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【杭州網(wǎng)站設(shè)計(jì)】擁抱變化—— 可擴(kuò)展性雜談

分享 2011.06.15 瀏覽次數(shù):6326次

杭州網(wǎng)站設(shè)計(jì)】擁抱變化—— 可擴(kuò)展性雜談

     作為軟件開(kāi)發(fā)人員最擔(dān)心的就是變化,因?yàn)橐坏┳兓?,意味著自己的開(kāi)發(fā)任務(wù)加重, 輕則修改代碼,重則修改框架,如果不用做任何修改,則皆大歡喜,現(xiàn)實(shí)告訴我們,這是小概率事件,但比買(mǎi)彩票中大獎(jiǎng)的概率還是大很多。于是各種討論開(kāi)始,開(kāi)發(fā)人員開(kāi)始講述修改如何的大,進(jìn)度如何緊張,架構(gòu)師也在一旁不停的嘮叨這個(gè)修改點(diǎn)的重要性,以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)的好處。

在業(yè)界曾經(jīng)有一句很經(jīng)典的話:“在軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中,唯一的不變就是變化” 。一旦變化,就有人遭殃,不是開(kāi)發(fā)人員,就是設(shè)計(jì)師或架構(gòu)師。無(wú)論誰(shuí)遭殃,都不得不擁抱變化。

擁抱變化是極限編程(eXtreme Programming)里面一個(gè)非常重要的概念,代表了敏捷陣營(yíng)對(duì)于變化的一種態(tài)度,那就是不拒絕,而且還主動(dòng)求變。本文不想探討敏捷方面的知識(shí),如何去擁抱變化,而是想要探討程序的可擴(kuò)展性,如何在編碼過(guò)程中,以最小的代價(jià)來(lái)應(yīng)對(duì)程序未來(lái)的變化。

關(guān)于可擴(kuò)展性, 其本身就是一個(gè)多方面的概念集合。有人說(shuō)程序的可擴(kuò)展性必須建立在對(duì)未來(lái)需求的準(zhǔn)確把握上,也有人說(shuō)程序的可擴(kuò)展性必須建立在能夠?qū)π枨笞兓焖夙憫?yīng)上。不論熟是熟非,其最終目的都是要求,能在需求發(fā)生變化的時(shí)候以最小的代價(jià)去應(yīng)付變化。

可以從兩個(gè)緯度對(duì)可擴(kuò)展性進(jìn)行討論,一是設(shè)計(jì)可擴(kuò)展性,二是編碼可擴(kuò)展性,前者從宏觀上考慮,后者從微觀上考慮,當(dāng)然編碼也是一種設(shè)計(jì)活動(dòng)。本文重點(diǎn)論述編碼的可擴(kuò)展性,對(duì)于設(shè)計(jì)可擴(kuò)展性,是一個(gè)系統(tǒng)性工程,由于作者還沒(méi)有達(dá)到那個(gè)高度和境界,所以不敢瞎寫(xiě),本文基本上不做介紹。

《UNIX 編程藝術(shù)》一書(shū)中有一條關(guān)于擴(kuò)展原則的描述:設(shè)計(jì)要著眼于未來(lái),未來(lái)總比預(yù)想快。 關(guān)于設(shè)計(jì)可擴(kuò)展性, 對(duì)于系統(tǒng)架構(gòu)師或者系統(tǒng)工程師不僅僅要考慮在實(shí)現(xiàn)用戶需求的基礎(chǔ)上如何構(gòu)建系統(tǒng),還要考慮計(jì)算資源的可擴(kuò)展、應(yīng)用規(guī)模的可擴(kuò)展,以及對(duì)技術(shù)換代的可擴(kuò)展和性能等。

近期發(fā)生的干旱和水災(zāi),每次都能找到人為的因素。本文開(kāi)頭提到的場(chǎng)景,如果進(jìn)行代碼回溯,也能找到一些人為的因素。如果當(dāng)時(shí)的編碼者在寫(xiě)代碼時(shí)充分考慮了代碼可擴(kuò)展性,在一定條件下,可以達(dá)到用最小的代價(jià)去應(yīng)對(duì)變化。如果當(dāng)時(shí)只是為了完成任務(wù),交差,后續(xù)的維護(hù)者可能面對(duì)的不是擁抱變化,而是擁抱痛苦!

