[pt] Mecanismos de tratamento de exceções são modelos comumente usados em linguagens de programação para a estruturação do fluxo de execução excepcional de módulos de software. Tais mecanismos possibilitam a detecção e a sinalização da ocorrência de exceções, permitindo que módulos de software tomem medidas corretivas que recuperem o sistema para um estado correto. Estudos recentes mostram que falhas recorrentes e problemas de desempenho em aplicações de software estão relacionados à má qualidade do código que implementa o tratamento de exceções. Os estudos preliminares realizados no contexto desta dissertação não apenas corroboram esses resultados, como também evidenciam uma série de outros fatos interessantes que ocorrem durante a evolução de sistemas de software. Em especial, percebeu-se que é bastante comum nas versões preliminares de um sistema a implementação de ações de tratamento de exceções ineficazes. Também se percebeu que pouco (ou nenhum) esforço é realizado em termos de melhorar o tratamento de exceções durante a evolução do sistema de software. Os trabalhos recentes que se propõem a auxiliar desenvolvedores de software a lidar com código de tratamento de exceções falham em auxiliá-los em uma tarefa primordial: implementar código de tratamento de exceções bem estruturado desde as primeiras versões de um sistema. Neste contexto, o presente trabalho propõe um sistema de recomendação capaz de prover exemplos de código tratando exceções de modo a auxiliar desenvolvedores a implementarem seu próprio código em suas aplicações. O sistema extrai informações estruturais do código sob desenvolvimento para buscar por exemplos em um repositório local a fim de recomendar exemplos de código com contexto parecido ao que o desenvolvedor está trabalhando. O sistema implementado neste trabalho recomenda exemplos de código implementados em Java. / [en] Exception handling mechanisms are models commonly used in programming languages to structure the exceptional execution flow of software modules. These mechanisms enable the detection and signaling of exception occurrences, allowing these modules to take corrective actions to recover a module to a correct state. Recent studies show that recurrent failures and performance issues in software applications are related to the poor structuring of exception handling code. The preliminary studies performed in the context of this dissertation not only confirm these results, but also show other interesting facts that occur during software evolution. In particular, it was realized that it is often very common to observe ineffective exception handling actions in the first releases of a system. It was also realized that little (or no) effort was allocated to improve the quality of these action during the software evolution. Recent studies that aim aiding software developers to deal with exception handling elements fail in assisting them in a crucial task: implementing well-structured exception handling code since the first release of a system. In this context, this dissertation proposes a recommender system able to provide code fragments implementing exception handling code. The proposed strategy aims to assist developers in implementing their own code in their applications. The system extracts structural information from the code under development to search for examples in a local repository in order to recommend code examples that share similar structural context with the code that the developer is working on. The system implemented in the context of this dissertation recommends code examples implemented in Java.

[pt] Tratamento de erros em aplicações móveis sensíveis ao contexto não é uma tarefa trivial devido às características peculiares destes sistemas, como mobilidade, comunicação assíncrona e aumento de imprevisibilidade. Mecanismos convencionais de tratamento de exceções não podem ser utilizados por vários motivos. Primeiro, a propagação de erros deve considerar as mudanças contextuais que ocorrem constantemente nestes sistemas. Segundo, as atividades de recuperação de erros e a estratégia de tratamento de exceções também precisam freqüentemente ser selecionadas de acordo com as informações de contexto. Terceiro, a própria caracterização de uma exceção pode depender do contexto dos dispositivos envolvidos. Embora vários middlewares orientados a contexto ofereçam suporte ao desenvolvimento de aplicações móveis, estes sistemas raramente fornecem suporte adequado ao tratamento de exceções. Este trabalho realiza uma análise das soluções existentes para tratamento de exceções, considerando os requisitos de sensibilidade ao contexto. Além disso, são propostos um modelo para tratamento de exceções sensível ao contexto e um mecanismo implementado a partir de MoCA (Mobile Collaboration Architecture). MoCA é um middleware publish-subscribe que oferece suporte ao desenvolvimento de aplicações móveis colaborativas através da incorporação de serviços de contexto. Finalmente, este trabalho avalia o mecanismo de exceções proposto através de sua utilização em alguns protótipos de aplicações colaborativas desenvolvidas a partir de MoCA. Através do mecanismo, foram implementadas diferentes estratégias de tratamento de exceções que consideram as informações de contexto das aplicações. / [en] Context-sensitive exception handling on mobile systems is not a trivial task due to their intrinsic characteristics: mobility, asynchrony and increased unpredictability. Conventional mechanisms of exception handling can not be used for many reasons. First, error propagation needs considering the contextual changes that often occur in these systems. Second, error recovery and exception handling strategies also frequently need to be selected according to contextual information. Third, the characterization of an exception may depend on the contextual situation of involved devices. Even though there are now several context-oriented middleware systems that provide support for the development of mobile applications, they rarely provide explicit and adequate features for contextsensitive exception handling. This work presents an analysis of existing exception handling mechanisms, which to some extent consider the context-awareness requirements. Besides, it proposes a general model for context-sensitive exception handling and a supporting mechanism implemented using the MoCA (Mobile Collaboration Architecture) infrastructure. MoCA is a publish-subscribe middleware supporting the development of collaborative mobile applications by incorporating explicit services to empower software agents with contextsensitiveness. Finally, this paper reports our experience in implementing contextaware exception handling strategies in some prototype collaborative applications built with the MoCA system.

