24 技术债务:是继续修修补补凑合着用,还是推翻重来?

你好,我是宝玉,今天我想与你讨论一下关于技术债务的问题。

做开发的同学对以下场景应该不会陌生:

  • 为了赶项目进度,单元测试代码就来不及写了,打算以后再补;

  • 随着需求的变化,原本的架构设计已经不能很好地满足新的需求,但是又不想对架构做改动,于是就绕开架构设计增加了很多代码;

  • 一个旧的系统,没有文档没有注释,技术老旧,难以维护。

这些问题,如果没有及时修正,就会导致代码臃肿、系统效率低下,难以维护,也难以新增功能。

有一个很形象的名词叫“技术债务”,用来形容上面这些架构或代码上的质量问题。

所以今天的课程,我将带你一起来了解一下什么是技术债务,它形成的原因是什么,以及怎么来管理技术债务。

什么是技术债务?

我们在学项目管理金三角时,有一张表示软件质量与时间、成本、范围关系的三角形图,也特别解释了为什么质量要放在三角形中间,因为质量往往是其他三个因素平衡后结果的体现。

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范围不减,成本不增加,还想节约时间走捷径,就会影响到质量。这个“质量”,不只是产品质量,还有架构质量和代码质量。这种对质量的透支,就是一种债务。而技术债务,就是软件项目中对架构质量和代码质量的透支。

技术债务确实是个形象生动的比喻,让你意识到它是和成本挂钩的,而且技术债务也有金融债务的一些特点,比如有利息,再比如技术债务也有好的一面。

技术债务是有利息的

债务的“利息”,就是在后面对软件做修改的时候,需要额外的时间成本。

假设我们做一个项目,在刚开始时,架构良好代码整洁,添加一个功能可能需要 4 天时间。随着项目不断维护,因为走捷径积累了一些技术债务,这时候再开发一个同样复杂度的功能就需要 5 天时间了。

这多出来的 1 天,就是技术债务造成的利息。因为你需要时间去梳理现在臃肿的代码,以找到合适的位置添加代码;修改代码后还可能导致原有系统不稳定,需要额外的时间去修复系统不稳定的问题。

技术债务不一定都是坏的

现实中,如果是贷款买辆豪车,一方面要支付利息,一方面车子一直在贬值,这不一定是个良性的债务;但如果你贷款买房子,虽然支付了利息,但如果房子升值,这个债务其实是良性的。

在软件项目中,也经常会刻意的欠一些技术债务,提升短期的开发速度,让软件能尽快推出,从而抢占市场;还有像快速原型开发模型,通过欠技术债务的方式快速开发快速验证,如果验证不可行,甚至这笔技术债务都不需要偿还了。

但技术借债也一样不能是无限制的,因为借债越多,利息越大,当收益抵不过利息时,就会陷入恶性循环,导致开发效率低下,进度难以保障。

所以对于项目中的债务,我们要清楚的知道有哪些技术债务,以及它给项目带来的收益和产生利息,这样才能帮助我们管理好这些债务。

技术债务产生的原因

如果现实中有人负债累累,那么多半有几个原因:这人对债务没有规划、生活所迫不得不借债、为了长远利益而临时借债、不知情的情况下欠了债务。

其实技术债务产生的原因也类似,所以《重构》一书的作者 Martin Fowler 把技术债务产生的原因分成了两个维度:

  1. 轻率(reckless)还是谨慎(prudent);
  2. 有意(deliberate)还是无意(inadvertent)。

这两个维度正好可以划分成四个象限,如下图所示:

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图片来源:Technical Debt Quadrant

