?譯者 | 崔皓
審校 | 孫淑娟
一、開篇
為了提升代碼質量,需要將批判性思維帶入到編程中去。因此,需要將工程方法應用到代碼的審核過程。雖然,軟件工程師,在討論抽象類和函數時信心十足,但談論"管理 "時,這種信心卻蕩然無存。
在整個編程過程中,由于各種原因會存在大量的缺陷,這就需要通過代碼審查的方式將這些缺陷找出,才能保證軟件質量。這篇文章將從不同的角度來看待代碼審查,并提出改進的意見。
在《軟件工程的事實與謬誤》一書中,有這樣的描述:“嚴格的檢查可以在運行第一個測試用例之前消除軟件產品中高達90%的錯誤。”
Bob 對代碼審查的回復
雖然無法確定這話是針對代碼審查的,但是可以理解為不同種類的檢查確實對軟件質量有幫助。1976年,Michael Fagan在他的文章《設計和代碼檢查以減少程序開發中的錯誤》中提出了代碼檢查的想法。
包括以下三種類型的檢查:
- 設計檢查
- 單元測試前的代碼檢查
- 單元測試后的代碼檢查
Michael Fagan關于設計和規范檢查的文章中的一個方案
Fagan的工作沒有提出新的代碼審查方法,而是記錄了已經存在的現象,并為其進行論證。然而,這篇文章是最早的記錄代碼檢查的書面作品。
代碼檢查(Code inspection)看起來像現代的代碼審查(Code review)。那我們為什么今天會錯過其他類型的檢查?
二、為什么今天只有代碼審查的假設
先進代碼檢查的流以及其他類型檢查方式的銷聲匿跡,得益于我們使用的代碼工具。例如:GitHub、BitBucket或GitLab它們都內置了代碼檢查的工具,并天然地適合Git flow、GitHub flow和其他方法。
在設計活動中使用什么工具?這與UI/UX無關,只和代碼結構相關。你可能聽說過CASE或UML工具。在我工作過的7家公司中,并沒有看到它們被認真使用。
在HackerNoon上,關于"UML "的搜索查詢結果只有兩個。所以當沒有解決方案設計過程時,并不需要介紹設計檢查。在我領導的團隊中,使用Miro進行界面設計。整個設計過程本很令人滿意:和其他圖表工具一樣,你很快就開始畫圖,而不是解決設計方面的問題。我們要解決的問題和工具提供的功能被割裂了。下面是 《投資無限 》一書中的一小段話,可以支持這個觀點。
“......如果我們只是做工具能做的事--那么我們將永遠局限于工具的能力。”
三、現有的代碼審查有什么缺陷?
讓我們從不同的角度看如下幾個處理過程,每一個都存在重大的問題。
1.BPMN透視
BPMN是業務流程建模標記系統的建成。它用動作、事件、邏輯網關、消息和其他手段來描述流程。如果你想開發一種算法,我甚至建議使用它,因為它比流程圖更具有描述性。讓我們用這個符號來描述代碼審查過程,并對其進行分析。我使用了一個基于文本的工具來生成圖表。
經典的代碼審查流程圖
一切從創建PR(Pull Request)開始,下一步是通知審查員,這是做了簡化,可以說。"嘿,我的PR在等著你!這里需要等待,然后審查員進入任務,進行審查。有可能一個PR會馬上被合并。當然,相反的情況也可能發生:會提出一些修正意見。此時代碼的作者可能已經在做下一個任務了,那么就需要等待一段時間。當作者返回到有修改意見的任務時,就需要恢復上下文,解釋注釋并進行修復。
在修復之后,下一步就是通知審查員重新進行代碼審查了。
