重构连载之软件修改的四种动机

重构连载之软件修改的四种动机2016-03-14 充满诗意的联盟软件，自从被我们开发出来并交付使用以后，如果它运行得好好的，我们是不会去修改它的。我们要修改软件，万变不离其宗，无非就是四种动机：

1.增加新功能；

2.原有功能有BUG；

3.改善原有程序的结构；

4.优化原有系统的性能[1]。

第一种和第二种动机，都是源于客户的功能需求，而第四种是源于客户的非功能需求。

软件的外部质量，其衡量的标准就是客户对软件功能需求与非功能需求的满意度。它涉及到一个企业、一个软件的信誉度与生命力，因此为所有软件企业所高度重视。但是，就在所有企业高管把软件外部质量放在高于一切的高度的同时，软件内部质量却长期为人所漠视。企业没有保证软件内部质量的措施，甚至因为需要赶工而肆意地降低内部质量的标准。这样带来的长期恶果就是，程序编写越来越烂，运行效率越来越低，程序结构越来越让人看不懂。当一群群刚刚毕业的大学生游走在这堆写得很烂的代码中时，他们开始沉沦，开始天真地以为代码就是这样写的（真是毁人不倦呀）。当我们的软件企业培养出一批批质量不高的开发人员，开发出一个个质量低下的软件系统时，它们开始发现软件维护成本越来越高，最终不得不收获自己种下的恶果。

要提高软件内部质量，毫无疑问就是软件修改的第三个动机：改善原有程序的结构。它的价值是隐性的，并不体现在某一次或两次开发中，而是逐渐体现在日后长期维护的软件过程中。高质量的软件，可以保证开发人员（即使是新手）能够轻易看懂软件代码，能够保证日后的每一次软件维护都可以轻易地完成（不论软件经历了多少次变更，维护了多少年），能够保证日后的每一次需求变更都能够轻易地进行（而不是伤筋动骨地大动）。要做到这几点其实并不容易，它需要我们持续不断地对系统内部质量进行优化与改进。这，就是系统重构的价值。

为了有效提高软件的内部质量，我们在系统重构中应当做哪些事情呢？首先是提高软件的可读性、易于阅读。软件要可读，并不是添加几行注释那么简单的事儿，首先是软件的业务逻辑要清晰。一个业务流程可能其处理过程可能非常复杂，如果在一个函数中顺序地一行一行写下来，可能需要写数百行，甚至上千行。比如，我们要实现这样一个需求：像Spring那样从一个或者数个配置文件中读取XML，然后根据XML依次去创建每一个bean，将每一个bean放到beanFactory中。如果没有经过精心地设计，而是随性地一行一行写，要实现这个功能没个几百上千行代码，想想都难。但如果我们换个思路，在入口函数里仅仅调用几个顶级方法，比如findXmlFile（）、readXmlStream（）、buildFactory（），然后依次去实现这几个顶级方法，程序结构就会变得清晰而易读。请看这段示例代码：

public abstract class XmlBuildFactoryTemplate {/** * 初始化工厂。根据路径读取XML文件，将XML文件中的数据装载到工厂中 * @param path XML文件的路径 */public void initFactory（String path）{//寻找XML文件，读取数据流InputStream inputStream = findXmlFile（path）;//解析XML文件，返回根Element root = readXmlStream（inputStream）;//根据XML文件创建类，放入工厂中 buildFactory（root）;}/** * 读取一个XML的文件，输出其数据流 * @param path XML文件的路径 * @return InputStream文件输入流 */protected InputStream findXmlFile（Stringpath） {......}/** * 读取并解析一个XML的文件输入流，以Element的形式获取XML的根，返回之 * @param inputStream 文件输入流 * @return ElementXML的根 */protected Element readXmlStream （InputStream inputStream） {......}/** * 用从一个XML的文件中读取的数据构建工厂 * @param root 从一个XML的文件中读取的数据的根 */protected abstract void buildFactory（Element root）;}

在实现这几个顶级函数的时候，我们还会将一些比较独立的功能分解出去，形成类与接口，比如这里的findXmlFile（），它可能会以各种方式去寻找XML文件，这时把这些功能提取出来，形成Resource接口和它的多个实现（如图1.1所示），为findXmlFile（）所调用。如果我们将这个复杂的功能设计成这样，则毫无疑问，系统可读性将大大提高。

图1.1 工厂类模板的设计图

此外，在面向对象的世界里，我们设计的类、方法、关联，应当与现实世界中的事物、行为，及其相互的关系对应起来。现实世界有什么事物，这些事物都应当有什么行为，相互之间是什么关系，则我们在软件世界里就应当设计什么类、什么方法和它们之间的关联关系。只有这样的设计才是最易于为人所理解的设计，这就是“领域驱动设计”的思想[1]。在系统重构中，我们将使用“抽取方法”来分解难于阅读与维护的大函数，用“抽取对象”来分解无所不能的大对象。

系统重构要干的另一件事情就是使软件易于维护、易于变更。软件需求总是变得越来越复杂，这是无法改变的客观事实。在添加新功能的同时，我们既要保证原有代码的有效性，又必须有效地复用原有的代码。这是多么矛盾的一件事儿啊！怎么办呢？看我在后面一步一步给你分解……

[1] 领域驱动设计（DDD: Domain-DrivenDesign），源自软件理论大师Eric Evans在其2010年发表的同名著作中提出来的设计思想，本文将大量提及。