Мы будем опираться на симбиоз взаимодействующих между собой методик. Методик, некоторые из которых были забыты десятилетия назад как непрактичные и наивные.

Вот исходные материалы, из которых нам предстоит построить новую дисциплину разработки программного обеспечения:

• история об управлении автомобилем;

• четыре ценности – коммуникация, простота, обратная связь и храбрость;

• принципы;

• четыре базовые активности – кодирование, тестирование, слушание и проектирование.

Наша задача – структурировать четыре активности. Мы должны не только структурировать активности, мы должны сделать это в соответствии с длинным списком подчас противоречивых принципов. В то же время мы должны попытаться улучшить экономическую производительность разработки программного обеспечения таким образом, чтобы все получили возможность слушать.

Нет проблем.

Э-э-э...

Целью данной книги является объяснение того, как работают входящие в ХР методики, поэтому в данной главе я бегло перечислю основные группы используемых в рамках ХР методик. В следующей главе я покажу, как подобные смехотворно простые решения могут дать столь значительный результат. Там, где некоторая методика слаба, сила остальных методик покрывает недостатки слабой. В последующих главах некоторые темы будут рассмотрены более детально.

Для начала перечислю все методики.

• Игра в планирование (planning game) – быстро определяет перечень задач (объем работ), которые необходимо реализовать в следующей версии продукта. Для этого рассматриваются бизнес-приоритеты и технические оценки. Если со временем план перестает соответствовать действительности, происходит обновление плана.

• Небольшие версии (small releases) – самая первая упрощенная версия системы быстро вводится в эксплуатацию, после этого через относительно короткие промежутки времени происходит выпуск версии за версией.

• Метафора (metaphor) – эта простая общедоступная и общеизвестная история, которая коротко описывает, как работает вся система. Эта история управляет всем процессом разработки.

• Простой дизайн (simple design) – в каждый момент времени система должна быть спроектирована так просто, как это возможно. Чрезмерная сложность устраняется, как только ее обнаруживают.

• Тестирование (testing) – программисты постоянно пишут тесты для модулей. Для того чтобы разработка продолжалась, все тесты должны срабатывать. Заказчики пишут тесты, которые демонстрируют работоспособность и завершенность той или иной возможности системы.

• Переработка (refactoring) – программисты реструктурируют систему, не изменяя при этом ее поведения. При этом они устраняют дублирование кода, улучшают коммуникацию, упрощают код и повышают его гибкость.

• Программирование парами (pair programming) – весь разрабатываемый код пишется двумя программистами на одном компьютере.

• Коллективное владение (collective ownership) – в любой момент времени любой член команды может изменить любой код в любом месте системы.

• Непрерывная интеграция (continuous integration) – система интегрируется и собирается множество раз в день. Это происходит каждый раз, когда завершается решение очередной задачи.

• 40-часовая неделя (40-hour week) – программисты работают не более 40 часов в неделю. Это правило. Никогда нельзя работать сверхурочно две недели подряд.

• Заказчик на месте разработки (on-site customer) – в состав команды входит реальный живой пользователь системы. Он доступен в течение всего рабочего дня и способен отвечать на вопросы о системе.

• Стандарты кодирования (coding standards) – программисты пишут весь код в соответствии с правилами, которые обеспечивают коммуникацию при помощи кода.

В данной главе кратко рассказывается о том, что подразумевается под каждой из этих методик. В следующей главе (Как это работает?) мы рассмотрим взаимосвязи между методиками, благодаря которым слабость одной методики нейтрализуется силой другой методики.

Игра в планирование

Ни соображения бизнеса, ни технические соотношения не должны превалировать. Разработка программного обеспечения – это всегда эволюционирующий диалог между желаемым и возможным. Природа этого диалога состоит в том, что в его процессе изменяется как то, что кажется возможным, так и то, что кажется желаемым.

Представители бизнеса должны принимать решения в следующих областях.