這種情況仿佛似曾相識,是的,代碼審查和修復是一個無限的循環,上面描述的僅僅是這個循環中的一次而已。審查員總能夠發現新的問題,拋出新的修改建議。又或者整個循環會在程序作者的其他工作影響下,一直等待下去。
我們是否希望無限循環成為日常運作的一部分?我不確定,因為擁有更快的交付通常是我們所期待的。
2.解決問題的方式方法
有時,團隊中的高級開發人員或架構師會擔當審查員。他們希望有一致的代碼庫,同時還會堅持一些編程的方法和模式。也就是說審查員有自己一套想法(愿景)的,當然開發人員也有他們的想法。通常,兩波人不知道對方的意圖。這需要有一種方式將他們之間的觀點和看法打通,有助于他們能夠站在同一層面思考問題,但實際上這種情況很少發生。讓我們看看下面的圖片。
在經典的代碼審查過程中,代碼創建者和
審查者的觀點隨著時間的推移而出現分歧
可以看到代碼審查參與者的兩個思想觀念是不同的。在第一次迭代之后,他們開始對齊,但仍有一段路要走。評審員調整一個人的視野,而代碼作者則根據建議來行動。
就好像"你已經要了一棟房子,然后驚喜地發現!它不是你所期望的那個 "。想象一下,你已經要求一個人去實現一些事情。實現以后再看結果,讓你非常驚訝。不要慌著驚訝,因為你并沒有告訴執行者做這件事情的“決策框架”,才導致結果和你預期的存在偏差。
3.人際關系的角度
代碼審查備忘錄
這張圖片本身就說明了問題,審查的代碼量越少發現越多的問題,代碼量越大反而“不會發現問題”。坦率地說,如果你是審查者,你會要求你的同事花費很長時間(好幾天)徹底修復一個設計問題嗎?特別是在迭代的沖刺階段,在開發時間本來就非常緊張的情況下,會這么做嗎?恐怕,你想得是快點完成功能,合并代碼發布吧?!另一方面,如果存在代碼修復需要修改系統中很多地方,你會做出修改的決定嗎?
雖然,精益生產的思想并沒有影響到編程。然而,在Mary Poppendieck和Tom Poppendieck的《精益軟件開發》中就有對軟件開發7大浪費的描述。它們包括:
- 部分完成的工作
- 額外功能
- 重新學習
- 交接
- 延遲
- 任務轉換
- 缺陷
下面,我們花一點篇幅對這7點進行展開說明:
部分完成的工作。審查代碼沒有得到足夠的重視,審查只是提升代碼質量的開始,而不是軟件開發的結束。有一種有趣的心態:"開發完成了,審查任務提交了,剩下的就不是我的工作了!",這就導致了,代碼審查是 "三不管"的地方,只有上級問起的時候才得到重視。
- 重新學習。在BPMN圖上看到重新學習的情況,程序員在收到修改建議時,手上可能有其他的任務。當著手對審查代碼進行修改的時候,已經離完成該項任務有一段時間了,為了根據意見進行修改,就不得不對業務和技術背景進行回顧,這也就是重新學習。恢復業務和技術的上下文對程序員來說是有開發成本的。(這種情況對于審查者也適用)
- 交接。代碼的交接,修改建議的描述,中間存在團隊成員的溝通,有溝通就存在損耗。
- 延遲。代碼審查設計包含我們前面討論過的兩種類型的延遲:修改本身的延遲和思想觀念的延遲。
- 任務轉換。人們暫停他們的任務,對審查給予一些關注。
- 缺陷。審查有利于發現表面問題,但不能發現設計缺陷,而設計缺陷會造成最大的傷害。上面提到的缺乏向研究員提出重大修改的動機,導致了項目中的大量缺陷。
我們已經從很多方面闡述了代碼審查的問題。我們能做些什么來解決這些問題呢?
