Selbstheilende Testfälle ein technischer Mythos oder Realität?

Selbstheilende was……

Nun erst mal ja, es gibt technische Möglichkeiten, selbstheilende Testfälle zu realisieren. In den meisten Fällen funktioniert das auch recht gut. Die technischen Details werde ich hier nicht beschreiben, denn wie ich das Thema umgesetzt habe, ist für euch auch nicht relevant. Gut, etwas verrate ich dann schon:

error_message,healing_action
"AssertionError: 1 != 2","correct_assertion"
"TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'","convert_types"
"NameError: name 'x' is not defined","define_variable"
"IndentationError: expected an indented block","fix_indentation"
"AttributeError: 'list' object has no attribute 'append_item'","correct_method_name"
"IndexError: list index out of range","check_index_bounds"
"KeyError: 'c'","check_dictionary_key"
"ZeroDivisionError: division by zero","validate_divisor"
"ImportError: No module named 'non_existent_module'","install_or_correct_module"
"FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory","check_file_path"
"TimeoutError: [Errno 110] Connection timed out","increase_timeout"
"ValueError: invalid literal for int() with base 10","validate_input_value"
"UnboundLocalError: local variable 'count' referenced before assignment","initialize_variable"
"SyntaxError: invalid syntax","fix_syntax_error"
"DeprecationWarning: 'old_function' is deprecated","update_deprecated_code"

In der Welt der Softwareentwicklung gibt es ständig Fortschritte, die den Entwicklungsprozess effizienter und weniger fehleranfällig machen. Einer der spannendsten Ansätze, der in letzter Zeit an Aufmerksamkeit gewonnen hat, ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) zur Entwicklung von selbstheilendem Code. Dieser Blogbeitrag zeigt, wie große Sprachmodelle (LLMs) und KI-basierte Ansätze den Softwareentwicklungsprozess revolutionieren könnten.

In der Welt der Softwareentwicklung gibt es ständig Fortschritte, die den Entwicklungsprozess effizienter und weniger fehleranfällig machen. Einer der spannendsten Ansätze, der in letzter Zeit an Aufmerksamkeit gewonnen hat, ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) zur Entwicklung von selbstheilendem Code. Dieser Blogbeitrag zeigt, wie große Sprachmodelle (LLMs) und KI-basierte Ansätze den Softwareentwicklungsprozess revolutionieren könnten.

Selbstreflexion in großen Sprachmodellen

Große Sprachmodelle haben die Fähigkeit, ihre eigene Ausgabe durch Selbstreflexion zu verbessern. Dieser Prozess funktioniert überraschend einfach: Man füttert das Modell mit seiner eigenen Antwort und bittet es, diese zu verbessern oder Fehler zu identifizieren. Dies führt in vielen Fällen zu genaueren und benutzerfreundlicheren Ergebnissen. Besonders wirkungsvoll wird dieser Ansatz, wenn man das Modell auffordert, ein Problem Schritt für Schritt zu lösen. Auf diese Weise lassen sich Lösungen häufig genauer und verständlicher finden, als wenn nur auf das Endergebnis fokussiert wird.

Diese Fähigkeit zur Selbstkorrektur und -verbesserung ist ein entscheidender Vorteil, insbesondere in der Softwareentwicklung. Entwickler können diese Reflexion nutzen, um nicht nur fehlerfreie, sondern auch optimierte und effizientere Code-Lösungen zu erstellen. Oder eben wie in meinem Beispiel, kann man entsprechend solch ein V

Herausforderungen und Fortschritte in der LLM-Entwicklung

Obwohl große Sprachmodelle beeindruckende Fortschritte gemacht haben, bleibt die Entwicklung nicht ohne Herausforderungen. Faktische Fehler, auch als „Halluzinationen“ bezeichnet, stellen nach wie vor ein Problem dar. Dennoch gibt es zunehmend Studien, die zeigen, dass ein geführter, autoregressiver Ansatz (bei dem der Output des Modells aufeinander aufbaut) zu besseren und zuverlässigeren Ergebnissen führen kann.

Dieser Ansatz birgt besonders im Kontext der Softwareentwicklung großes Potenzial. Entwickler kennen bereits Tools und Prozesse zur Automatisierung von Codeerstellung, Bug-Tracking, Testverfahren und Dokumentation. Der nächste logische Schritt ist die Nutzung von KI zur Selbstheilung von Code.

Die neue Herausforderung: Mehr Code erfordert mehr Qualitätskontrolle

Mit der Fähigkeit von LLMs, schnell große Mengen an Code zu generieren, könnte es in Zukunft häufiger vorkommen, dass sowohl Entwickler als auch Nicht-Entwickler mehr Code in die Codebasis eines Unternehmens einbringen als je zuvor. Doch dieser Fortschritt bringt auch neue Herausforderungen mit sich.

