生成AIを活用したリファクタリング実践 ~コードスメルをなくすためのアプローチ

近年、生成AIや大規模言語モデル（LLM）によるコード生成技術が急速に発展しており、エンジニアの役割は「コードを書く」から「生成されたコードの品質をレビューして改善する」へと変化しつつあります。
レビューの観点として、仕様通りであることはもちろん、そのコードの品質を確認する必要があります。そのためには、生成されたコードの品質を評価する基準が必要です。
そこで、本セッションでは、ソフトウェア品質の指標としてマーティン・ファウラー氏の「コードスメル」概念を紹介し、「良いソースコード」の定義を例示します。
さらに、最新のLLMが生成したコードを対象に調査・分析し、人間が行うべきレビューやリファクタリングの必要性を検証します。

Transcript

1. 生成AI時代における 
 「良いソースコード」の定義と 
 リファクタリング実践 Kanta Koto
2. 生成AI時代における 
 「良いソースコード」の定義と 
 リファクタリング実践 Kanta Koto
3. 生成AIを活用した 
 リファクタリング実践 
 ～コードスメルをなくすためのアプローチ～ Kanta Koto
4. 古藤寛大
 • 勤務先：株式会社野村総合研究所 • 現在の業務：OSS（オープンソースソフトウェア）の問合せサポートに従事 • ※準備の時間がなさ過ぎて昨日このページを作りました汗 前回（JJUG CCC 2024 Fall）のCfP登壇資料 https://speakerdeck.com/raedion/opunsosukeycloaknohanzuondeli-jie-sururen-zheng-toren-ke-noji-ben 4
5. 本セッションの構成 
 1. 生成AIで開発されたソフトウェアの保守性に関する課題 2. コードスメルとリファクタリングパターンについて 3. 生成AIによるコードスメルの改善アプローチ 4. まとめ・今後の展望 5
6. バイブコーディングとは、生成AIを活用した開発手法の一つ でコーディング作業をAIに任せるやり方 
 AI エージェント コード 生成 プロンプト 入力 … https://www.merriam-webster.com/slang/vibe-coding 開発者 6
7. 疑問：成果物のメンテはどうする？ 
 開発されたソースコードをだれが面倒見るの？？ そもそも面倒を見れる品質なの？？ 7
8. バイブコーディングを繰り返すと次第にソースコードが複雑 になり管理しづらくなる 
 ソースコードを開発者が確認せずAIに委ねるため、実装を把握しにくい＆メンテ 不足に陥る懸念がある。 … コード 生成 プロンプト 入力 生成 ソースコード AI エージェント 開発者 兼レビュアー 8
9. バイブコーディングを繰り返すと次第にソースコードが複雑 になり管理しづらくなる 
 ソースコードを開発者が確認せずAIに委ねるため、実装を把握しにくい＆メンテ 不足に陥る懸念がある。 … コード 生成 プロンプト 入力 開発者 兼レビュアー 生成 ソースコード AI エージェント 複雑になり メンテナンス 困難 9
10. 実際にAIが生成したソースコードの一部。 
 各機能が単一メソッドに集中しており処理の読み解きが困難 
 // Collisions // Player bullets vs enemies bit = playerBullets.iterator(); while (bit.hasNext()) { Bullet b = bit.next(); eit = enemies.iterator(); while (eit.hasNext()) { Enemy en = eit.next(); if (b.getBounds().intersects(en.getBounds())) { en.hp -= b.damage; bit.remove(); if (en.hp <= 0) { score += 10; if (rand.nextDouble() < 0.3) { items.add( new Item(en.x, en.y, rand.nextInt( 3))); } eit.remove(); } break; } } } // Missiles vs ground enemies mit = missiles.iterator(); while (mit.hasNext()) { Missile m = mit.next(); eit = enemies.iterator(); while (eit.hasNext()) { Enemy en = eit.next(); if (en.isGround && m.getBounds().intersects(en.getBounds())) { en.hp -= m.damage; mit.remove(); if (en.hp <= 0) { score += 20; eit.remove(); } break; } } } @Override public void actionPerformed( ActionEvent e) { if (gameOver) return ; frame++; // Update background background.update( 2); // Spawn enemies if (frame % 120 == 0) { int type = rand.nextInt( 3); boolean ground = type == 2; enemies.add( new Enemy(WIDTH, ground ? 