場(chǎng)景一:在某嵌入式電信級(jí)設(shè)備整框分布式環(huán)境中,有NEMI板(管理板),SWF板(業(yè)務(wù)板),STU板(業(yè)務(wù)板)和LC板(業(yè)務(wù)板),每塊板上都有CPU,運(yùn)行著各自的程序。目前的架構(gòu)僅僅對(duì)NEMI/SWF/STU板支持了HA(High Available)功能,在SWF卡上運(yùn)行的某個(gè)業(yè)務(wù),需要關(guān)注SWF卡的主備倒換事件。 運(yùn)行在SWF卡上的程序可以收到來(lái)自NEMI和SWF卡的主備倒換事件,于是進(jìn)行了如下編碼:

view plaincopy to clipboardprint?01.void processSwitchEvent(GenMsg *pMsg)   02.{   03.    一些合法性判斷語(yǔ)句   04.    if(NEMI_SWITCH_EVENT == pMsg->getSwitchEventGrp())   05.    {   06.        MSG_INFO(“Received NEMI Switch Event……”);   07.        return ;   08.    }   09.    //process SWF Switch Event   10.    業(yè)務(wù)處理代碼   11.}  void processSwitchEvent(GenMsg *pMsg)
{
    一些合法性判斷語(yǔ)句
    if(NEMI_SWITCH_EVENT == pMsg->getSwitchEventGrp())
    {
        MSG_INFO(“Received NEMI Switch Event……”);
        return ;
    }
    //process SWF Switch Event
    業(yè)務(wù)處理代碼
}

可能開(kāi)發(fā)人員在進(jìn)行if條件語(yǔ)句編碼時(shí),可能還考慮了另外一種寫(xiě)法:

view plaincopy to clipboardprint?
01.void processSwitchEvent(GenMsg *pMsg)  
02.{  
03.    一些合法性判斷語(yǔ)句  
04.    if(SWF_SWITCH_EVENT == pMsg->getSwitchEventGrp())  
05.    {  
06.        MSG_INFO(“Received SWF Switch Event……”);  
07.        業(yè)務(wù)處理代碼  
08.    }  
09.} 
void processSwitchEvent(GenMsg *pMsg)
{
    一些合法性判斷語(yǔ)句
    if(SWF_SWITCH_EVENT == pMsg->getSwitchEventGrp())
    {
        MSG_INFO(“Received SWF Switch Event……”);
        業(yè)務(wù)處理代碼
    }
}

在最初的需求中,上下兩種寫(xiě)法都是合適的,但是不是都合理呢?如果一旦需求發(fā)生變更,SWF卡上的另外一個(gè)業(yè)務(wù)需要關(guān)注STU板的倒換事件,那么STU板的倒換事件也會(huì)被廣播到SWF卡上,最糟糕的是,這兩個(gè)業(yè)務(wù)都訂閱了倒換事件(通過(guò)消息里面的內(nèi)容來(lái)判斷是哪塊板發(fā)生了倒換),那么上下兩種寫(xiě)法的區(qū)別就體現(xiàn)出來(lái)了,一個(gè)能正確運(yùn)行,而另外一個(gè)會(huì)把STU的倒換事件當(dāng)作SWF的倒換事件。不難看出,下面一種寫(xiě)法更具有可擴(kuò)展性,達(dá)到了以最小的代價(jià)去應(yīng)對(duì)變化。正是這樣小的修改,往往會(huì)被忽略,隱藏一個(gè)很深的bug,導(dǎo)致花大量的時(shí)間去定位。

對(duì)于上述的場(chǎng)景,大家編碼時(shí)常會(huì)碰到,覺(jué)得這樣寫(xiě)也合適,那樣寫(xiě)也合適。雖然在一定條件下都很合適,但不一定都合理,那么此時(shí)就需要從其他方面加以考慮,如可擴(kuò)展性,可維護(hù)性,可測(cè)試性等方面,從而確定哪種寫(xiě)法更合理。

