1、 為什么需要重構(gòu)

在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，每當(dāng)新員工入職一家新公司時，都要學(xué)習(xí)一套新的軟件系統(tǒng)。如果該公司的代碼非常規(guī)范，架構(gòu)設(shè)計(jì)非常合理，那么新員工上手的速度會非常快。當(dāng)然，你這個螺絲釘?shù)慕巧簿头浅Ｃ黠@了。另一方面，如果面對『屎山』一樣的祖?zhèn)鞔a，就會有很多抱怨，學(xué)習(xí)起來也很痛苦。

從質(zhì)量上，我把軟件大致分為以下幾種類型：

• 第一種：它們對穩(wěn)定性、規(guī)范性要求非常高，所以代碼中異常判斷、校驗(yàn)非常多，代碼看上去就很冗余，最典型代表是華為的電信級產(chǎn)品。
• 第二種：寫得就很隨意，風(fēng)格各式各樣，代表的例子是開源項(xiàng)目。
• 第三種：也是最糟糕的，員工在 PM(產(chǎn)品經(jīng)理)的高壓下日夜加班趕出來的，毫無設(shè)計(jì)風(fēng)格，能跑就行，追求最快速度地實(shí)現(xiàn)。

重構(gòu)應(yīng)該也是互聯(lián)網(wǎng)公司開發(fā)工作的一部分吧。當(dāng)一個軟件系統(tǒng)需要重構(gòu)時，必然是因?yàn)橐韵履撤N原因：比如二次開發(fā)難度越來越大、新員工上手越來越困難，每個模塊只有特定的人懂;面對日益增長的功能需求，現(xiàn)有架構(gòu)已經(jīng)滿足不了;模塊耦合非常嚴(yán)重，導(dǎo)致不同的開發(fā)團(tuán)隊(duì)之間互相依賴，嚴(yán)重阻礙了開發(fā)進(jìn)度。

1.1 二次開發(fā)的難度越來越大、新員工上手成本越來越高

模塊之間耦合嚴(yán)重，類間調(diào)用關(guān)系形成雙向依賴。大量的 if/else 分支、運(yùn)行流程分支太多，圈復(fù)雜度爆表，根本理不清。當(dāng)我們想要增加一個新功能，即使這個功能很小很小，牽扯的鏈條也非常長，涉及需要改動的周邊函數(shù)、文件數(shù)量巨多。

1.2 腐朽的軟件架構(gòu)無法滿足日益增長的功能需求

軟件系統(tǒng)從最初的 demo 開始，不斷完善，一點(diǎn)點(diǎn)添加新功能，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。比如滴滴這款軟件，最初只要把司機(jī)端和乘客接進(jìn)來就行，加上調(diào)度系統(tǒng)負(fù)責(zé)派單，用戶規(guī)模也比較小;后來，用戶規(guī)模陡增，需要擴(kuò)展服務(wù)器數(shù)量，又牽扯到負(fù)載均衡、消息中間件、高并發(fā)等需求  ;再后來，添加各種服務(wù)類型，比如順風(fēng)車、專車、豪華車等等，然后又是各種紅包、優(yōu)惠券等。

1.3 模塊耦合嚴(yán)重，無法上云

微服務(wù)的前提條件就是模塊間能解耦，這不僅是上云的需求，也能提高研發(fā)團(tuán)隊(duì)整體的開發(fā)效率，更重要的是為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)編排，可以給任意子的服務(wù)提供靈活的資源，從而最大化集群的資源利用率，也就是說能更好地做到彈性擴(kuò)縮容和容錯。

1.4 新功能一起考慮進(jìn)去

傳統(tǒng)概念中對代碼重構(gòu)的理解是『不引入任何新功能』。我的看法是，代碼重構(gòu)和新功能開發(fā)結(jié)合起來，這樣更有利于最大化重構(gòu)效果。

2、 重構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則

重構(gòu)也是軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的一種，這里我稱之為『重構(gòu)設(shè)計(jì)』。

首先，你要清楚重構(gòu)的目標(biāo)是什么。比如側(cè)重滿足二次開發(fā)，或者側(cè)重模塊解耦，或者兼容各種硬件平臺、編程語言等等。

其次，你要對基本的軟件架構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)風(fēng)格有清晰的了解，以下是一些必備技能：

2.1、unix 編程藝術(shù)

• 模塊原則：使用簡潔的接口拼合簡單的部件
• 清晰原則：清晰勝于技巧
• 組合原則：設(shè)計(jì)時考慮拼接組合
• 分離原則：策略同機(jī)制分離，接口同引擎分離
• 簡潔原則：設(shè)計(jì)要簡潔，復(fù)雜度能低則低
• 吝嗇原則：除非卻無他法，不要編寫龐大的程序
• 透明性原則：設(shè)計(jì)要可見，以便審查和調(diào)試
• 健壯原則：健壯源于透明與簡潔
• 表示原則：把知識疊入數(shù)據(jù)以求邏輯質(zhì)樸而健壯
• 通俗原則：接口設(shè)計(jì)避免標(biāo)新立異
• 緘默原則：如果一個程序沒什么好說的，就沉默
• 補(bǔ)救原則：出現(xiàn)異常時，馬上退出并給出足夠多的錯誤信息
• 經(jīng)濟(jì)原則：寧花機(jī)器一分，不花程序員一秒
• 生成原則：避免手工hack，盡量編寫程序去生成程序
• 優(yōu)化原則：雕琢前要先有圓形，跑之前先學(xué)會走
• 多樣性原則：絕不相信所謂”不二法門“的斷言
• 擴(kuò)展原則：設(shè)計(jì)著眼未來，未來總比預(yù)想來得快

