想，就能夠流暢地進(jìn)行知識(shí)共享，這有助于開發(fā)者對(duì)項(xiàng)目做出更大的貢獻(xiàn)，并增加項(xiàng)目操作次數(shù)。較少的模塊依存關(guān)系將使任務(wù)的分工更明確、簡(jiǎn)單，從而提升項(xiàng)目操作總次數(shù)。因此，可以提出以下幾點(diǎn)假設(shè)：

①開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)的一致性對(duì)軟件項(xiàng)目成功有消極作用。

②開發(fā)者數(shù)量對(duì)軟件項(xiàng)目成功的影響是正面的。

③模塊依存網(wǎng)絡(luò)的一致性對(duì)軟件項(xiàng)目成功有積極影響。

④模塊數(shù)量對(duì)軟件項(xiàng)目成功有消極影響。

（三）依存網(wǎng)絡(luò)邊緣性對(duì)項(xiàng)目成功的影響

在某個(gè)具體的開源項(xiàng)目中，當(dāng)開發(fā)者組成一個(gè)開發(fā)者社區(qū)時(shí)，可以排除開發(fā)者和開發(fā)社區(qū)之外其他開發(fā)者之間的關(guān)系。就依存網(wǎng)絡(luò)的邊緣性來看，它與網(wǎng)絡(luò)模塊的特性密切相關(guān)，代表著依存網(wǎng)絡(luò)中的小團(tuán)隊(duì)，在這個(gè)團(tuán)隊(duì)中，成員之間的依存關(guān)系密切，而團(tuán)隊(duì)之間的依存關(guān)系稀疏，具有邊緣分割的特性。在開源軟件開發(fā)中，開發(fā)者之間的一致性較高會(huì)導(dǎo)致溝通成本增加。而開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)模塊的特性越高，表示交互越少，開發(fā)者能夠更獨(dú)立和迅速地響應(yīng)操作。這樣可以控制溝通成本，并增加項(xiàng)目操作的總次數(shù)[9]。同理，在模塊依存網(wǎng)絡(luò)中，模塊特性越高，表示其獨(dú)立性較高，此時(shí)軟件項(xiàng)目模塊設(shè)計(jì)可以適當(dāng)減少交互，降低溝通成本，這對(duì)于增加項(xiàng)目操作總次數(shù)有一定積極作用。因此，可以提出以下幾點(diǎn)假設(shè)：

①開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)邊緣性對(duì)軟件項(xiàng)目成功有積極影響。

②模塊依存網(wǎng)絡(luò)邊緣性對(duì)軟件項(xiàng)目成功有積極作用。

（四）依存網(wǎng)絡(luò)等級(jí)性對(duì)項(xiàng)目成功的影響

一般而言，開發(fā)者選擇加入某開源軟件社區(qū)是以興趣為基礎(chǔ)和引導(dǎo)的。他們可以根據(jù)自己的時(shí)間來安排工作，并為軟件代碼開發(fā)貢獻(xiàn)自己的力量。對(duì)于有等級(jí)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)組織如何有效管理日常活動(dòng)等級(jí)性對(duì)項(xiàng)目成功的影響如何，需要具體分析。可以借助依存網(wǎng)絡(luò)的中心獨(dú)特性來對(duì)組織等級(jí)性進(jìn)行描述。等級(jí)性描述組織通過集權(quán)實(shí)現(xiàn)重要信息的傳播，而中心度較高的網(wǎng)絡(luò)中，知識(shí)分布是不均勻的，大部分知識(shí)集中在一些中心度高的位置。在中心度較高的開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)中，相關(guān)指令可以實(shí)現(xiàn)高效而直接地傳遞，這有助于增加項(xiàng)目總操作的次數(shù)。但需要注意的是，在中心度較高的模塊依存網(wǎng)絡(luò)中，因?yàn)橹R(shí)集中度較高，一些模塊的負(fù)擔(dān)會(huì)因此增大，這種模塊設(shè)計(jì)模式可能不夠高效。因此，可以提出幾點(diǎn)假設(shè)：