480 : rand.nextInt( 400) + 50, ground, type)); } // Update enemies Iterator <Enemy> eit = enemies.iterator(); while (eit.hasNext()) { Enemy en = eit.next(); en.update(); en.shoot(enemyBullets); if (en.x < - 50) eit.remove(); } // Update bullets Iterator <Bullet > bit = playerBullets.iterator(); while (bit.hasNext()) { Bullet b = bit.next(); b.update(); if (b.x > WIDTH) bit.remove(); } Iterator <Bullet > ebit = enemyBullets.iterator(); while (ebit.hasNext()) { Bullet b = ebit.next(); b.update(); if (b.x < 0) ebit.remove(); } // Update missiles Iterator <Missile > mit = missiles.iterator(); while (mit.hasNext()) { Missile m = mit.next(); m.update(enemies); if (m.x > WIDTH) mit.remove(); } // Update items Iterator <Item> iit = items.iterator(); while (iit.hasNext()) { Item i = iit.next(); i.update(); if (i.x < - 50) iit.remove(); } // Update options for (Option o : options) o.update(); // Player movement double accel = 1.0; if (left) player.x -= accel; if (right) player.x += accel; if (up) player.y -= accel; if (down) player.y += accel; if (player.x < 20) player.x = 20; if (player.x > WIDTH - 20) player.x = WIDTH - 20; if (player.y < 20) player.y = 20; if (player.y > HEIGHT - 20) player.y = HEIGHT - 20; // Shooting if (shoot && frame % 10 == 0) { playerBullets.add( new Bullet(player.x + 16, player.y, 5, 0)); for (Option o : options) o.shoot(playerBullets); } if (player.hasMissile && frame % 60 == 0) { missiles.add( new Missile(player.x + 16, player.y)); } // Player vs items iit = items.iterator(); while (iit.hasNext()) { Item i = iit.next(); if (player.getBounds().intersects(i.getBounds())) { if (i.type == 0) player.hasMissile = true; else if (i.type == 1 && options.size() < 2) options.add( new Option(player)); else if (i.type == 2) player.shotLevel = Math.min( 3, player.shotLevel + 1); iit.remove(); } } // Player vs enemies/bullets for (Enemy en : enemies) { if (player.getBounds().intersects(en.getBounds())) { player.lives--; if (player.lives <= 0) gameOver = true; else { player.x = 100; player.y = HEIGHT / 2; } break; } } for (Bullet b : enemyBullets) { if (player.getBounds().intersects(b.getBounds())) { player.lives--; if (player.lives <= 0) gameOver = true; else { player.x = 100; player.y = HEIGHT / 2; } enemyBullets.remove(b); break; } } repaint(); } 10
11. // Collisions // Player bullets vs enemies bit = playerBullets.iterator(); while (bit.hasNext()) { Bullet b = bit.next(); eit = enemies.iterator(); while (eit.hasNext()) { Enemy en = eit.next(); if (b.getBounds().intersects(en.getBounds())) { en.hp -= b.damage; bit.remove(); if (en.hp <= 0) { score += 10; if (rand.nextDouble() < 0.3) { items.add( new Item(en.x, en.y, rand.nextInt( 3))); } eit.remove(); } break; } } } // Missiles vs ground enemies mit = missiles.iterator(); while (mit.hasNext()) { Missile m = mit.next(); eit = enemies.iterator(); while (eit.hasNext()) { Enemy en = eit.next(); if (en.isGround && m.getBounds().intersects(en.getBounds())) { en.hp -= m.damage; mit.remove(); if (en.hp <= 0) { score += 20; eit.remove(); } break; } } } @Override public void actionPerformed( ActionEvent e) { if (gameOver) return ; frame++; // Update background background.update( 2); // Spawn enemies if (frame % 120 == 0) { int type = rand.nextInt( 3); boolean ground = type == 2; enemies.add( new Enemy(WIDTH, ground ? 