2.2、 設(shè)計(jì)模式 + SOLID

23 種設(shè)計(jì)模式，你不一定要完全了解代碼怎么寫，但一定要知道每一種設(shè)計(jì)模式背后的設(shè)計(jì)思想是什么。有一段時間，我試圖在我的代碼應(yīng)用各種設(shè)計(jì)模式，可最終代碼看起來特別冗余而且不是那么必要。從個人經(jīng)驗(yàn)上來講，平時業(yè)務(wù)代碼中用設(shè)計(jì)模式的場合非常少，最常用的無非是工廠、適配器、責(zé)任鏈等，而且效果并沒那么大，設(shè)計(jì)模式真正適合的場合是更高層級的，比如模塊間設(shè)計(jì)等等。

單一職責(zé)、開閉原則、里氏替換、迪米特法則、接口隔離、依賴倒置。

2.3、領(lǐng)域驅(qū)動設(shè)計(jì)(DDD)

有了解過一些，沒有親身實(shí)踐過。它大體上就是模塊解耦和分層的思想：API(對外訪問層)、Domain(領(lǐng)域?qū)?、Repository(數(shù)據(jù)源訪問代理層)及基礎(chǔ)設(shè)施層(DB、Redis、HTTP、RPC 等)

2.4、逐行代碼的重構(gòu)方法

參考馬丁.福勒那本經(jīng)典的《重構(gòu)：改善代碼的設(shè)計(jì)》，比如過長的函數(shù)、過長的參數(shù)、數(shù)據(jù)泥團(tuán)怎么處理等等。

這里，也說下個人的小建議：比如縱向的調(diào)用關(guān)系變?yōu)闄M向的，減少函數(shù)調(diào)用棧深度;不要過度封裝。相信用戶能找到底層類的實(shí)現(xiàn)接口;邏輯上相關(guān)的代碼物理上盡可能放在一塊;對于某個小的具體功能，涉及的鏈條越短越好;面向接口編程;訪問 A 表數(shù)據(jù)的 class 中不能存在訪問 B 表數(shù)據(jù)的 function;模塊對外暴露的接口部分，數(shù)據(jù)類型的選擇上盡量做到寬進(jìn)嚴(yán)出(接口要考慮通用性);寫操作接口，接收參數(shù)盡可能少;讀操作接口，返回參數(shù)盡可能多;減少不必要的類和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。

2.5、微服務(wù)

2.6、云原生

毫無疑問，云是未來數(shù)字世界的基礎(chǔ)設(shè)施。

2.7、插件思想

比如約定/注入插件、事件插件、插槽插件等等。

好了，這里不再列舉了，因?yàn)楦鶕?jù)哈弗大學(xué)心理學(xué)博士米勒的研究，對于每一類產(chǎn)品，用戶最多只能記住七類品牌，這里我也就列七個重構(gòu)原則~

3、 如何撰寫重構(gòu)設(shè)計(jì)文檔

以面向?qū)ο笳Z言為例，這里我把它分為了幾個步驟：

• 舊系統(tǒng)的類間調(diào)用關(guān)系圖 vs 新系統(tǒng)的類間調(diào)用關(guān)系圖
• 舊系統(tǒng)的整體架構(gòu)圖 vs 新系統(tǒng)的整體架構(gòu)圖
• 舊系統(tǒng)的運(yùn)行流程圖 vs 新系統(tǒng)的運(yùn)行流程圖
• 分模塊逐一拆解：先畫出重構(gòu)前的樣子，再畫出重構(gòu)后的樣子
• 新增功能有哪些，怎么在重構(gòu)后的系統(tǒng)里添加
• 考慮對舊系統(tǒng)的影響：兼容性問題
• 考慮實(shí)施可行性: 重構(gòu)成本和收益之間如何權(quán)衡

4、重構(gòu)的具體執(zhí)行步驟

總體上有兩種方式：

• 新建分支(不推薦)
• 新建目錄(推薦)，這樣能保證原來舊的那套代碼能用。這里又有兩種方式：

• 做減法(先跑通舊的代碼，然后一點(diǎn)點(diǎn)刪除冗余代碼，或重構(gòu)具體子模塊)--推薦，因?yàn)槿绻麑?shí)在沒有開發(fā)時間了，某些未完成的模塊還可以沿用以前的老代碼。
• 做加法(從每個子功能開始重構(gòu)，相當(dāng)于重新構(gòu)建這套軟件系統(tǒng))-- 不推薦，因?yàn)闀r間成本不可控

5、總結(jié)

用設(shè)計(jì)原則和架構(gòu)理論武裝自己，閱讀優(yōu)秀的源碼驗(yàn)證理論，深入理解具體業(yè)務(wù)，方能設(shè)計(jì)出一套優(yōu)雅的軟件系統(tǒng)。