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面向?qū)ο筌浖_發(fā)和過程(一): 代碼是核心

面向?qū)ο筌浖_發(fā)和過程(一): 代碼是核心

級(jí)別: 初級(jí)

林星, 項(xiàng)目經(jīng)理

2003 年 12 月 01 日

面向?qū)ο蟀l(fā)展到今天,已經(jīng)出現(xiàn)了許許多多優(yōu)秀的實(shí)踐、方法和技術(shù)。很多的技術(shù)都能夠有效的提高軟件質(zhì)量,而要用好這些技術(shù),我們需要從過程和管理的角度來(lái)看待它們,而不是為了使用技術(shù)而使用技術(shù)。此系列文章包括:代碼是核心、 案例實(shí)戰(zhàn)(上)、 案例實(shí)戰(zhàn)(下)、 重用、 優(yōu)化代碼的組織針對(duì)契約設(shè)計(jì)、 業(yè)務(wù)建模。

在一個(gè)有效的組織中,必定擁有杰出的一線人才。軟件設(shè)計(jì)也是一樣的,一線人才的素質(zhì)決定了軟件的質(zhì)量。從敏捷的觀點(diǎn)來(lái)看,代碼是檢驗(yàn)軟件過程是否有效的最終標(biāo)準(zhǔn)。目前為止,以及在短時(shí)間的未來(lái),我們都不太可能完全脫離代碼進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。所以,軟件過程中的任何一個(gè)活動(dòng)都是為了能夠產(chǎn)出優(yōu)秀的代碼。所以,代碼才是核心。

1. 代碼是軟件開發(fā)的基礎(chǔ)

編碼是軟件開發(fā)過程中最基本、最底層的技藝,然而也是最重要的技藝。任何一個(gè)領(lǐng)域的專家都需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行基本技藝的鍛煉,木匠需要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)鍛煉他們對(duì)各種工具的掌握,廚師則需要練習(xí)刀工和火候。程序員也是一樣的,對(duì)我們來(lái)說,語(yǔ)言的各種特性必須要了然于胸。而對(duì)軟件的管理也需要從代碼做起。

從2000年到現(xiàn)在,國(guó)內(nèi)興起了一股軟件工程熱,需求管理、配置管理、甚至CMM。面對(duì)紛至沓來(lái)的各種方法學(xué)、UML、OOA,大家似乎已經(jīng)熱衷于這些概念本身了,卻往往忽略了軟件開發(fā)中最基本的元素-代碼。在和很多軟件組織的接觸過程中,我們認(rèn)為大多數(shù)組織急切需要的并不是這些工程理論,不是說這些理論不重要,而是這些組織的癥結(jié)不在于此。很多的組織連代碼的質(zhì)量都管理不好,又何談其它呢?代碼管理是基礎(chǔ)的基礎(chǔ),從管理的角度上來(lái)看,任何一個(gè)組織的管理都需要一個(gè)從上至下的管理過程,有基層的管理人員,也有高層的管理人員。對(duì)代碼的管理就是軟件開發(fā)中的基層管理,它起到的作用就是能夠把需求、設(shè)計(jì)的思路貫徹到最終的代碼中。

"管理無(wú)大事"。對(duì)軟件的管理也是一樣,大部分的問題都是由于很小的原因引起的。例如,一個(gè)產(chǎn)品如果后期在debug上花費(fèi)了大量的時(shí)間,那么,這種現(xiàn)象是由于什么原因引起的?一種可能的原因是前期的代碼設(shè)計(jì)中對(duì)代碼質(zhì)量的把握不嚴(yán)。每一次代碼功能的演化并不會(huì)產(chǎn)生太多的問題,但是當(dāng)代碼累積越來(lái)越多的時(shí)候,問題也就慢慢出現(xiàn)了。那么如何解決呢?可以加強(qiáng)QA的力量,也可以引入復(fù)審,還可以引入單元測(cè)試。總之,要有一種方法對(duì)代碼進(jìn)行控制。