• Объем работ – какую часть проблемы достаточно решить для того, чтобы систему можно было эксплуатировать в реальных производственных условиях? Представитель бизнеса должен быть способен определить, какого объема будет недостаточно и какой объем будет чрезмерным.

• Приоритет – если с самого начала вы можете реализовать только возможности А или В, то какую из них следует реализовать в первую очередь? Ответ на этот вопрос должен быть определен в первую очередь представителем бизнеса, а не программистом.

• Композиция версий – как много или как мало должно быть сделано для того, чтобы бизнес лучше шел с программным обеспечением, чем без него? Программистская интуиция зачастую ошибается в отношении данного вопроса.

• Сроки выпуска версий – в какие важные даты очередные версии программного продукта должны появляться в производстве?

Бизнес не может принимать решения в вакууме. Разработчики должны сформировать набор технических решений, которые должны стать исходным материалом при формировании бизнес-решений.

Разработчики должны принимать решения в следующих областях.

• Оценка – как много времени потребуется для того, чтобы реализовать ту или иную возможность?

• Последствия – существует набор бизнес-решений, которые следует формировать, только ознакомившись с технологическими последствиями. Хорошим примером является выбор той или иной технологии управления базой данных. Бизнесу лучше иметь дело с крупной компанией, а не с новичками, однако и здесь существует набор факторов, которые необходимо тщательно изучить, так как, возможно, сотрудничество с компанией, появившейся на рынке недавно, оправданно по тем или иным причинам. Возможно, свежая, недавно разработанная система управления базой данных дает двукратный рост производительности. Возможно, разработка решения на основе этой базы данных обойдется бизнесу в два раза дешевле. Таким образом, риск, связанный с использованием новой технологии управления базой данных, вполне оправдан. А возможно, и нет. Разработчики должны объяснить последствия того или иного решения.

• Процесс – как будет организована команда разработчиков и как будет организована работа этой команды? Команда должна соответствовать культуре, в рамках которой будет осуществляться разработка, однако при этом не следует забывать, что ваша основная задача – получить качественный программный продукт, а не следить за чистотой культуры разработки.

• Подробный график работ – какие истории заказчика должны быть реализованы в первую очередь в рамках работы над очередной версией продукта? Программисты должны обладать свободой при решении вопроса о том, какие самые рискованные сегменты разработки должны быть реализованы в первую очередь. Благодаря этому снижается общий риск разработки. В рамках этого ограничения по-прежнему следует в первую очередь работать над наиболее приоритетными для бизнеса задачами. Благодаря этому снижается вероятность того, что реализация чрезвычайно важных для бизнеса возможностей системы будет отложена до следующей версии.

Небольшие версии

Каждая версия должна быть настолько маленькой, насколько это возможно. В ней должны быть реализованы наиболее ценные для бизнеса требования. В целом версия должна быть логически завершенной и работоспособной, то есть вы не можете реализовать некоторую возможность только наполовину и внедрить ее в производство только для того, чтобы сократить время работы над версией.

Лучше планировать на месяц или два вперед, чем планировать на полгода или год вперед. Компания, которая за один раз передает в руки заказчика достаточно крупный программный продукт, не может выпускать очередные версии этого продукта достаточно часто. Эта компания должна сократить время работы над очередной версией настолько, насколько это возможно.

Метафора

Каждый программный проект ХР направляется при помощи единой всеобъемлющей метафоры. Иногда эта метафора выглядит наивной, как, например, система управления контрактами, о которой рассказывается в терминах контрактов, заказчиков и индоссаментов. Иногда метафора требует дополнительных разъяснений, например, требуется отметить, что компьютер должен рассматриваться как рабочий стол или вычисление пенсии должно выглядеть как электронная таблица. Все это метафоры, так как на самом деле мы не говорим буквально, что система – это электронная таблица. Метафора просто помогает каждому участнику проекта понять базовые элементы программы и то, как они взаимосвязаны.

Слова, которые используются для идентификации технических элементов системы, должны постоянно заимствоваться из выбранной метафоры. По мере того как идет работа над проектом, метафора развивается и вся команда продолжает ее анализировать, получая при этом новые источники вдохновения.

