Der Beitrag freier Software zur Software-Evolution

Der Beitrag freier Software zur Software-Evolution ANDREAS BAUER UND MARKUS PIZKA (CC-Lizenz siehe Seite 463) Ohne ein gesondertes Interesse an der Thematik Software-Evolution zu ha- ben, hat die stetig wachsende Open-Source-Bewegung über die letzten zwei Jahrzehnte trotzdem auf bemerkenswerte Weise äuÿerst erfolgreiche Kon- zepte, Methoden und Techniken für die kontinuierliche und kontrollierte Weiterentwicklung komplexer Software-Systeme etabliert. Diese Evolutions- techniken repräsentieren Best Practices, die ebenso zur Lösung aktueller und höchst kritischer Probleme bei der P ege und Weiterentwicklung kommer- zieller Software-Systeme herangezogen werden könnten. Im vorliegenden Artikel stellen die Autoren einige dieser Prinzipien aus der Perspektive er- fahrener Open-Source-Entwickler dar. Dabei wird deutlich, dass der extrem dynamische Prozess der Entwicklung freier Software eng mit dem konstan- ten Wachstum der Code-Basen und stets veränderlichen Projektgröÿen ver- bunden ist. Weiter wird argumentiert, dass ein Groÿteil des Erfolgs von Open-Source-Software tatsächlich auf den erfolgreichen Umgang mit diesem kontinuierlichen Wandel zurückzuführen ist. 1. Einführung Virtue is more to be feared than vice, because its excesses are not subject to the regulation of conscience. Adam Smith (1723 1790) Die initiale Entwicklung und stetige Evolution von Open-Source-Software-Produkten weist erstaunliche Ähnlichkeiten mit den Ideen der freien Marktwirtschaft auf. Die liberale Bereitstellung, Nutzung und Veränderung von Software, wie sie in Open Source-Umgebungen praktiziert werden, teilen die Prinzipien des Wirtschaftslibera- lismus (Smith 1776), indem sie einen Raum für ungehinderten Handel, Veränderung und Wachstum etablieren. Infolgedessen könnte man spekulieren, dass sich die Ent- wicklung von Produkten und Prozessen in Open-Source-Umgebungen auf lange Sicht gesehen als überlegen gegenüber allen anderen Modellen herausstellen wird, weil das selbstregulierende Wechselspiel zwischen Angebot und Nachfrage für kontinuierliche Selektion und Verbesserung sorgen wird. Tatsächlich gibt es zunehmend Hinweise für diese Hypothese. Die anfangs eher unbedeutende Open-Source-Gemeinde hat sich zu einem umfangreichen freien Markt Andreas Bauer und Markus Pizka für Software-Artefakte mit tausenden Teilnehmern und unzähligen Produkten welt- weit entwickelt. Aufgrund der enormen Energie in diesem Markt haben einige Pro- dukte, wie GNU/Linux oder der Übersetzer GCC eine hinreichend hohe Qualität für breiten kommerziellen Einsatz erreicht. Zusätzlich kann dieser Markt aufgrund seiner Gröÿe und Vielfalt schnell auf verändernde bzw. neue Anforderungen reagieren z. B. die Entwicklung neuer Gerätetreiber. Neben den Produkten entwickelt sich auch der Entwicklungsprozess selbst innerhalb dieses Marktes ständig weiter. Die Entstehung strukturierter Kommunikationsplattformen, 1 die Einführung von Rollen Main- tainer und die Verbreitung von Elementen agiler Methoden (Beck 1999) stützen diese Behauptung. Nun soll dieser Artikel nicht den Eindruck erwecken, Open Source sei die silver bullet (Brooks Jr. 1995) des Software-Engineerings, denn es ist offensichtlich, dass auch dieses Modell inhärente De zite besitzt und nicht in jeder Situation zwangsläu g zu besseren Ergebnissen führen muss. Demgegenüber wird im Folgenden argumen- tiert, dass im Zuge freier Software in der Vergangenheit Konzepte entstanden sind, die potentiell auch groÿen kommerziellen Softwareprojekten, mit Millionen von Zeilen von Code, dabei helfen können, sich sogar über Jahrzehnte auf gesunde Art und Weise weiterzuentwickeln. Unsere eigenen praktischen Erfahrungen mit einigen weit- hin bekannten Open-Source-Produkten wie der GNU Compiler Collection (GCC) oder GNU/Linux sowie unsere Urheberschaft und Beteiligung an kleineren Open Source-Produkten, haben uns den Nutzen des Entwicklungsmodells freier Software sowie den daraus resultierenden Architekturen klar vor Augen geführt. Anhand dieser Erfahrungen können wir guten Gewissens argumentieren, dass eini- ge der nachstehend diskutierten Open-Source-Prinzipien und -Praktiken in kommer- zielle bzw. proprietäre Software-Organisationen zur kontinuierlichen Verbesserung bestehender Produkte und Prozesse übernommen werden können und sollten. Abschnitt 2. klärt den Kontext unserer Arbeit und grenzt die Gültigkeit der Aus- sagen ein. Dabei wird der Begriff Open Source als freie Software präzisiert, es werden verwandte Arbeiten zur Evolution freier Software beschrieben und ein Zu- sammenhang mit Forschungsarbeiten im Bereich Software-Evolution hergestellt. Da- nach werden wir in 3. einen detaillierten Blick auf die Evolution der Prozesse in freien Softwareprojekten werfen, bevor wir uns in 4. auf die damit zusammenhän- gende Evolution der technischen Architektur der Produkte konzentrieren werden. In 5. schlieÿen wir den Artikel mit einer kurzen Zusammenfassung der wesentlichen Resultate unserer Studie ab und diskutieren die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf nichtfreie Software-Systeme und -Umgebungen. 