軟件的開發(fā)過程就象是一部精密的機(jī)器,任何一個(gè)環(huán)節(jié)的變化,都會(huì)對(duì)其它的環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。把軟件過程按照瀑布的形式進(jìn)行劃分是一種分解的處理思路,但同時(shí)我們還應(yīng)該看到不同活動(dòng)之間的相互影響。軟件開發(fā)中的生命周期模型也是一個(gè)層次模型,從業(yè)務(wù)建模一直到軟件實(shí)現(xiàn),需要跨越數(shù)個(gè)層次,同樣會(huì)出現(xiàn)執(zhí)行不力的情況,例如,代碼設(shè)計(jì)偏離需求、偏離設(shè)計(jì)的情況比比皆是。

如何避免這種情況呢?這就需要我們從源代碼的角度,反思其上游的實(shí)踐活動(dòng),是否足以約束代碼設(shè)計(jì)?就拿XP來(lái)說,他解決這個(gè)問題的方式是盡快的進(jìn)入代碼開發(fā)階段,從代碼開發(fā)中發(fā)現(xiàn)問題,并在下一輪的開發(fā)中解決。這種思路是正確的,但XP畢竟是方法論,他不會(huì)告訴你過于細(xì)節(jié)的東西,盡管XP已經(jīng)提供了大量面向代碼的實(shí)踐。因?yàn)榉椒ㄕ摰某橄蠹?jí)別比較高,使得他必須舍棄部分的細(xì)節(jié)。而這篇文章告訴你的,就是這些細(xì)節(jié)。就像我們?cè)谙乱还?jié)中討論的例子,需要在代碼中加入對(duì)異常的處理,那么,異常的源頭在哪里呢?是需求,在需求中,我們發(fā)現(xiàn)了一些業(yè)務(wù)的非正常的處理序列,發(fā)現(xiàn)了一些業(yè)務(wù)實(shí)體的限制性的要求,所以在代碼實(shí)現(xiàn)中,就需要有相應(yīng)的異常處理。在例如,一個(gè)優(yōu)秀的異常處理,還需要讓客戶端程序員了解可能發(fā)生的異常,以保證不同代碼間正確的集成。





2. 面向?qū)ο蟮拇a

面向?qū)ο蟮拇a已經(jīng)在現(xiàn)在的軟件開發(fā)中占據(jù)了主流的位置,面向?qū)ο蟮乃悸芬灿衅鋬?yōu)勢(shì)所在,就像后文所討論的,面向?qū)ο蟠a有著非面向?qū)ο蟠a的很多優(yōu)勢(shì),而軟件業(yè)中很多新的思潮的產(chǎn)生,也都是基于面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的,所以我們關(guān)注的代碼將是面向?qū)ο蟠a。

面向?qū)ο蟮乃枷雭?lái)自于抽象數(shù)據(jù)類型。對(duì)于面向?qū)ο髞?lái)說,它最重要的改進(jìn)就是把世間萬(wàn)物都描述為對(duì)象,而類則描述了同一種對(duì)象的特征,而不是像傳統(tǒng)的開發(fā)方法那樣,按照機(jī)器指令的執(zhí)行順序來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)然,面向?qū)ο蟠a最終仍然是要按照時(shí)序來(lái)執(zhí)行的,但是從程序員的角度看來(lái),面向?qū)ο蟠a更側(cè)重于對(duì)象之間的交互,多個(gè)對(duì)象各司其職,相互協(xié)作以完成目標(biāo)。而面向?qū)ο蠹夹g(shù)的發(fā)展,也是朝著更加貼近我們世界觀的方向發(fā)展。從這點(diǎn)來(lái)看,有人說完全沒有程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的人學(xué)習(xí)面向?qū)ο罂赡軙?huì)更加的容易,因?yàn)樗恍枰獜脑鹊臅r(shí)序程序的桎梏中擺脫出來(lái),但這未必是事實(shí)。面向?qū)ο鬀Q不是一種簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)思路。這是我們的觀點(diǎn),也會(huì)在下文中反復(fù)的論證。

和所有的職業(yè)一樣,程序員,或者是面向?qū)ο蟪绦騿T,始終堅(jiān)持的一點(diǎn)就是嚴(yán)謹(jǐn)。你會(huì)看到各種各樣優(yōu)秀的代碼,但那決不是一次能夠?qū)懗傻?,要不斷的嘗試,不斷的改進(jìn)。為什么重構(gòu)和測(cè)試優(yōu)先是敏捷方法中很重要的一項(xiàng)實(shí)踐?因?yàn)槌绦騿T不是神,他們需要慢慢改進(jìn)他們的代碼。雖然羅馬不是一天能夠建成的,但是在編寫面向?qū)ο蟠a的過程中,有一些實(shí)踐是需要堅(jiān)持的,它體現(xiàn)了我們所說的嚴(yán)謹(jǐn)。