①開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)等級(jí)性對(duì)軟件項(xiàng)目成功有積極影響。

②模塊依存網(wǎng)絡(luò)等級(jí)性對(duì)軟件項(xiàng)目成功有消極影響。

（五）依存網(wǎng)絡(luò)中介性對(duì)項(xiàng)目成功的影響

在軟件開發(fā)的過程中，需要開發(fā)者進(jìn)行合作，相關(guān)軟件模塊也需要進(jìn)行相互調(diào)用。其中，中介性模式是一個(gè)重要研究方向。網(wǎng)絡(luò)分析過程中，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)之間的特性就是這類中介性描述的主要結(jié)果。因此，可以將依存網(wǎng)絡(luò)中介性和網(wǎng)絡(luò)特性之間的關(guān)系理解為開發(fā)者或模塊通過中介路徑進(jìn)行信息發(fā)掘，最終實(shí)現(xiàn)任務(wù)的完成[10]。

在此次研究中，認(rèn)為在開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)中扮演信息橋角色的開發(fā)者被視為中介者。如果兩個(gè)開發(fā)者希望進(jìn)行合作互助，則需要構(gòu)建一條信息傳遞通道。在具有較高依存網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的開發(fā)中，中介的作用更為重要，信息傳遞更加通暢，對(duì)應(yīng)的軟件項(xiàng)目操作總次數(shù)也會(huì)更多。同樣，在模塊依存網(wǎng)絡(luò)中，具有信息橋梁作用的模塊被視為適配器，能夠促進(jìn)各模塊之間的有效配合。開發(fā)者可以借助適配器來獲得信息，避免混亂的模塊調(diào)用。如果模塊依存網(wǎng)絡(luò)之間的特性較高，模塊的適配器功能也就越好，因此軟件項(xiàng)目操作次數(shù)也會(huì)更多。據(jù)此，提出了幾點(diǎn)假設(shè)：

①開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)的中介性對(duì)軟件項(xiàng)目有積極影響。

②模塊依存網(wǎng)絡(luò)的中介性對(duì)軟件項(xiàng)目有消極影響。

（六）依存網(wǎng)絡(luò)鄰接性對(duì)項(xiàng)目成功的影響

進(jìn)行開源軟件開發(fā)時(shí)，某開發(fā)者希望從其他開發(fā)者那里獲得幫助，但對(duì)能夠幫助到他的人不夠熟悉，所以他必然會(huì)求助他熟悉的人借助網(wǎng)絡(luò)連接獲得其他開發(fā)者的幫助。軟件模塊調(diào)用也是如此，在軟件模塊的調(diào)用過程中，也需要通過網(wǎng)絡(luò)尋找需要調(diào)用的其他模塊。在這個(gè)過程中，開發(fā)者之間或模塊之間在網(wǎng)絡(luò)上的鄰近性大小也成了一個(gè)關(guān)鍵問題。依存網(wǎng)絡(luò)的鄰近性和網(wǎng)絡(luò)相近特性相關(guān)，代表的是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)快速獲得信息的能力。因此，可以提出以下幾點(diǎn)假設(shè)：

①開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)的鄰接性對(duì)軟件項(xiàng)目有積極影響。

②模塊依存網(wǎng)絡(luò)的鄰接性對(duì)軟件項(xiàng)目有消極影響。

五、結(jié)束語

通過大量的開源軟件開發(fā)社區(qū)數(shù)據(jù)，對(duì)相關(guān)假設(shè)以及估計(jì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)實(shí)際開源軟件項(xiàng)目管理提出意見，最終得出結(jié)論：成功的開源軟件開發(fā)項(xiàng)目的開發(fā)者依存網(wǎng)絡(luò)需要具備低一致性、高邊緣性、高等級(jí)性、高中介性和高鄰接性。此外，它的模塊依存網(wǎng)絡(luò)應(yīng)確保高一致性、高邊緣性、低等級(jí)性、高中介性以及低鄰接性。

作者單位：張祎 雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院

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