敏捷開(kāi)發(fā)下的重構(gòu)技術(shù)

白玲

摘要：軟件需求在整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)生命周期中具有重要的地位，隨著開(kāi)發(fā)不斷向縱深方向發(fā)展，無(wú)論是用戶的需求，還是開(kāi)發(fā)人員對(duì)需求的理解都發(fā)生變化。本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程和敏捷開(kāi)發(fā)流程進(jìn)行分析， 運(yùn)用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)原則和架構(gòu)， 闡述進(jìn)行敏捷開(kāi)發(fā)流程下重構(gòu)技術(shù)，分別從代碼重構(gòu)、設(shè)計(jì)重構(gòu)、架構(gòu)重構(gòu)和業(yè)務(wù)重構(gòu)四個(gè)方面闡述了敏捷開(kāi)發(fā)模式中重構(gòu)技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：敏捷開(kāi)發(fā) ?面向?qū)ο??重構(gòu) ?設(shè)計(jì)原則

1 概述

軟件開(kāi)發(fā)流程是指將在開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)軟件的過(guò)程中很多技術(shù)、做法、習(xí)慣和思想統(tǒng)一到一個(gè)體系中。從而能提高軟件開(kāi)發(fā)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的效率，以及提升用戶滿意度、軟件的可靠性和可維護(hù)性。

經(jīng)過(guò)這些年的積累，軟件開(kāi)發(fā)模型從最早最簡(jiǎn)單的

瀑布模型開(kāi)始發(fā)展出了包括原型法、演化原型法、增量開(kāi)發(fā)、螺旋模型、V 模型、混沌模型和近年流行的敏捷開(kāi)發(fā)模式。

2 敏捷開(kāi)發(fā)特點(diǎn)

敏捷開(kāi)發(fā)是一種采取迭代開(kāi)發(fā)方式，以人作為驅(qū)動(dòng)核心的一種軟件開(kāi)發(fā)流程。團(tuán)隊(duì)成員無(wú)縫的交流，如每天短時(shí)間的站立會(huì)議。拒絕使用一切形式化的東西，使用簡(jiǎn)單易用的工具開(kāi)始工作。在需求變化越來(lái)越不確定和產(chǎn)品原型周期要求越來(lái)越短的今天，敏捷開(kāi)發(fā)模式被越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)所接受。

理論上看敏捷方法論無(wú)比完美：

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圖1 ?敏捷流程圖

第一步：找出完成項(xiàng)目需要做的事情。圖中Product Backlog，是指“積壓的任務(wù)”或“待解決的問(wèn)題”。Backlog的管理工作主要由Scrum Master來(lái)主導(dǎo)。

第二步：當(dāng)前的沖刺主要需要解決的事情 Sprint Backlog任務(wù)被進(jìn)一步細(xì)化為小的Task。如果一個(gè)任務(wù)的估計(jì)時(shí)間太長(zhǎng)，那么它就應(yīng)該被進(jìn)一步分解。

第三步：沖刺（Sprint）。在沖刺階段，一切對(duì)交流只能通過(guò)Scrum Master來(lái)完成。沖刺期間 ，每天要開(kāi)一個(gè)每日 “站會(huì)”，大家依次報(bào)告各自每天的進(jìn)度情況。平且有任何需求的改變都留待沖刺結(jié)束后再討論。

在完成項(xiàng)目之前，通常使用燃盡圖來(lái)對(duì)需要完成的工作的一種可視化表示（圖2）。

在燃盡圖中，縱軸、橫軸分別代表工作和時(shí)間。在理想情況下，燃盡圖應(yīng)是一個(gè)向下的曲線，直到完成剩余的工作，“燒盡”至零。

3 敏捷開(kāi)發(fā)中的重構(gòu)

所謂重構(gòu)（Refactoring）就是對(duì)軟件現(xiàn)有的功能進(jìn)行充分的利用，通過(guò)對(duì)程序代碼進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步提高軟件的質(zhì)量，豐富軟件的性能，在一定程度上使程序的設(shè)計(jì)模式和架構(gòu)趨于合理化，從而提高軟件的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。從本質(zhì)上說(shuō)，重構(gòu)就是調(diào)整軟件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其目的主要是在現(xiàn)有軟件功能的基礎(chǔ)上，降低軟件的修改成本，同時(shí)提高軟件的可理解性。對(duì)于重構(gòu)的方式，通常情況下可以分為代碼重構(gòu)、設(shè)計(jì)重構(gòu)、架構(gòu)重構(gòu)和業(yè)務(wù)重構(gòu)。

3.1 代碼重構(gòu)