3. 編寫并管理面向?qū)ο蟮拇a

編寫優(yōu)秀的面向?qū)ο蟠a并不是一件容易的事情,優(yōu)秀的OO代碼如行云流水,糟糕的OO代碼讓人覺得渾身起雞皮疙瘩。編寫優(yōu)秀的OO代碼要求程序員有一定的自我修養(yǎng),能夠以抽象的思路看待問題,找到問題的核心并對(duì)問題域進(jìn)行分解。它強(qiáng)調(diào)的是一種解題的思路,但這個(gè)解不是唯一的。

典型的例子是設(shè)計(jì)模式,設(shè)計(jì)模式確實(shí)給了我們以很大的啟發(fā),通過它,我們能夠了解到優(yōu)秀的代碼是如何用于解決實(shí)際問題的。但是是不是你必須在軟件中照搬設(shè)計(jì)模式呢?如果你這么做,那么你對(duì)設(shè)計(jì)模式的理解仍然不夠。我曾和在建筑行業(yè)的朋友聊起Christopher Alexander的建筑的永恒之道。他很興奮的告訴我,那確實(shí)是一本很好的書,能夠引發(fā)人很深的思考,但是現(xiàn)在也有另外的一種觀點(diǎn),認(rèn)為美仍然是無(wú)形的,應(yīng)該發(fā)自建筑師的內(nèi)心。對(duì)這句話我思考了很久,其實(shí)建筑是給人使用的,因此最重要的是它能都給人帶來(lái)的價(jià)值,隱含在其中的那種活生生的氣質(zhì),這是建筑師文化底蘊(yùn)的外在表露。所以,Christopher Alexander在那本書中的目的,也是為了找到一種總結(jié)自己觀點(diǎn)的方法,來(lái)總結(jié)自己對(duì)人文的認(rèn)識(shí)。至于現(xiàn)在大家對(duì)他的思路提出了質(zhì)疑,那也是一件好事,這說明大家對(duì)建筑之道的認(rèn)識(shí)到了新的高度。建筑是這樣,軟件中的模式也是一樣的,我也曾熱衷于研究模式的使用,直到某一天我猛然驚醒,與其沉迷于模式的表面形式,為什么不去研究隱藏在它背后的文化底蘊(yùn)呢?武俠小說中常說無(wú)招勝有招,模式的應(yīng)用也應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)這個(gè)境界,你如果可以在不經(jīng)意間應(yīng)用模式的思想,那又何必拘泥于模式的形式呢?

編寫優(yōu)秀OO代碼雖難,但還有更難的事情,就是讓整個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)都產(chǎn)出優(yōu)秀的OO代碼。我們剛才說了,OO對(duì)問題的解不是唯一的,但各個(gè)不同的優(yōu)秀解匯集到一起,可能就是一個(gè)糟糕的解,這是風(fēng)格和架構(gòu)的問題。你如何在團(tuán)隊(duì)中制定制度,營(yíng)造氛圍,讓優(yōu)秀OO代碼成為團(tuán)隊(duì)最終的成果?這些問題,在我看來(lái),要比CMM難得多,這個(gè)問題并不是靠花錢就能夠解決的。如果能夠解決這個(gè)問題,這個(gè)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)造力一定是驚人的。





4. 面向?qū)ο筌浖_發(fā)過程

普通的軟件開發(fā)過程和面向?qū)ο箝_發(fā)過程有著很大的不同?;叵胛覀?cè)诜敲嫦驅(qū)ο笾虚_發(fā)過程中,最經(jīng)常采用的任務(wù)分配方法就是以軟件模塊為單位,這樣的好處是分配簡(jiǎn)單,不同任務(wù)之間耦合程度低,容易操作。壞處是幾乎無(wú)法做到重用,也缺乏整體性的設(shè)計(jì)。而面向?qū)ο筌浖_發(fā)則不同,它是以類、類集合作為基本單位的。類之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜(雖然我們提倡低耦合的設(shè)計(jì),但類之間的關(guān)系仍然是相對(duì)復(fù)雜的)。這種情況下程序員之間相互協(xié)作的要求就非常之高,這種關(guān)系如果處理恰當(dāng),則能夠完全體現(xiàn)出面向?qū)ο蟮耐?,否則,那將會(huì)是一場(chǎng)大災(zāi)難,面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)過程要養(yǎng)成一些好的習(xí)慣:

