重构

重构的目的(Why)

软件设计大师 Martin Fowler 是这样定义重构的:

重构是一种对软件内部结构的改善,目的是在不改变软件的可见行为的情况下,使其更易理解,修改成本更低。

这个定义中有一个值得强调的点:重构不改变外部的可见行为。我们可以把重构理解为,在保持功能不变的前提下,利用设计思想、原则、模式、编程规范等理论来优化代码,修改设计上的不足,提高代码质量

首先,重构是时刻保证代码质量的一个极其有效的手段,不至于让代码腐化到无可救药的地步。项目在演进,代码不停地在堆砌。如果没有人为代码的质量负责任,代码总是会往越来越混乱的方向演进。当混乱到一定程度之后,量变引起质变,项目的维护成本已经高过重新开发一套新代码的成本,想要再去重构,已经没有人能做到了。

其次,优秀的代码或架构不是一开始就能完全设计好的,就像优秀的公司和产品也都是迭代出来的。我们无法 100% 遇见未来的需求,也没有足够的精力、时间、资源为遥远的未来买单,所以,随着系统的演进,重构代码也是不可避免的

最后,重构是避免过度设计的有效手段。在我们维护代码的过程中,真正遇到问题的时候,再对代码进行重构,能有效避免前期投入太多时间做过度的设计,做到有的放矢。

重构实际上是对我们学习的经典设计思想、设计原则、设计模式、编程规范的一种应用。重构实际上就是将这些理论知识,应用到实践的一个很好的场景,能够锻炼我们熟练使用这些理论知识的能力。平时堆砌业务逻辑,你可能总觉得没啥成长,而将一个比较烂的代码重构成一个比较好的代码,会让你很有成就感。

除此之外,重构能力也是衡量一个工程师代码能力的有效手段。所谓“初级工程师在维护代码,高级工程师在设计代码,资深工程师在重构代码”,这句话的意思是说,初级工程师在已有代码框架下修改 bug、修改添加功能代码;高级工程师从零开始设计代码结构、搭建代码框架;而资深工程师为代码质量负责,需要发觉代码存在的问题,重构代码,时刻保证代码质量处于一个可控的状态。

重构的对象(What)

根据重构的规模,我们可以笼统地分为大规模高层次重构和小规模低层次的重构:

  • 大型重构:对顶层代码设计的重构,包括:系统、模块、代码结构、类与类之间的关系等的重构,重构的手段有:分层、模块化、解耦、抽象可复用组件等等。这类重构的工具就是我们学习过的那些设计思想、原则和模式。这类重构涉及的代码改动会比较多,影响面会比较大,所以难度也较大,耗时会比较长,引入 bug 的风险也会相对比较大;
  • 小型重构:对代码细节的重构,主要是针对类、函数、变量等代码级别的重构,比如规范命名、规范注释、消除超大类或函数、提取重复代码等等。小型重构更多的是利用我们能后面要讲到的编码规范。这类重构要修改的地方比较集中,比较简单,可操作性较强,耗时会比较短,引入 bug 的风险相对来说也会比较小;

重构的时机(When)

是代码烂到一定程度之后才去重构吗?当然不是。因为当代码真的烂到出现“开发效率低,招了很多人,天天加班,出活却不多,线上 bug 频发,领导发飙,中层束手无策,工程师抱怨不断,查找 bug 困难”的时候,基本上重构也无法解决问题了。所以,寄希望于在代码烂到一定程度之后,集中重构解决所有问题是不现实的,我们必须探索一条可持续、可演进的方式。

我特别提倡的重构策略是持续重构。这也是我在工作中特别喜欢干的事情。平时没有事情的时候,你可以看看项目中有哪些写得不够好的、可以优化的代码,主动去重构一下。或者,在修改、添加某个功能代码的时候,你也可以顺手把不符合编码规范、不好的设计重构一下。总之,就像把单元测试、Code Review 作为开发的一部分,我们如果能把持续重构也作为开发的一部分,成为一种开发习惯,对项目、对自己都会很有好处。

尽管我们说重构能力很重要,但持续重构意识更重要。我们要正确地看待代码质量和重构这件事情。技术在更新、需求在变化、人员在流动,代码质量总会在下降,代码总会存在不完美,重构就会持续在进行。时刻具有持续重构意识,才能避免开发初期就过度设计,避免代码维护的过程中质量的下降。

重构的方法(How)

在进行大型重构的时候,我们要提前做好完善的重构计划,有条不紊地分阶段来进行。每个阶段完成一小部分代码的重构,然后提交、测试、运行,发现没有问题之后,再继续进行下一阶段的重构,保证代码仓库中的代码一直处于可运行、逻辑正确的状态。每个阶段,我们都要控制好重构影响到的代码范围,考虑好如何兼容老的代码逻辑,必要的时候还需要写一些兼容过渡代码。只有这样,我们才能让每一阶段的重构都不至于耗时太长(最好一天就能完成),不至于与新的功能开发相冲突。

而小规模低层次的重构,因为影响范围小,改动耗时短,所以,只要你愿意并且有时间,随时都可以去做。实际上,除了人工去发现低层次的质量问题,我们还可以借助很多成熟的静态代码分析工具(比如 CheckStyle、FindBugs、PMD),来自动发现代码中的问题,然后针对性地进行重构优化。

对于重构这件事情,资深的工程师、项目 leader 要负起责任来,没事就重构一下代码,时刻保证代码质量处在一个良好的状态。否则,一旦出现破窗效应,一个人往里堆了一些烂代码,之后就会有更多的人往里堆更烂的代码。毕竟往项目里堆砌烂代码的成本太低了。不过,保持代码质量最好的方法还是打造一种好的技术氛围,以此来驱动大家主动去关注代码质量,持续重构代码。