  • 轻率 / 有意的债务

这个象限,反映的是团队因为成本、时间的原因,故意走捷径没有设计、不遵守好的开发实践,对于债务没有后续的改进计划的情况。

例如不做设计直接编码,后期也没有打算重构代码。或者是团队成员以新手程序员为主,没有足够的资深程序员指导和审查代码。

这样产生的债务,短期可能还好,但是因为技术债务会一直积累,会导致利息越来越多,最终带来的负面效果会越来越大。

  • 谨慎 / 有意的债务

这个象限,则反映的是团队清楚知道技术债务的收益和后果,并且也制定了后续的计划去完善架构和提升代码质量的情况。

比如说为了尽快发布产品,先采用“快猛糙”的方式开发,后续再对代码进行重构。

这样产生的债务,因为能及时偿还,所以既可以短期有一定时间上的收益,长期也不会造成负面影响。

  • 轻率 / 无意的债务

这个象限,反映了团队不知道技术债务,也不知道要后续要偿还技术债务的情况。

比如说一些开发团队对于什么是架构设计,什么是好的开发实践一无所知,代码一团糟。

这样产生的债务是最危险的,因为既没得到技术债务的收益,还要偿还其产生的利息。

  • 谨慎 / 无意的债务

这个象限反映了团队其实很重视架构设计和技术债务,但因为业务的变化,或者其他客观因素的原因,造成技术债务的产生。

比如说最初设计的时候,无法准确预测后面业务的发展,随着业务的发展,设计无法满足好新的需求。

这样产生的债务难以避免,但如果能及时的对架构升级、重构,就能保证不会造成严重的影响。

以上就是软件项目中的四种技术债务,每一种技术债务产生的原因都不尽相同,对其处理的策略不同,也会造成不同的影响。

如何管理技术债务?

既然技术债务有利息也有收益,那么我们怎么能保证软件项目中的收益大于支付的利息呢?

Martin Fowler 画过一张图,来形象的描述了设计、时间和开发速度的关系。没有设计直接写代码,从短期看确实是节约时间的,但是跨过一个临界点后,开发速度会急剧下降。

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图片来源:Is it worth the effort to design software well?

技术债务的收益和利息也是类似的道理,最初的时候,利息低收益高,欠一些技术债务是会节约时间的,但是超过一个临界点后,利息高收益低,就会大大降低开发效率。

所以最好能让技术债务控制在临界点之下,这就要求我们能充分了解目前项目中的债务情况,然后才好制定相应的策略,从而达到控制债务的目的。

识别技术债务

如果是现实中的债务,查查银行账户就很容易知道是不是欠债了,而技术债务却没那么直观,但识别技术债务是很关键一步,只有发现系统中的技术债务,才能去找到合适的方案解决它。

你要是细心观察,还是可以通过很多指标来发现软件项目存在的技术债务。比如说:

开发速度降低:通常项目正常情况下,在相同的时间间隔下,完成的任务是接近的。尤其是使用敏捷开发的团队,每个任务会评估故事分数,每个 Sprint 能完成的故事分数是接近的。但是如果单位时间内能完成的任务数明显下降,那很可能是技术债务太多导致的。

单元测试代码覆盖率低:现在大部分语言都有单元测试覆盖率的检测工具,通过工具可以很容易知道当前项目单元测试覆盖率如何,如果覆盖率太低或者下降厉害,就说明存在技术债务了。

代码规范检查的错误率高:现在主流的语言也有各种规范和错误检查工具,也叫 lint 工具,比如 Javascript 就有 eslint,Swift 有 SwiftLint,python 有 pylint。通过各种 lint 工具,可以有效发现代码中潜在的错误和不规范之处,如果错误率高,则说明代码质量不够好。

Bug 数量越来越多:正常情况下,如果没有新功能开发,Bug 数量会越来越少。但是如果 Bug 数量下降很慢,甚至有增多的迹象,那说明代码质量或者架构可能存在比较大问题。

除了上面这些指标,其实你还能找到一些其他指标,比如你用的语言或者框架的版本是不是太老,早已无人更新维护了;比如开发人员总是需要加班加点才能赶上进度,如果架构良好、代码质量良好,这些加班本是可以避免的。

选择处理技术债务策略

在识别出来技术债务后,就需要考虑如何来解决这些技术债务了。解决技术债务有三种策略。

  • 重写:推翻重来,一次还清

将老系统推翻重写是很多程序员最热衷干的事情之一了。重写系统是一种优缺点都很明显的策略,这有点像你试图把债务一次性还清。

优点是你可以针对当前的需求和业务发展特点,重新进行良好的设计,精简掉不需要的功能和代码。缺点就是重写通常工作量很大,在新系统还没完成之前,同时还要对旧系统维护增加新功能,压力会非常大;另外新写的系统,重新稳定下来也需要一段时间。