代碼重構(gòu)是指在編碼規(guī)范層面上對(duì)細(xì)粒度代碼實(shí)行規(guī)范化的過(guò)程。代碼重構(gòu)由于其是處在方法級(jí)別重構(gòu)技術(shù)，所以無(wú)論是在傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程還在敏捷開(kāi)發(fā)模式中都適應(yīng)。下面是一些常用代碼重構(gòu)方法：

①封裝成員變量：將僅限于本類(lèi)使用的變量重寫(xiě)成私有成員變量，并提供訪問(wèn)方法。這種重構(gòu)方式可以將與外部調(diào)用者無(wú)關(guān)的變量隱藏起來(lái)，減少代碼的耦合性，并減少意外出錯(cuò)的概率。

②提取方法：將大段代碼中的一部分提取后，構(gòu)成一個(gè)新方法。這種重構(gòu)可以使整段程序的結(jié)構(gòu)變得更清晰，從而增加可讀性。這也對(duì)函數(shù)通用。

③一般化類(lèi)型：將多個(gè)類(lèi)/函數(shù)共用的類(lèi)型抽象出可以公用的基類(lèi)，然后利用多態(tài)性追加每個(gè)類(lèi)/函數(shù)需要的特殊函數(shù)。這種重構(gòu)可以讓結(jié)構(gòu)更加清晰，同時(shí)可以增加代碼的可維護(hù)性。

④函數(shù)歸父：也叫函數(shù)上移，是指將子類(lèi)方法上移到父類(lèi)。避免行為的重復(fù)性。雖然重復(fù)的兩個(gè)函數(shù)可以各自工作，但是，對(duì)自身進(jìn)行重復(fù)，會(huì)成引發(fā)錯(cuò)誤。無(wú)論在任何情況下，系統(tǒng)內(nèi)部只要出現(xiàn)重復(fù)，同時(shí)只能修改其中的一個(gè)。

⑤函數(shù)歸子：也叫函數(shù)下移，是指將父類(lèi)的方法下移到子類(lèi)。函數(shù)歸子恰恰相反于函數(shù)歸父。在必要的情況下，將某些行為從父類(lèi)移至特定的子類(lèi)時(shí)，這時(shí)就可以使用函數(shù)歸子，它通常也只在這種時(shí)候有用。

⑥方法更名：將方法名稱以更好的表達(dá)它的用途。方法更名說(shuō)的簡(jiǎn)單點(diǎn)就是把方法啟一個(gè)與它功能相對(duì)應(yīng)的名稱，當(dāng)你的方法是求和操作時(shí)，你的方法名應(yīng)該是Sum（int param），而不要寫(xiě)成a（int param）。

3.2 軟件設(shè)計(jì)重構(gòu)

設(shè)計(jì)重構(gòu)是在代碼重構(gòu)之上更高級(jí)別重構(gòu)技術(shù)，通常（面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中）采取面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)原則，選擇合適的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)模式來(lái)構(gòu)建類(lèi)之間依賴關(guān)系。在敏捷開(kāi)發(fā)中通常采取如下設(shè)計(jì)重構(gòu)方法：

①單一職責(zé)原則：對(duì)于一個(gè)類(lèi)來(lái)說(shuō)，引起它變化的原因應(yīng)該僅有一個(gè)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是一個(gè)類(lèi)只具有一個(gè)功能，這是因?yàn)?，如果一個(gè)類(lèi)能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)功能，必然造成一個(gè)功能的變動(dòng)會(huì)污染另外一個(gè)功能的代碼。

②開(kāi)放-封閉原則：類(lèi)、模塊、函數(shù)等軟件實(shí)體，通常情況下都是可以擴(kuò)展的，但是不可對(duì)其進(jìn)行修改。簡(jiǎn)單地說(shuō)，該原則的極限情況是，如果完成一個(gè)軟件實(shí)體，那么這個(gè)軟件實(shí)體以后不允許改動(dòng)，而且，當(dāng)添加新功能時(shí)，在不修改原來(lái)的代碼的基礎(chǔ)上可以繼續(xù)書(shū)寫(xiě)代碼。在社會(huì)實(shí)踐中，雖然達(dá)不到這種理想情況，但是可以接近，通常情況下，這種接近的狀態(tài)就是一種比較完美的狀態(tài)。

③Liskov替換原則：子類(lèi)型必須能對(duì)它們的基類(lèi)型進(jìn)行替換。簡(jiǎn)單的說(shuō)，該原則就，如果不是基于“is-a”的原則進(jìn)行繼承，這種情況下比較危險(xiǎn)，這是因?yàn)?，由于時(shí)間、開(kāi)發(fā)者之間存在差異，在一定程度上可能導(dǎo)致子類(lèi)型替換父類(lèi)型。