四、重新設計代碼審查
在本節中,我們將針對上面提出的問題,看看如何對其進行優化。
1.修復流程結構
代碼審查流程圖
圖中有代碼作者在等待審查完成,以及在審查員的概述問題之后的結對編程會議。
在過程中,可以看到與之前過程相比,有幾個顯著的變化。
- 不再有潛在的無限審查循環。
- 在等待的未知時間內也會得到處理。
- 不需要為代碼作者恢復上下文或解釋反饋。評論只是作為提醒。
這個過程發生的核心條件是什么?團隊需要一個額外的角色。這意味著有人做一些輔助活動,例如:處理技術債務,或修復優先級較低的錯誤。當代碼審查出現時,這個人就會立即放下當前的任務,進行PR工作。
2.修復觀念差異
我們在代碼審查中討論的內容,在開發過程中做出的任何決定,無論何時何地都需要有同理心,都要站在對方的角度思考而不是從自身出發。
對于設計的決定需要在設計完成時就進行,而不要等到編碼階段。當然,這里需要一個額外的審查類型:設計審查。有時,問題具有挑戰性,就需要花一些時間在計劃上,與知識淵博的同事聊聊會有意外收獲。
有一句著名的軍事格言道:“沒有任何作戰計劃能在與敵人的接觸中幸存下來。”
如果把它翻譯成系統語言,應該是:"當第一個反饋到來時,系統肯定需要進行調整"。在編程過程中,反饋就是將設計實施到系統中所面臨的問題。因此,一些之前做出的決定需要修改的時候就應該被修改。在修改的過程中,會因為觀念和愿景的差異再次與評審員產生分歧。
Adam Thornhill在他那本 《軟件設計X射線》書中,提出了一種方法。
這就是為什么我建議你更早地進行初步的代碼演練。與其等待一個功能的完成,不如在每一個功能完成三分之一的時候就進行介紹和討論,這是一個慣例。少關注細節,多關注整體結構、依賴關系,以及設計與問題領域的一致性如何。當然,三分之一的完成度是主觀的,但它應該是一個基本結構到位、問題被很好地理解、并且存在初始測試的節點。在這個早期階段,重新設計仍然是一個可行的選擇,抓住潛在問題會有很大的回報。
受到上面話的啟發,我為我的團隊創造了一句話:“架構式審查”。我希望它有助于反映活動背后的想法。
在代碼審查過程中,代碼創建者和審查者的愿景隨著時間的推移而出現分歧。
3.精益視角下的推薦處理方式
代碼審核的推薦處理方式可以消除或大大解決浪費行為。
部分完成的工作。在代碼作者的預期時間內切換到另一個任務是不允許的,所以不存在用戶意義上的部分完成的工作。優先級較低的部分完成的活動是權衡的結果。
再學習。由于在完成編碼和結對編程之間的時間很少,所以不會發生重新學習。
延遲。我們已經大大縮短了代碼審查員的延遲,消除了作者的延遲。
任務轉換。對作者來說不再允許,而對審核者來說可以通過管理解決。
缺陷。現在,修復設計缺陷變得更加便利,其中最重要的設計缺陷也變得可以修復了。
五、補充思考
我們已經討論了單個作者和單個審查員的代碼審查方法和流程。當更多的審查者出現時,問題會成倍增加。
在試圖引入推薦處理流程時,面臨兩個最具挑戰性問題:
第一,開發人員把審查階段當作一項工作來完成。當在日常工作中引入冗余人員會讓經理們感到驚恐。解決這個問題的方法是適當的冗余和加快審核的速度。
第二個問題更加復雜。在這里我想引用丹尼爾-瓦坎蒂《可預測的敏捷指標》書中的一段話。
聯邦快遞采用了很多策略,但最重要的可能是,在任何時候聯邦快遞都有空飛機在空中。是的,我說的是空飛機。這樣一來,如果一個地方被淹沒了,或者如果包裹被遺棄了,如果安排的飛機已經滿了,那么就會有一架空飛機被轉到問題地點(應該說是及時的)。在任何時候,聯邦快遞都有 "備用飛機"!
如果你是一個經理,下次在規劃利用率最大化時請考慮如下問題。(翻譯者:這里是讓經理們考慮在產出最高,上升成本最低的情況下,為了軟件質量,需要有部分的備份和冗余)
- 我們對這次更新滿意嗎?是的,它看起來比我們現在的情況要好。
- 我們能做得更好嗎?是的,我們可以。
如果目標能在保證質量的情況下達成,可以取消代碼審查。為了實現這個目標,我們需要建立一個輔助決策框架,以幫助開發人員應用最佳實踐。當然,我們從來沒有聽說過這樣的框架,但in-IDE linters是向它邁出的一步。
原文鏈接:https://hackernoon.com/code-reviews-is-inherently-flawed-heres-how-to-fix-it
譯者介紹
崔皓,51CTO社區編輯,資深架構師,擁有18年的軟件開發和架構經驗,10年分布式架構經驗。