480 : rand.nextInt( 400) + 50, ground, type)); } // Update enemies Iterator <Enemy> eit = enemies.iterator(); while (eit.hasNext()) { Enemy en = eit.next(); en.update(); en.shoot(enemyBullets); if (en.x < - 50) eit.remove(); } // Update bullets Iterator <Bullet > bit = playerBullets.iterator(); while (bit.hasNext()) { Bullet b = bit.next(); b.update(); if (b.x > WIDTH) bit.remove(); } Iterator <Bullet > ebit = enemyBullets.iterator(); while (ebit.hasNext()) { Bullet b = ebit.next(); b.update(); if (b.x < 0) ebit.remove(); } // Update missiles Iterator <Missile > mit = missiles.iterator(); while (mit.hasNext()) { Missile m = mit.next(); m.update(enemies); if (m.x > WIDTH) mit.remove(); } // Update items Iterator <Item> iit = items.iterator(); while (iit.hasNext()) { Item i = iit.next(); i.update(); if (i.x < - 50) iit.remove(); } // Update options for (Option o : options) o.update(); // Player movement double accel = 1.0; if (left) player.x -= accel; if (right) player.x += accel; if (up) player.y -= accel; if (down) player.y += accel; if (player.x < 20) player.x = 20; if (player.x > WIDTH - 20) player.x = WIDTH - 20; if (player.y < 20) player.y = 20; if (player.y > HEIGHT - 20) player.y = HEIGHT - 20; // Shooting if (shoot && frame % 10 == 0) { playerBullets.add( new Bullet(player.x + 16, player.y, 5, 0)); for (Option o : options) o.shoot(playerBullets); } if (player.hasMissile && frame % 60 == 0) { missiles.add( new Missile(player.x + 16, player.y)); } // Player vs items iit = items.iterator(); while (iit.hasNext()) { Item i = iit.next(); if (player.getBounds().intersects(i.getBounds())) { if (i.type == 0) player.hasMissile = true; else if (i.type == 1 && options.size() < 2) options.add( new Option(player)); else if (i.type == 2) player.shotLevel = Math.min( 3, player.shotLevel + 1); iit.remove(); } } // Player vs enemies/bullets for (Enemy en : enemies) { if (player.getBounds().intersects(en.getBounds())) { player.lives--; if (player.lives <= 0) gameOver = true; else { player.x = 100; player.y = HEIGHT / 2; } break; } } for (Bullet b : enemyBullets) { if (player.getBounds().intersects(b.getBounds())) { player.lives--; if (player.lives <= 0) gameOver = true; else { player.x = 100; player.y = HEIGHT / 2; } enemyBullets.remove(b); break; } } repaint(); } 実際にAIが生成したソースコードの一部。 
 各機能が単一メソッドに集中しており処理の読み解きが困難 
 1つのメソッドが長すぎる！ 理解しづらい！ 11
12. どうすれば保守しやすくなるか 
 生成AIで生成されたソースコードの保守性を上げたい！ 具体的には、ソースコードをよりレビューしやすいようにしたい。 AIは開発者の要望（要件）に基づいてコーディングしているため、機能要件は ある程度は満たせている想定。 →なるべく機能に変更を加えないよう改善したい。 →リファクタリングしてみよう。 12
13. リファクタリング：外部から見た振る舞いを変えずに 