Forrest Brazeal, Leiter der Entwicklermedien bei Google Cloud, erklärt: „Einer der Punkte, den ich oft von Software-Ingenieuren höre, ist, dass sie sagen: ‚Ja, jeder kann jetzt mit einigen dieser Tools Code generieren, aber wir machen uns Sorgen um die Qualität des erzeugten Codes.’“ Die Geschwindigkeit und das Volumen, mit denen diese Systeme Code ausgeben, können überwältigend wirken. Er fügt hinzu: „Denken Sie nur daran, einen 7.000-Zeilen-Pull-Request zu überprüfen, den jemand in Ihrem Team geschrieben hat. Es ist sehr, sehr schwierig, das zu tun und sinnvolles Feedback zu geben. Es wird nicht einfacher, wenn KI riesige Mengen an Code generiert. Wir betreten also schnell eine Welt, in der wir neue Best Practices in der Softwareentwicklung finden müssen, um sicherzustellen, dass wir GenAI effektiv nutzen.“

Auch Armando Solar-Lezama, Professor am Massachusetts Institute of Technology, betont die Risiken: „Wir haben eine völlig neue Kreditkarte, die es uns ermöglicht, technische Schulden in einem Ausmaß zu akkumulieren, das wir vorher nicht konnten.“ Unternehmen müssen ihre Methoden überdenken, um zu verhindern, dass eine Masse an minderwertigem Code von Maschinen generiert wird, die letztlich mehr Probleme als Lösungen schaffen.

KI-basierte Automatisierung und Code-Reviews

Die Lösung könnte jedoch auch hier in der KI liegen. Paige Bailey, PM bei Google für generative Modelle, sagt: „Man sollte KI-generierten Code als etwas betrachten, das von einem ‚L3 Softwareentwickler-Helfer‘ erstellt wurde, und ihn daher gründlich überprüfen.“

Über Zeit hinweg könnte KI jedoch selbst die Aufgabe übernehmen, den Code auf Genauigkeit, Sicherheit und Leistung zu überprüfen. Ein aktuelles Forschungsergebnis von Google Brain zeigt, dass es möglich ist, LLMs rekursiv anzuwenden. Das bedeutet, dass KI-generierter Code durch die KI selbst auf Fehler, Performance und Geschwindigkeit überprüft und dann verbessert werden kann, bevor er an den Nutzer weitergegeben wird. Dieser iterative Ansatz könnte die Qualität des Codes im Laufe der Zeit erheblich verbessern.

Google nutzt bereits heute KI-Modelle, um den Prozess der Behebung von Code-Review-Kommentaren zu beschleunigen. Ein Team von Google-Entwicklern schreibt in einem kürzlich veröffentlichten Paper, dass Autoren von Code-Änderungen bei Google einen beträchtlichen Teil der Reviewer-Kommentare durch ML-vorgeschlagene Änderungen adressieren. Diese automatisierten Vorschläge haben das Potenzial, den Zeitaufwand für Code-Reviews um Hunderttausende von Stunden jährlich zu reduzieren.

Zukunftsperspektiven für KI und Code

Mit fortschreitenden Experimenten wird die Integration von KI in den Code-Review- und -Bereitstellungsprozess weiter verfeinert. So könnte ein GitHub-Plugin beispielsweise den Code nach einem Fehler in der CI-Pipeline automatisch an eine Sandbox schicken, wo die KI ihn überprüft, den Fehler behebt und den neuen Code erneut durch die Pipeline schickt. Wenn er den Test besteht, wird er zur Bereitstellung freigegeben.

Fazit: Der Weg in die Zukunft

Die Kombination aus KI und Softwareentwicklung steht erst am Anfang, doch die Möglichkeiten sind beeindruckend. Selbstheilender Code, unterstützt durch KI und große Sprachmodelle, könnte den Entwicklungsprozess revolutionieren. Automatisierte Codeverbesserungen und Fehlerbehebungen könnten in Zukunft den Alltag von Entwicklern erheblich erleichtern.

Entwickler sollten diese Technologien im Auge behalten, denn die Automatisierung wird nicht nur das Schreiben von Code, sondern auch dessen Wartung und Optimierung maßgeblich verändern. Die Herausforderung liegt jedoch darin, einen klaren Blick auf die Qualitätskontrolle zu behalten und die Möglichkeiten von KI sinnvoll zu nutzen, um das Beste aus beiden Welten zu vereinen: menschliches Urteilsvermögen und maschinelle Effizienz.