В ХР метафора во многом заменяет собой то, что другие люди называют термином архитектура. Проблема состоит в том, что архитектура – это, как правило, огромная по размерам схема системы, которая не дает представления о ее целостности. Архитектура – это большие прямоугольники и соединения между ними.

Конечно же, вы можете сказать: плохо сформированная архитектура – это плохо. Однако нам требуется подчеркнуть саму цель, для которой формируется архитектура, а это значит, что мы должны предоставить каждому участнику проекта связную историю о строении и функционировании системы. Эта история должна быть изложена на языке, понятном как технарям, так и бизнесменам. В рамках этой истории будет осуществляться работа над проектом. Спросив о метафоре, мы получаем в ответ сведения об архитектуре, причем эти сведения передаются нам в такой форме, которая удобна для общения и обдумывания.

Простой дизайн

В каждый момент времени правильным является дизайн системы, в рамках которого:

1. Выполняются все тесты.

2. Нет дублирующейся логики. (Опасайтесь скрытого дублирования, например, применения параллельных иерархий классов.)

3. Выражается каждая из идей, важных для программистов.

4. Существует наименьшее возможное количество классов и методов.

Каждый фрагмент дизайна системы должен доказать свое право на существование на основании всех перечисленных правил. Эдвард Туфт (Edward Tufte) придумал упражнение для разработчиков графов – нарисуйте граф так, как хотите, затем стирайте до тех пор, пока вы не удаляете из графа полезную информацию. Если вы не можете больше продолжать стирание, значит, перед вами наиболее удачный дизайн для графа. Простой дизайн программной системы можно сформировать точно таким же образом – уберите из системы все элементы, какие вы сможете убрать, не нарушив при этом правил 1-3.

Edward Tufte, The Visual Display of Quantitative Information (Визуальное отображение численной информации), Graphics Press, 1992.

Этот совет противоположен тому, что обычно приходится слышать программистам: Реализуйте для сегодняшнего дня, а проектируйте – для завтрашнего. Однако если вы уверены, что будущее – в неопределенности, если вы верите в то, что завтра вы можете сменить направление своих мыслей и не платить за это слишком дорого, значит, включение в дизайн функциональности только на основании абстрактных размышлений – это безумство. Добавляйте в дизайн то, что вам нужно, только тогда, когда это действительно вам нужно.

Тестирование

Любая возможность программы, для которой нет автоматических тестов, просто не существует. Программисты пишут тесты модулей, благодаря чему их уверенность в правильности функционирования программы становится частью самой программы. Заказчики пишут функциональные тесты, благодаря чему их уверенность в функционировании программы также становится частью программы. В результате всеобщая уверенность в работоспособности программы со временем все возрастает и возрастает. Эта уверенность выражена в наборе тестов, количество которых увеличивается и которые продолжают функционировать по мере продолжения работы над программой. Благодаря этому со временем программа становится не менее, а более приспособленной для внесения в нее изменений.

Нет необходимости писать тесты для каждого разрабатываемого вами метода, проверять надо только производственные методы, которые могут не сработать. Иногда вы тратите усилия только на то, чтобы понять, возможно ли в процессе функционирования кода возникновение той или иной ситуации. В течение получаса вы анализируете код. Да, это возможно. Теперь вы отбрасываете код и начинаете писать его заново – начиная с тестов.

Переработка

Когда программисты приступают к реализации некоторой возможности программы, они всегда задаются вопросом, существует ли способ изменения имеющейся программы для того, чтобы упростить добавление в нее требуемой новой возможности? После того как возможность добавлена, программисты спрашивают себя, можно ли теперь упростить программу и при этом обеспечить выполнение всех тестов? Это и называется переработкой кода (refactoring).

