代碼診所

幾年前,我有機會負責一個項目的咨詢。團隊很小,目標是對舊有系統的后端用Java改寫,而團隊的開發人員全為C程序員。我的工作職責是負責項目設計、開發,以及擔任項目開發過程敏捷化的教練,并培養Java開發人員。

C程序員的一個特點是基本不具備面向對象知識,在初步掌握Java語法之后,寫出來的代碼還是過程化的代碼。團隊開發人員的現狀就是:沒有Clean Code的意識,不知道何謂TDD與重構,寫出來的Java代碼質量很糟。如果從項目開初不針對這一問題進行有效的防治,就可能導致整個代碼庫陷入泥沼之中。

為此,我要求在每日站會之后及時開展了代碼評審活動。評審過程中,只能以我為主導,幫助大家發現代碼的壞味道。從一開始,具有壞味道的代碼可謂俯拾皆是,就像我們每天都在呼吸污染了的空氣一般不可避免。要凈化空氣任重而道遠,要讓團隊成員寫出好的代碼,同樣任重而道遠。

得有藥方才行。

于是我當起了診治代碼疾病的醫生。為了更容易傳播醫療知識,我在團隊工作室的墻角落,開了一個小小的診所,廣而告之——“每日一貼,包治百病”。剛開張時,診所門面還沒裝修好,所以直接找了個白板開出了一個藥方:

藥方

個人認為,這些處方不僅僅對于當時的客戶團隊有療效,可能也適合大多數開發團隊。幾年過去了,我把這些處方分享出來,也算是一個小小的總結吧。先來看看這些處方吧。

第一條:應隨時保持架構的清晰與簡單:統一所有查詢為Repository。

項目其實并不需要訪問數據庫,而是通過遠程的Telnet(或其他協議)去訪問前端的設備。然而,我們可以借鑒DDD中資源庫的這個隱喻。至于提到的架構,則是我在架構設計時參考了DDD的分層邏輯架構。

分層邏輯架構

為保證架構的簡單與清晰,我做了一些“一刀切”的簡化原則:例如對Repository和Service的定義。通過Telnet等網絡協議獲取設備信息的功能不妨看做是對DB的查詢。因而,諸如NodeConfigureGetter這樣的類就應該統一命名為NodeConfigureRepository。

該處方的主要目的是為了保持代碼的一致性,若不加以規范,就會出現Getter、Finder、Query等各種不統一的類名后綴,讓人眼花繚亂。

第二條:依賴注入(對象之間的協作)

很多OO初學者并不能理解依賴注入。我的一個辦法是讓他們從可測試性的角度出發。例如,倘若在NodeConfigureRepository類中直接實例化了TelnetService(這個類提供連接、登錄、執行命令等與Telnet有關的操作),那么該怎樣在不需要Telnet環境的基礎上為NodeConfigureRepository編寫單元測試呢?解決不了這樣的問題,就說明設計的可測試性不夠好。

解決方案就是依賴注入。當時的項目并未引入第三方IoC容器,原因在于項目的Jar包需要和另一個系統協作,并駐留在Flash中。容量有限,不允許引入太多第三方包,保證Jar包的精悍。

第三條:方法名體現意圖。

這個問題是許多開發人員都容易犯的毛病,尤其對于面向過程設計的程序員而言,很少會站在對象的角度去思考方法(即行為,準確地說,從設計的角度講應該是對象承擔的職責)。例如在NodeConfigureRepository類中,開發人員定義了getNodeConfigure方法,但返回值卻是void:

public NodeConfigureRepository {
    private NodeConfigure configure;
    public NodeConfigureRepository(NodeConfigure configure) {
        this.configure = configure;
    }
    public void getNodeConfigure() {
        getMasterLogicBoard();
        getMasterIp();
        getEnvId();
        getMasterSlot();
        getSlaveIp();
        getSlaveBoardTypeAndStatus();
    }
}

這個方法調用的諸多私有方法實則都是對構造函數傳入的NodeConfigure進行數據收集。這樣的定義不僅讓代碼的調用者感覺怪怪的,測試也變得極為詭異:

@Test
public void should_get_main_ctrl_logic_board_type() {
    configure = Nodeconfigure();
    configureRepository = new NodeConfigureRepository(configure);
    configureRepository.getNodeConfigure();

    assertThat(configure.getMasterLogicBoard(), is(12288));
}

怎么改?

方法就是讓getNodeConfigure()方法直接返回組裝之后的NodeConfigure對象,并且解除NodeConfigure與NodeConfigureRepository之間的生命周期依賴。有趣的是getNodeConfigure方法內調用的私有方法。它成了一種設計的例外,因為在Java中通常需要避免直接對輸入參數進行修改,并將其作為返回結果。而在這里出現的一系列方法,實則是履行對NodeConfigure對象的數據收集,因而可以定義為:

private void collectMasterLogicBoard(NodeConfigure configure) {}
private void collectMasterIp(NodeConfigure configure) {}
private void collectEnvId(NodeConfigure configure) {}
private void collectMasterSlot(NodeConfigure configure) {}
private void collectSlaveIp(NodeConfigure configure) {}
private void collectSlaveBoardTypeAndStatus(NodeConfigure configure) {}

我對這些方法的名稱進行了修改,使其能夠更好地展現其意圖。于是,getNodeConfigure()就變成了:

    public NodeConfigure getNodeConfigure() {
        NodeConfigure configure = new NodeConfigure();
        collectMasterLogicBoard(configure);
        collectMasterIp(configure);
        collectEnvId(configure);
        collectMasterSlot(configure);
        collectSlaveIp(configure);
        collectSlaveBoardTypeAndStatus(configure);
        return configure;
    }

這里實際上是Kent Beck提出的Collected Parameter模式。它是Visitor模式的簡化設計。當然,我們也可以運用Builder模式對NodeConfigure對象進行組裝。

第四條:同一個方法中的實現代碼應處于同一抽象層次。

這其實是老生常談了。Kent Beck在Smalltalk Best Practice Patterns一書中提到了“組合方法”模式,建議“讓一個方法中的所有操作處于相同的抽象層”,即所謂的SLAP原則。在Robert Martin的Clean Code一書中也反復提到這一原則,Neal Ford在Emergent Design也有詳細描述。

第五條:避免“啞對象”

這里展現的壞味道,在Martin Fowler的Refactoring一書中已有提及。在項目中,存在一些操作Xml文件的操作,并將這些Xml文件的Element映射為了Java對象。我們沒有使用Jaxb,因為對于我們有限的xml操作而言,Jaxb還是顯得太重。然而,在我們的代碼中,包括PackageStatusFileParser、StoragePackageGenerator、DownloadingConfigureParser等類中都存在著將Xml Element轉換為PackageInfo、SoftInfo等對象的重復代碼。

原因就在于我們將這些對象看做了“啞”的數據對象,而沒有將這種轉換行為封裝到擁有這些數據的對象中(我們的轉換僅牽涉到Xml,沒有擴展可能,因而無需使用Visitor模式)。

除了會導致大量的重復代碼之外,一旦轉換邏輯發生變化,例如XmlElement增加了Attribute,就可能需要到處修改,形成所謂的“霰彈式修改”。因而需要將這些邏輯封裝到對象中,例如:

public class PackgeInfo {
    public PackageInfo createFrom(Elment element) {}
}

PackageInfo packageInfo = PackageInfo.createFrom(element);
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