 ソフトウェアの内部構造を改善する開発プロセス 
 リファクタリングの要否を判断する定量的指標として「コードスメル」 がある。 核心となる原則 小さな変換 (Small Transformation) リファクタリングは、一つ一つがごく小さな変更である。 振る舞いの維持 (Behavior Preserving) 外部の機能は一切変えない （システムは常に動作し続ける）。 達成される メリット 間違いの軽減 個々の変更が小さいため、問題が発生する可能性が低い。 リスクの低減 常に動作する状態を保つため、構造変更によるシステム停止・破壊の リスクを減らせる。 13
14. コードスメル：システム中の何となくまずい気がする表面的 な兆候
 コードスメル自体はバグではないが、保守性の低さや拡張性の欠如、技術的負 債になる可能性のある問題 であるため是正するのが望ましい。 https://martinfowler.com/bliki/CodeSmell.html 主な特徴 1. 嗅ぎ分けられる 🔸 すぐに気づけること が定義の一部（例：長すぎるメソッド） 2. 必ずしも問題ではない 🔸 臭いがあるからといって必ずしも悪いわけではない （例：問題のな い長いメソッドもある）。 🔸 スメルは問題そのものではなく潜在的な問題のインジケータ である ことが多い。 14
15. コードスメルの例 
 g.setColor(Color.RED); g.setFont(new Font("Arial", Font.BOLD, 48)); g.drawString("GAME OVER", WIDTH / 2 - 150, HEIGHT / 2); g.setFont(new Font("Arial", Font.PLAIN, 24)); g.drawString("Press R to restart" , WIDTH / 2 - 100, HEIGHT / 2 + 50); // アプリで利用するフォント private final String USING_FONT = "Arial" // リファクタリング … g.setColor(Color.RED); g.setFont(new Font(USING_FONT, Font.BOLD, 48)); g.drawString("GAME OVER", WIDTH / 2 - 150, HEIGHT / 2); g.setFont(new Font(USING_FONT, Font.PLAIN, 24)); g.drawString("Press R to restart" , WIDTH / 2 - 100, HEIGHT / 2 + 50); コードスメルに対応するリファクタリングを実施 15
16. 具体的なアプローチ 
 コードスメルに対応するリファクタリングのパターンは体系化されている。 AIを使ってコードスメルを自動的に修正する仕組みを作る 。 ソースコードの生成だけでなく、リファクタリングもAIに任せる。 16
17. パターン化されたリファクタリング処理を開発工程に組み込む。 アーキテクチャ概要 
 AIエージェント 生成 ソースコード 解析ツール AIエージェント コードスメル 情報 レビュアー Git リポジトリ リファクタリング済 ソースコード プロンプトに 基づいて コード生成 push 解析結果を 出力 REST API リファクタリング 17
18. 今回生成したアプリのサンプル 
 （きしださんありがとう！） 
 https://nowokay.hatenablog.com/entry/2025/09/25/194808 18
19. 検証のために生成AIでアプリを作成 
 • JavaのSwingベースのゲームアプリを生成AIで作成 ◦ 開発に用いたAIモデルは Grok Code Fast 1* * https://x.ai/news/grok-code-fast-1 ステップ数 クラス数 概要 レーシングゲーム 436 4 2Dでキーボード操作 2Dアクションゲーム 619 7 ステージを進んでアイテム収集 したり敵を倒したりする シューティングゲーム 2,728 10 インベーダーゲームのように NPCと戦う 19
20. 生成 ソースコード アーキテクチャ概要 
 AIエージェント AIエージェント コードスメル 情報 レビュアー Git リポジトリ リファクタリング 済ソースコード 解析ツール プロンプトに 基づいて コード生成 push 解析結果を 出力 REST API リファクタリング 20
21. 生成 ソースコード アーキテクチャ概要 | プロンプトを与えてコード生成 
 AIエージェント AIエージェント コードスメル 情報 レビュアー Git リポジトリ リファクタリング 済ソースコード 解析ツール プロンプトに 基づいて コード生成 push 解析結果を 出力 REST API リファクタリング 21
22. 要件: - 環境：Java 17、Swingベース（外部ゲームエンジンは使用し ない）、Maven - 視点：真上（トップダウン） - 操作：キーボード（←→で旋回、↑で加速、↓でブレーキ/後退） ...(略)... 納品物: - runnable.jar - ソース（リポジトリ構成） - README（実行・ビルド手順、操作説明） アーキテクチャ概要 | プロンプトを与えてコード生成 
 AIエージェント 生成 ソースコード プロンプトの抜粋 22
23. 生成 ソースコード アーキテクチャ概要 | コードスメルの情報を取得 
 AIエージェント AIエージェント コードスメル 情報 レビュアー Git リポジトリ リファクタリング 済ソースコード 解析ツール プロンプトに 基づいて コード生成 push 解析結果を 出力 REST API リファクタリング 23
24. アーキテクチャ概要 | コードスメルの情報を取得 
 コードスメル 情報 解析ツール { "component": "racing:src/main/java/com/example/Car.java", "message": "Declare \"y\" on a separate line.", "project": "racing", "textRange": { "startLine": 6, "endLine": 6, "startOffset": 22, "endOffset": 23 }, "type": "CODE_SMELL", }, 出力されるJSONデータ（抜粋） REST APIで 取得 コードスメルの 発生箇所や 具体的な内容を 取得可能 24