Обратите внимание, это означает, что иногда вы должны сделать больше работы, чем это на самом деле необходимо для того, чтобы добавить в программу новую возможность. Однако, работая в этом ключе, вы обеспечиваете снижение затрат, связанных с добавлением в программу последующих возможностей. Переработав код, вы упрощаете его дальнейшую модернизацию. Вы не выполняете переработку исходя из предварительных нечетких размышлений, напротив, вы перерабатываете код тогда, когда система нуждается в этом. Когда при добавлении новой возможности вы дублируете код, это означает, что система просит вас выполнить переработку.

Если программист видит некоторый черновой способ обеспечить выполнение теста, для реализации которого потребуется одна минута, и, помимо этого, он также видит другой, более элегантный способ обеспечить выполнение теста, предусматривающий также упрощение дизайна, но для реализации которого требуется десять минут, программист должен предпочесть второй способ, то есть потратить больше времени, но в результате получить более простой и более элегантный дизайн. К счастью, в рамках ХР вы получаете возможность вносить в дизайн системы любые, даже самые радикальные изменения, делая это небольшими, малорискованными шагами.

Программирование парами

Весь код системы вплоть до ее внедрения в производство пишется парами программистов, каждая из которых работает на одном компьютере, оснащенном одной клавиатурой и одной мышью.

В каждой паре существуют две роли. Один партнер, в руках которого находится клавиатура и мышь, думает о том, как прямо сейчас реализовать некоторый метод самым лучшим образом. Второй партнер думает более стратегически:

• Сработает ли используемый подход в целом?

• Какими могут быть другие, еще не рассмотренные тестовые случаи?

• Существуют ли какие-либо способы упростить всю систему таким образом, что текущая проблема просто исчезнет?

Состав пар меняется динамически. Партнеры, которые утром входили в состав одной пары, днем могут стать членами совершенно других пар. Если вы отвечаете за решение задачи в области, которая является для вас малознакомой, вы можете попросить составить вам компанию кого-либо, кто недавно работал в этой области. Скорее всего, вы побываете в паре с каждым из членов вашей команды.

Коллективное владение

Любой член команды, который видит возможность добавить что-либо в любой раздел кода системы, может сделать это в любой подходящий для этого момент времени.

Сравните это с двумя другими моделями владения кода – полное отсутствие владения и индивидуальное владение. В давние времена различными кусками кода программы никто не владел. Если кто-либо желал изменить какой-либо код, он мог сделать это в соответствии со своими собственными пожеланиями. Результатом был хаос, в особенности если приходилось иметь дело с объектами, в которых взаимосвязь между строкой кода в одном месте и строкой кода в другом месте нельзя было в точности установить статически. Код разрастался очень быстро, и с такой же скоростью он стремительно терял стабильность.

Чтобы подвести ситуацию под контроль, программисты стали использовать индивидуальное владение кодом. Единственным человеком, кто обладал правом внесения в некоторый фрагмент кода изменений, являлся официальный владелец этого кода. Если кто-либо, не являющийся владельцем, видел, что код необходимо изменить, он должен был обратиться с соответствующей просьбой к владельцу. В результате такой практики действительный код системы начинал расходиться с тем, каким его хотели бы видеть работающие в рамках проекта программисты. Изменение кода в рамках подобного подхода превращалось в своего рода бюрократическую процедуру – люди начинали избегать обращаться к владельцу кода для того, чтобы внести в код желаемые изменения, вместо этого они предпочитали работать с тем, что есть. В конце концов, внести изменение требуется прямо сейчас, а не спустя некоторое время. Таким образом, код оставался относительно стабильным, однако он не эволюционировал с достаточно большой скоростью. А когда владелец кода находил другую работу и уходил из команды... возникали серьезные проблемы.

В рамках ХР ответственность за весь код системы лежит на всех членах команды. Нельзя сказать, что каждый член команды хорошо знает каждую часть кода, однако можно сказать, что каждый член команды знает, по крайней мере, что-то о каждой части. Если пара программистов работает над решением некоторой задачи и видит, что для упрощения работы требуется внести модификации в некоторую часть кода, тем самым улучшив этот код, изменения вносятся немедленно, благодаря чему решаемая этой парой задача упрощается.