場(chǎng)景二:假定存在如下一個(gè)消息類,最初類中只有一個(gè)成員變量,消息類的定義和實(shí)現(xiàn)如下:

view plaincopy to clipboardprint?
01.class FsmFileTransferRequest : public GenMsgHdr  
02.{  
03.    public:  
04.        FsmFileTransferRequest (void)  
05.        {  
06.            memset (&mFileTransferReq, 0, sizeof(mFileTransferReq));  
07.            setMsgType (MTYPE_REQUEST);  
08.            setMsgTypeQual (MQUAL_FSM_FILE_TRANSFER_REQUEST);  
09.            setPayloadLen (sizeof(mFileTransferReq));  
10.        }  
11.   
12.        //  get/set operation  
13.        ……  
14.    private:  
15.        SysPkg::FileTransferRequest    mFileTransferReq;  
16.}; 
class FsmFileTransferRequest : public GenMsgHdr
{
    public:
        FsmFileTransferRequest (void)
        {
            memset (&mFileTransferReq, 0, sizeof(mFileTransferReq));
            setMsgType (MTYPE_REQUEST);
            setMsgTypeQual (MQUAL_FSM_FILE_TRANSFER_REQUEST);
            setPayloadLen (sizeof(mFileTransferReq));
        }
 
        //  get/set operation
        ……
    private:
        SysPkg::FileTransferRequest    mFileTransferReq;
};

對(duì)于該消息長(zhǎng)度,基類提供了兩種接口,一個(gè)接口是 setPayloadLen (),另外一個(gè)接口是 setMsgLen (),該接口是更高一級(jí)的封裝,為所傳入?yún)?shù)減去基類消息的長(zhǎng)度,最終結(jié)果還是消息的凈荷長(zhǎng)度。也許有人會(huì)說(shuō),基類就不應(yīng)該提供兩套函數(shù),讓人迷惑,出錯(cuò)在所難免。

由于場(chǎng)景變化或者需求變更,需要在該類中添加其他的成員變量,維護(hù)者可能是這個(gè)系統(tǒng)中的另外一個(gè)模塊的開(kāi)發(fā)者(自己所負(fù)責(zé)的模塊中,構(gòu)造函數(shù)里都是用消息總長(zhǎng)度函數(shù),默認(rèn)其他開(kāi)發(fā)者跟他一樣),添加了成員變量和實(shí)現(xiàn)后,忘記修改消息的凈荷長(zhǎng)度,編譯并運(yùn)行,結(jié)果與預(yù)想的大相徑庭,于是開(kāi)始不停的打斷點(diǎn)調(diào)試,不斷的在懷疑消息是不是丟了,或者沒(méi)有用修改的代碼進(jìn)行編譯,總之,一切該懷疑的都在腦海中閃現(xiàn)了一遍。

或者,意識(shí)到要修改消息凈荷長(zhǎng)度,于是修改成:

view plaincopy to clipboardprint?
01.setPayloadLen (sizeof(mFileTransferReq)+sizeof(mSuccessfulFlag)); 
setPayloadLen (sizeof(mFileTransferReq)+sizeof(mSuccessfulFlag));

如果只是一兩個(gè)成員變量,還能忍受。需求一再變更,又增加了幾個(gè)成員變量,繼續(xù)修改,setPayloadLen()里面的代碼會(huì)越來(lái)越長(zhǎng),只是代碼寫(xiě)的難看而已。

如果類的實(shí)現(xiàn)者,在編寫(xiě)代碼時(shí),考慮一下可擴(kuò)展性,采用消息的總長(zhǎng)度函數(shù),那么不論怎么添加成員變量,都不用修改消息長(zhǎng)度,一勞永逸。如果確認(rèn)這個(gè)消息不會(huì)被擴(kuò)展,采用 setPayloadLen()也是合理的。

通過(guò)以上兩個(gè)例子可以發(fā)現(xiàn),如果在編碼時(shí),充分考慮了編碼可擴(kuò)展性,即使需求發(fā)生變更,有時(shí)也可以達(dá)到事半功倍的效果。關(guān)鍵問(wèn)題是如何識(shí)別出這樣的場(chǎng)景,這個(gè)只能靠經(jīng)驗(yàn)了,沒(méi)有捷徑可走!

 

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