4. 1 盡量簡(jiǎn)化和穩(wěn)定客戶端。

個(gè)人編程可以是一種享受,但團(tuán)隊(duì)開發(fā)始終是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)活動(dòng),因此多考慮別人,不要設(shè)計(jì)復(fù)雜的接口,雖然你省事了,但這會(huì)給理解和使用你的接口和人造成障礙。

4.2 準(zhǔn)備一份簡(jiǎn)潔的文檔,并保持更新。

隨便一種形式的穩(wěn)定,可以是代碼,可以是UML圖,也可以是純粹的文字(估計(jì)沒幾個(gè)程序員喜歡這種形式)。只要它能夠傳達(dá)你的代碼的目的,那就足夠。記住,更新代碼后,同時(shí)更新你的文檔。過期的文檔不僅是廢紙這么簡(jiǎn)單,它會(huì)給其它人造成麻煩。切記!

4. 3 盡可能多的考慮異常和錯(cuò)誤的情況。

寫出一個(gè)功能并沒有什么,但是要把這個(gè)功能寫的非常的完善那就很難了,因?yàn)槟阈枰紤]各種各樣的情況,正常的、非正常的。所以,寫完一個(gè)類的定義應(yīng)該是,完成編碼和穩(wěn)定,并通過原定的測(cè)試。





5. 基于面向?qū)ο蟠a的分析框架

在一個(gè)開發(fā)過程中,往往有著多種復(fù)雜的因素:過程、技能、工具、規(guī)范、組織、個(gè)性。所有的這些,都會(huì)對(duì)最終的代碼產(chǎn)生影響,對(duì)代碼的成本和質(zhì)量產(chǎn)生影響。軟件最有價(jià)值的部分是代碼,根據(jù)敏捷方法和精益編程的思路,除了代碼之外的產(chǎn)出物,都不具有價(jià)值,或者說對(duì)最終用戶沒有價(jià)值。但它們都需要成本的投入,而我們應(yīng)該考慮如何節(jié)省這些成本。

要考慮如何節(jié)約成本,關(guān)鍵的因素就是需要分析兩點(diǎn):

首先,哪些活動(dòng)對(duì)代碼的成本和質(zhì)量有正面的幫助。如果一個(gè)活動(dòng)對(duì)代碼沒有幫助,那么它就沒有存在的意義。有一些軟件組織實(shí)施了UML,但是開發(fā)人員畫好了UML圖之后,就把它仍在一邊,仍然按照老的方式開發(fā)。這種的活動(dòng)就沒有任何意義,只是徒增成本。我們稱之為有效原則。

其次,如果活動(dòng)對(duì)代碼的成本和質(zhì)量有正面的幫助,那么,這種幫助的價(jià)值足夠大嗎?是否存在其他的活動(dòng),其價(jià)值能夠超出現(xiàn)有的活動(dòng)呢?軟件需求規(guī)約(SRS)對(duì)代碼產(chǎn)生當(dāng)然有幫助,因?yàn)樗鼘?duì)軟件要干什么進(jìn)行了定義。問題是,SRS往往需要很大的功夫去制作、維護(hù)。有沒有成本更低、效果更好的方法來(lái)替代它呢?用例技術(shù)是一種考慮方向,CRC卡片也是一種敏捷的處理思路。我們稱之為更優(yōu)原則。

有了這兩個(gè)概念,我們?cè)诤笪闹械姆治鰧?huì)以此為中心展開,討論代碼和過程、技能、工具、規(guī)范、組織、個(gè)性之間的關(guān)系。我們把它們之間的關(guān)系稱為基于代碼的分析框架。在下一篇中,我們選擇一個(gè)實(shí)際的案例進(jìn)行演練,然后我們從四個(gè)方面 -- 重用、優(yōu)化代碼組織、針對(duì)契約設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)建模 -- 來(lái)深入的分析該框架中的一些共通的特性。我們?cè)俅沃厣辏很浖_發(fā)過程是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境,我們沒有辦法對(duì)其進(jìn)行機(jī)械的劃分,我們能夠做的就是把握平衡-成本和質(zhì)量的平衡。

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