④依賴倒置原則：對(duì)于高層模塊來(lái)說(shuō)，不能對(duì)低層模塊形成依賴，二者之間應(yīng)該依賴于抽象。簡(jiǎn)單的說(shuō)，因?yàn)檐浖牟呗圆糠趾蜆I(yè)務(wù)模型主要集中在高層模塊，這是軟件的主要特征。另外，在實(shí)際編程過(guò)程中，高層模塊是應(yīng)用最多的，在很多庫(kù)的支持下，細(xì)節(jié)模塊不再那么重要。在這種情況下，可以說(shuō)，高層不依賴于低層。

⑤接口隔離原則：在實(shí)際使用過(guò)程中，防止客戶依賴它們不用的方法。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是將接口進(jìn)行內(nèi)聚處理，如果接口缺乏相應(yīng)的內(nèi)聚性，在這種情況下，就會(huì)出現(xiàn)接口中的某些方法會(huì)被污染。這是因?yàn)椋?dāng)一個(gè)客戶使用的接口中包含他不需要的方法時(shí)，這時(shí)改動(dòng)客戶不需要的方法，就會(huì)對(duì)客戶的接口造成污染，進(jìn)而在一定程度上污染了客戶的代碼。

3.3 系統(tǒng)架構(gòu)重構(gòu)

對(duì)于傳統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，通常情況下主要包括兩個(gè)方面，分別為架構(gòu)和設(shè)計(jì)。其中，設(shè)計(jì)包含詳細(xì)設(shè)計(jì)（詳細(xì)的類(lèi)圖，順序圖等UML圖）、詳細(xì)的API設(shè)計(jì)以及接口描述，存儲(chǔ)層數(shù)據(jù)庫(kù)表字段設(shè)計(jì)等。當(dāng)前，隨著社會(huì)節(jié)奏的不斷加快，進(jìn)一步使得業(yè)務(wù)需求、技術(shù)等都在快速地變化著，在進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，前期花費(fèi)的時(shí)間約占30%。在進(jìn)行需求分析時(shí)，如果分析不徹底，就會(huì)導(dǎo)致開(kāi)發(fā)出的軟件不符合市場(chǎng)需求，甚至需求發(fā)生變動(dòng)，就會(huì)改動(dòng)成本。如圖3所示，描述了敏捷開(kāi)發(fā)前和后架構(gòu)方式：

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圖3 ?敏捷開(kāi)發(fā)前后架構(gòu)設(shè)計(jì)方式

3.4 業(yè)務(wù)流程重構(gòu)

業(yè)務(wù)流程重構(gòu)即BPR，BPR的思想是指精簡(jiǎn)企業(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)置，簡(jiǎn)化企業(yè)業(yè)務(wù)沉程，以降低經(jīng)營(yíng)運(yùn)行成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，大限度地減少或精簡(jiǎn)不必要的業(yè)務(wù)流程。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)設(shè)備、社交商務(wù)等IT趨勢(shì)的發(fā)展，新業(yè)務(wù)形態(tài)對(duì)IT基礎(chǔ)架構(gòu)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于代碼來(lái)說(shuō)，需要明確它要做的內(nèi)容，對(duì)于如何做的問(wèn)題，需要通過(guò)重構(gòu)來(lái)解決。重構(gòu)的目的就是通過(guò)對(duì)程序代碼進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而在一定程度上提高軟件的質(zhì)量，豐富軟件的性能，使得程序的設(shè)計(jì)模式、架構(gòu)趨于合理，同時(shí)提高軟件的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。對(duì)于軟件產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，最初制造出來(lái)，通常情況下需要經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，并且具備良好的架構(gòu)。但是，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，用戶的需求發(fā)生了變化，在這種情況下需要對(duì)原有的功能進(jìn)行修改，或者添加新的功能。在這一過(guò)程中，需要對(duì)軟件存在的缺陷進(jìn)行修改和完善。為了不斷滿足用戶的需求，違反最初設(shè)計(jì)架構(gòu)的行為不可避免。當(dāng)難以實(shí)現(xiàn)用戶的新需求時(shí)，對(duì)于新的需求，軟件的架構(gòu)逐漸喪失支撐能力，最終成為約束。

綜上所述，敏捷開(kāi)發(fā)作為一種開(kāi)發(fā)軟件的思想，這種思想滲透到各種軟件開(kāi)發(fā)工具中。在開(kāi)發(fā)軟件的過(guò)程中，重構(gòu)作為敏捷開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節(jié)，憑借該思想，可以幫助開(kāi)發(fā)人員提高開(kāi)發(fā)軟件的效率。

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