[pt] Tratamento de exceções e o modo mais comum de lidar com erros no desenvolvimento de software robusto. Tratamento de exceções refere-se ao processo de sinalizar exceções quando erros em tempo de execução são detectados e de tomar ações para responder à ocorrência destas exceções. Apesar de objetivarem a melhoria da robustez de software, sistemas de software ainda são implementados sem se basear em uma política explícita para tratamento de exceções. Cada política define as decisões de projeto que governam como tratamento de exceções deve ser implementado num sistema. Tais políticas não são comumente documentadas e são apenas implicitamente definidas no projeto do sistema. Desta forma, desenvolvedores tendem a introduzir no código fonte violações das políticas implícitas e tais violações comumente causam falhas em sistemas de software. Neste contexto, o objetivo desta tese é apoiar desenvolvedores na detecção e reparação de violações de tratamento de exceções. Para atingir este objetivo, duas soluções complementares foram propostas. A primeira solução é baseada numa linguagem específica de domínio que apoia a detecção de violações ao definir explicitamente políticas de tratamento de exceções que devem ser obedecidas no código fonte. A linguagem proposta foi avaliada num estudo centrado no usuário e num estudo de caso. Com as observações e as experiências coletadas no estudo centrado no usuário, nós identificamos algumas características da linguagem que dificultavam o seu uso e que motivaram novos construtos. Além disso, os resultados do estudo de caso mostraram que violações e falhas costumam ter causas comuns. Portanto, violações de tratamento de exceção podem ser usadas para detectar causas de faltas relacionadas à exceções. Para complementar a detecção de violações, este trabalho também propôs uma solução para apoiar o reparo de violações de tratamento de exceções. Reparar estas violações requer raciocinar sobre o impacto global que mudanças em tratamento de exceções pode ter em diferentes partes do sistema. Desta forma, este trabalho propôs uma estratégia heurística de recomendação que leva em conta o contexto global onde violações ocorrem a fim de produzir recomendações. Cada recomendação produzida consiste em uma sequência de modificações que servem como um plano detalhado de como uma violação de tratamento de exceções pode ser removida do código fonte. A estratégia de recomendação proposta também se beneficia de especificações explícitas de políticas, embora sua disponibilidade não seja obrigatória. Os resultados das nossas avaliações empíricas revelaram que a estratégia de recomendação proposta produziu recomendações capazes de reparar violações em aproximadamente 70 por cento dos casos. Quando especificações de políticas estão disponíveis, a estratégia produziu recomendações capazes de reparar violações em 97 por cento dos casos. / [en] Exception handling is the most common way of dealing with exceptions in robust software development. Exception handling refers to the process of signaling exceptions upon the detection of runtime errors and taking actions to respond to their occurrence. Despite being aimed at improving software robustness, software systems are still implemented without relying on explicit exception handling policies. Each policy defines the design decisions governing how exception handling should be implemented in a system. These policies are often not documented and are only implicitly defined in the system design. Thus, developers tend to introduce in the source code violations of implicit policies and these violations commonly cause failures in software systems. In this context, the goal of this thesis is to support developers in detecting and repairing exception handling violations. To achieve this goal, two complementary solutions were proposed. The first solution is based on a domain-specific language supporting the detection of violations by explicitly defining exception handling policies to be enforced in the source code. The proposed language was evaluated with a user-centric study and a case study. With the observations and experiences gathered in the user-centric study, we identified some language characteristics that hindered its use and that motivated new language constructs. In addition, the results of the case study showed that violations and faults in exception handling share common causes. Therefore, violations can be used to detect potential causes of exceptionrelated failures. To complement the detection of exception handling violations, this work also proposed a solution for supporting the repair of exception handling violations. Repairing these violations requires reasoning about the global impact that exception handling changes might have in different parts of the system. Thus, this work proposed a recommender heuristic strategy that takes into account the global context of where violations occur to produce recommendations. Each recommendation produced consists of a sequence of modifications that serves as a detailed blueprint of how an exception handling violation can be removed from the source code. The proposed recommender strategy also takes advantage of explicit policy specifications, although their availability is not mandatory. The results of our empirical assessments revealed that the proposed recommender strategy produced recommendations able to repair violations in approximately 70 per cent of the cases. When policy specifications are available, it produced recommendations able to repair violations in 97 per cent of the cases.