25. 補足：SonarQube 
 コードの品質とセキュリティを継続的に検査するための自動静的解析ツール。 • 静的解析: 実際にコードを実行せずにソースコードを分析 • 多言語対応: Java、JavaScript、Pythonなど幅広い言語に対応 25
26. アーキテクチャ概要 | AIがリファクタリングを実行 
 AIエージェント コードスメル 情報 レビュアー Git リポジトリ リファクタリング 済ソースコード 解析ツール push 解析結果を 出力 REST API リファクタリング 生成 ソースコード AIエージェント プロンプトに 基づいて コード生成 push 26
27. アーキテクチャ概要 | AIがリファクタリングを実行 
 リファクタリング 済ソースコード 生成 ソースコード コードスメル 情報 AIエージェント SonarQubeのAPI を呼び出して JSONを取得 リファクタリング 実行 SonarQubeに データを同期 コードスメル はx件未満か 開始 終了 Yes No 具体的な ロジック 27
28. リファクタリング実行用の具体的なプロンプト 
 以下のWebAPIは<プロジェクト名>のコードスメルを取得するためのものです。 <呼び出すAPIの情報> また、アクセストークンは以下となります。 <アクセストークンの情報 > このWebAPIを使って、コードスメル情報を JSON形式で取得してください。 取得したコードスメル情報に基づいてリファクタリングを行ってください。 リファクタリング完了後、以下のコマンドをコマンドプロンプト上で実行してソースコードの変更結果を SonarQubeへ同期してください。 <SonarQubeに情報を同期するためのコマンド > 上記処理を繰り返し実行し、 JSONの"total"の値が5件未満になるようにしてください。 28
29. パターン化されたリファクタリング処理を開発工程に組み込む。 生成 ソースコード アーキテクチャ概要 
 AIエージェント AIエージェント コードスメル 情報 レビュアー Git リポジトリ リファクタリング 済ソースコード 解析ツール プロンプトに 基づいて コード生成 push 解析結果を 出力 REST API リファクタリング 29
30. 実験の結果 
 コードスメルを修正することに成功
31. コードスメルが検出されたソースコードの箇所 
 // Collisions // Player bullets vs enemies bit = playerBullets.iterator(); while (bit.hasNext()) { Bullet b = bit.next(); eit = enemies.iterator(); while (eit.hasNext()) { Enemy en = eit.next(); if (b.getBounds().intersects(en.getBounds())) { en.hp -= b.damage; bit.remove(); if (en.hp <= 0) { score += 10; if (rand.nextDouble() < 0.3) { items.add( new Item(en.x, en.y, rand.nextInt( 3))); } eit.remove(); } break; } } } // Missiles vs ground enemies mit = missiles.iterator(); while (mit.hasNext()) { Missile m = mit.next(); eit = enemies.iterator(); while (eit.hasNext()) { Enemy en = eit.next(); if (en.isGround && m.getBounds().intersects(en.getBounds())) { en.hp -= m.damage; mit.remove(); if (en.hp <= 0) { score += 20; eit.remove(); } break; } } } @Override public void actionPerformed( ActionEvent e) { if (gameOver) return ; frame++; // Update background background.update( 2); // Spawn enemies if (frame % 120 == 0) { int type = rand.nextInt( 3); boolean ground = type == 2; enemies.add( new Enemy(WIDTH, ground ? 480 : rand.nextInt( 400) + 50, ground, type)); } // Update enemies Iterator <Enemy> eit = enemies.iterator(); while (eit.hasNext()) { Enemy en = eit.next(); en.update(); en.shoot(enemyBullets); if (en.x < - 50) eit.remove(); } // Update bullets Iterator <Bullet > bit = playerBullets.iterator(); while (bit.hasNext()) { Bullet b = bit.next(); b.update(); if (b.x > WIDTH) bit.remove(); } Iterator <Bullet > ebit = enemyBullets.iterator(); while (ebit.hasNext()) { Bullet b = ebit.next(); b.update(); if (b.x < 0) ebit.remove(); } // Update missiles Iterator <Missile > mit = missiles.iterator(); while (mit.hasNext()) { Missile m = mit.next(); m.update(enemies); if (m.x > WIDTH) mit.remove(); } // Update items Iterator <Item> iit = items.iterator(); while (iit.hasNext()) { Item i = iit.next(); i.update(); if (i.x < - 50) iit.remove(); } // Update options for (Option o : options) o.update(); // Player movement double accel = 1.0; if (left) player.x -= accel; if (right) player.x += accel; if (up) player.y -= accel; if (down) player.y += accel; if (player.x < 20) player.x = 20; if (player.x > WIDTH - 20) player.x = WIDTH - 20; if (player.y < 20) player.y = 20; if (player.y > HEIGHT - 20) player.y = HEIGHT - 20; // Shooting if (shoot && frame % 10 == 0) { playerBullets.add( new Bullet(player.x + 16, player.y, 5, 0)); for (Option o : options) o.shoot(playerBullets); } if (player.hasMissile && frame % 60 == 0) { missiles.add( new Missile(player.x + 16, player.y)); } // Player vs items iit = items.iterator(); while (iit.hasNext()) { Item i = iit.next(); if (player.getBounds().intersects(i.getBounds())) { if (i.type == 0) player.hasMissile = true; else if (i.type == 1 && options.size() < 2) options.add( new Option(player)); else if (i.type == 2) player.shotLevel = Math.min( 3, player.shotLevel + 1); iit.remove(); } } // Player vs enemies/bullets for (Enemy en : enemies) { if (player.getBounds().intersects(en.getBounds())) { player.lives--; if (player.lives <= 0) gameOver = true; else { player.x = 100; player.y = HEIGHT / 2; } break; } } for (Bullet b : enemyBullets) { if (player.getBounds().intersects(b.getBounds())) { player.lives--; if (player.lives <= 0) gameOver = true; else { player.x = 100; player.y = HEIGHT / 2; } enemyBullets.remove(b); break; } } repaint(); } 31
32. // オプションの移動を処理 updateOptions (); // キー入力に基づくプレイヤーの移動と境界チェック updatePlayerMovement (); // 射撃ボタン押下時の弾生成 handleShooting (); // 弾と敵、プレイヤーと敵 /弾の衝突判定とスコア更新 handleCollisions (); repaint(); } コードスメルが修正されたソースコード 
 メソッド中の処理を 小さなメソッドに分割。 十数行読むだけで 処理の概要を理解できるように。 @Override public void actionPerformed (ActionEvent e) { if (gameOver) return; frame++; // delegate to smaller helpers for readability and lower cognitive complexity // 背景の星のスクロールを更新 updateBackground (); // 一定間隔で敵を生成 spawnEnemies (); // 敵の移動、射撃、画面外削除を処理 updateEnemiesList (); // プレイヤーの弾の移動と画面外削除を処理 updatePlayerBullets (); // 敵の弾の移動と画面外削除を処理 updateEnemyBullets (); // ミサイルの移動と敵追尾を処理 updateMissiles (); // アイテムの移動と画面外削除を処理 updateItems (); 32
33. • 課題: AIが開発したシステムは人間のレビューしやすい構造とは限らない • 解決策: 保守性向上のためのリファクタリングを活用 ◦ 静的分析で「コードスメル」を検出し、 AIが自動的にリファクタリングする。 ▪ コードスメルの検出には SonarQubeを活用できる。 • 効果: リファクタリング後のクリーンなコードをレビューすることで、 レビュアーの負担が軽減 される。 ◦ AIにコードをチェックさせる工程を設けたほうがチェックしやすくなる。 まとめ
 33
34. 今後の課題と展望 
 • 今回の手法でレビュアーの負荷が軽減されるかアンケートを実施。 • 現場の反応が良ければ、生成AIを利用したシステム開発に導入したい。 34
35. 最後に
 • AIの現場投入が進んでいるが、まだ開発を完全に委ねる段階ではなく人間の レビューはまだ必要 -> 本アプローチはレビュー工程を効率化することが期待される。 ※デグレード検出のため、リファクタリングとセットでテストコード整備は必要 35