  • 维持:修修补补,只还利息

维持现状,只对严重问题修修补补,这其实是常见的一种策略,就跟还债的时候只还利息一样。

修修补补相对成本低,不用投入太大精力,如果项目不需要新增功能,只需要维护还好,如果项目还持续要新增功能,越到后面,维护的成本就越高了。

  • 重构:新旧交替,分期付款

重构相对是一种比较折中的策略,就跟我们采用分期付款的方式偿还贷款一样。

每次只是改进系统其中一部分功能,在不改变功能的情况下,只对内部结构和代码进行重新整理,不断调整优化系统的结构,最终完全偿还技术债务。这种方式优点很多,例如不会导致系统不稳定,对业务影响很小。缺点就是整个过程耗时相对更久。

这三种策略并没有绝对好坏,需要根据当前项目场景灵活选择。有个简单原则可以帮助你选择,那就是看哪一种策略投入产出比更好。

无论选择哪种策略,都是要有投入的,也就是要有人、要花时间,而人和时间就是成本;同样,对于选择的策略,也是有收益的,比如带来开发效率的提升,节约了人和时间,这就是收益。

如果收益高于投入,那这事可以考虑做,否则就要慎重考虑。对一个生命周期不会太久,或者没有什么新功能开发的系统,花大力气去重构、重写是不合算的,不如维持现状。而如果有新技术新产品出现,可以以极低的成本替代原有系统,这样重写就是个好方案。

比如说我们项目中有个很老的自己写的 CMS 系统,问题很多也没法维护,于是最近找了一个开源的 CMS 系统,把原有的数据一导入,马上就很好用了,也没有花多少时间。

通常,如果你纠结于不知道该选择哪一种策略时,那就选择重构的策略,因为这是相对最稳妥有效的。

实施策略

当你选择好用哪种策略处理技术债务之后,就可以实施你的策略了。不同的策略可能实施方式上略有不同。

  • 对于重写的策略,要当作一个正式的项目来立项,按照项目流程推进;

  • 对于重构的策略,要把整个重构任务拆分成一个个小任务,放到项目计划中,创建成 Ticket,放到任务跟踪系统中跟踪起来;

  • 对于维持的策略,也要把需要做的修补工作作为任务,放到计划中,放到任务跟踪系统中。

实施策略的关键就在于要落实成开发任务,作为项目计划的一部分。

预防才是最好的方法

前面说的方法策略,都是针对已经存在的技术债务而言的。其实最好的方法是预防技术债务的产生。像下面这些方法,都是行之有效的预防措施:

  • 预先投资:好的架构设计、高质量代码就像一种技术投资,能有效减少技术债务的发生;

  • 不走捷径:大部分技术债务的来源都是因为走捷径,如果日常能做好代码审查、保障单元测试代码覆盖率,这些行之有效的措施都可以帮助你预防技术债务;

  • 及时还债:有时候项目中,因为进度时间紧等客观原因,导致不得不走捷径,那么就应该把欠下的技术债务记下来,放到任务跟踪系统中,安排在后续的开发任务中,及时还债及时解决,就可以避免债务越来越多。

如果团队能提高对技术债务的认识,防患于未然,就能让技术债务保持在一个合理的水平,不会影响到开发效率。

总结

今天,我带你一起了解了软件项目中技术债务的知识。解释了技术债务的概念,技术债务,就是软件项目中架构质量和代码质量的透支。

技术债务,也并不都是坏事,如果合理利用,就可以在短期内缩短时间,但是后期如果不偿还技术债务,也会对项目及个人造成不好的后果。

技术债务产生的原因有四个方面:轻率 / 有意的债务、谨慎 / 有意的债务、轻率 / 无意的债务和谨慎 / 无意的债务。

可以分三个步骤来管理技术债务:识别技术债务、选择处理策略和实施策略。处理策略有三种:推翻重写、修修补补和重构。

对于技术债务,是继续修修补补凑合着用,还是推翻重来?其实取决于哪一种策略的投入产出比更好,如果推翻重来代价太大,那么就应该谨慎考虑,不如先修修补补或者局部重构;如果修修补补难以维持,就要考虑重写或者重构。

对于技术债务,还是要在日常开发中有好的意识,不走捷径,防患未然,预防技术债务的发生。