2. Open Source und Freie Software Wenn wir uns in diesem Artikel auf Open-Source-Software beziehen, beschränken wir uns nicht auf die aktuell sehr populäre Open-Source-Bewegung an sich, die gröÿ- 1 Siehe SourceForge, Open Source Technology Group: http://sourceforge.net/. 96 Der Beitrag freier Software zur Software-Evolution tenteils durch das GNU/Linux-Projekt2 inspiriert wurde. Wir sprechen vielmehr von Software, deren Nutzungs- und Änderungsrechte dem (sogar noch älteren) Ideal der freien Software an sich entsprechen. Diese Freiheit beschränkt sich nicht auf eine Erlaubnis zum Lesen des Quellcodes, wie bei einer Redefreiheit , sondern erlaubt uneingeschränkte und kostenlose Nutzung, Weitergabe, Modi kation, ganz wie beim allseits beliebten Freibier . Der Hauptunterschied liegt also darin, dass Redefreiheit in der zivilisierten Welt eher als ein menschliches Grundrecht anzusehen ist, mit dem noch garantiert ist, dass damit auch etwas erreicht werden kann, wohingegen Frei- bier einzig und alleine deshalb positiv auffällt, weil es nichts kostet und die künftige Verwertung gänzlich offen lässt. Gemäÿ der GNU GPL3 der Free Software Foundation (FSF) die Lizenz des GNU/Linux-Projekts darf Quellcode modi ziert und von einer dritten Person verwendet werden, solange diese Programmmodi kationen ebenso frei und offen bleiben und die ursprünglichen Copyright-Hinweise nicht verändert werden. Die FSF glaubt, dass dies der beste Weg sei, das Recht der Nutzer zum Verstehen und ggf. Anpassen von Programmen zu erfüllen. Wenngleich diese Freiheiten schon sehr weit gehen, sind BSD-artige Lizenzen4 noch viel liberaler und erlauben einer dritten Person mehr oder weniger mit den Sourcen zu machen, was sie will sogar Modi kationen der freien Software als proprietäre Closed Source zu vertreiben. Der Rest dieses Artikels beschäftigt sich also mit den Erfahrungen der Autoren im Umgang und in der Entwicklung von freier Software im Allgemeinen, anstatt mit ihren jeweiligen speziellen Ausprägungen, die unter anderem auch Trends obligen. Die Begriffe Open Source und freie Software werden synonym für Software verwendet, die ähnlich wenigen Nutzungsbeschränkungen unterliegt wie Freibier. 2.1. Mythen und Klischees Eine weit verbreitete falsche Vorstellung ist, dass Open Source oder free software in einem chaotischen Prozess von Freizeit-Hackern, die nicht die gleichen Ansichten bezüglich Wartbarkeit haben wie ihre professionellen oder akademischen Entspre- chungen, erstellt wird und in mehr oder weniger brauchbaren Software-Produkten mündet. Bedauerlicherweise kann auch der Titel des bekannten Papers von Eric Raymond The Cathedral and the Bazaar (Raymond 1998) leicht dahingehend miss- verstanden werden, wodurch das Chaos-Klischee zusätzlich unterstützt wird. Doch selbstverständlich ist das weit gefehlt: Freie Software entsteht nicht auf einem chaotischen Basar. Wie wir unten zeigen werden, ist die Entwicklung freier Software oft sehr gut organisiert und bedient sich strukturierter Prozesse mit klar de nierten Rollen. Infolgedessen gibt es eine groÿe Anzahl freier Software-Produkte, deren Qualität kommerziellen Varianten mindestens ebenbürtig ist und folglich unsere These unterstützt. 2 GNU/Linux: http://www.linux.org/ 3 GNU General Public License: http://www.fsf.org/licenses/gpl.html 4 The BSD License: http://www.opensource.org/licenses/bsd-license.html 97 Andreas Bauer und Markus Pizka Leider muss sich die Freie-Software-Bewegung allerdings sehr wohl vorwerfen las- sen, dass sie die Resultate und Trends in der Forschung im Bereich der Software-Evo- lution ignoriert. Umgekehrt ignoriert die andere, nicht-freie Seite die Umstände, unter denen ihre Lieblingstexteditoren, Compiler oder Betriebssysteme ins Leben gerufen wurden. Dieser Artikel zielt darauf ab, diese Lücke zwischen den Errungenschaf- ten der freien und der professionellen Softwareentwickler aus dem akademischen Umfeld und in der Industrie ein Stück weit zu schlieÿen. 2.2. Wirklichkeit Um nur einige wenige der erfolgreichen freien Software-Systeme zu nennen, wei- sen wir auf die BSD-basierten Betriebssysteme FreeBSD, NetBSD, OpenBSD und Darwin5 hin, die ihren Ursprung hauptsächlich in Ideen und Code aus den 80er Jahren haben.