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債務(wù)是一個復(fù)雜的話題。而軟件開發(fā)工程師需要了解什么是技術(shù)債務(wù)以及如何有效管理技術(shù)債務(wù)以加速軟件開發(fā)過程。
債務(wù)這個術(shù)語經(jīng)常帶有負(fù)面含義，而一提到債務(wù)，在人們腦海中經(jīng)常會浮現(xiàn)貸款、醫(yī)療賬單以及抵押貸款這樣的景象。但實(shí)際上，一些金融債務(wù)實(shí)際上可以為人們提供幫助。
技術(shù)債務(wù)也是如此。技術(shù)債務(wù)(也稱之為代碼債務(wù))是指開發(fā)團(tuán)隊(duì)加快交付今后可能需要重構(gòu)的項(xiàng)目或功能時會發(fā)生的情況。對于開發(fā)團(tuán)隊(duì)來說，加快開發(fā)過程成為優(yōu)先事項(xiàng)，而不是高質(zhì)量的代碼。
與金融債務(wù)一樣，技術(shù)債務(wù)可能會為組織帶來損害或可能提供幫助。為了明智地使用，軟件工程師和團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者必須了解有多少技術(shù)債務(wù)并學(xué)會妥善管理。對于組織來說，這可能成為一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，尤其是當(dāng)他們對技術(shù)債務(wù)的利弊沒有明確了解的時候。
技術(shù)債務(wù)是一個隱喻性框架，可以用于思考在開發(fā)團(tuán)隊(duì)加快軟件生產(chǎn)之后需要重構(gòu)的細(xì)節(jié)。
技術(shù)債務(wù)有哪些同義詞?
像大多數(shù)創(chuàng)造出來的術(shù)語一樣，技術(shù)債務(wù)還有很多其他名稱，它們基本上都意味著同一件事情。在談?wù)摷夹g(shù)債務(wù)時，人們可能還會看到諸如……
- 技術(shù)債務(wù)(Tech debt)：技術(shù)債務(wù)的簡寫或昵稱。
- 設(shè)計(jì)債務(wù)：與軟件的設(shè)計(jì)元素有關(guān)的技術(shù)債務(wù)。
- 代碼債務(wù)：與程序員必須重構(gòu)的軟件系統(tǒng)中的不良代碼相關(guān)的技術(shù)債務(wù)。
這些術(shù)語都有細(xì)微的差別，但都屬于更大的技術(shù)債務(wù)類別。
如何在Scrum框架中使用技術(shù)債務(wù)以及如何處理它
Scrum如今已經(jīng)成為軟件開發(fā)人員在尋求以更有效的方式交付產(chǎn)品時使用的流行框架。Scrum的一個關(guān)鍵原則是事情是不可預(yù)測的：客戶改變主意或經(jīng)常出現(xiàn)新需求。這種對變化的開放，意味著組織在使用Scrum框架時可能會出現(xiàn)技術(shù)債務(wù)。
Scrum培訓(xùn)師Stefan Wolpers對Scrum中兩種不同類型的技術(shù)債務(wù)進(jìn)行了分析與闡述。
- 首先是主動選擇創(chuàng)建由不完美代碼組成的短期解決方案，以便可以更快地交付產(chǎn)品。期望開發(fā)團(tuán)隊(duì)會在初始發(fā)布之后并不斷來改進(jìn)代碼質(zhì)量。
- 當(dāng)開發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)有關(guān)他們試圖解決的問題的更多信息時，另一種類型的技術(shù)債務(wù)可能會出現(xiàn)。隨著新需求的出現(xiàn)，以往有效的解決方案如今可能無法奏效。其代碼需要調(diào)整和重構(gòu)，這樣就產(chǎn)生了一些技術(shù)債務(wù)。
Wolpers指出，Scrum指南并沒有給出任何關(guān)于如何減少技術(shù)債務(wù)的具體指導(dǎo)。正如他所說，Scrum指南并沒有提供萬能的解決方案。盡管如此，他也認(rèn)識到技術(shù)債務(wù)的積累是組織在開展業(yè)務(wù)時不可避免的一部分，并為Scrum團(tuán)隊(duì)來更好地處理他們基于代碼的技術(shù)債務(wù)提供了六種方法。
他說，Scrum團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該：
(1)優(yōu)先考慮技術(shù)債務(wù)的透明度。Wolpers表示，透明度使管理技術(shù)債務(wù)變得更加簡單。他建議開發(fā)團(tuán)隊(duì)突出展示他們的技術(shù)債務(wù)的可視化，將其作為首要任務(wù)，并在每次召開的Sprint會議期間審查他們的技術(shù)債務(wù)需求。
(2)跟蹤技術(shù)債務(wù)。Wolpers建議對錯誤進(jìn)行計(jì)數(shù)，并盡可能使用更深入的代碼指標(biāo)，如圈復(fù)雜度、代碼覆蓋率、SQALE評級以及規(guī)則。
(3)快速、定期地償還債務(wù)。與金融債務(wù)一樣，當(dāng)團(tuán)隊(duì)定期償還時，技術(shù)債務(wù)就會得到更好的管理。Wolpers表示，Scrum團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該考慮將15%～20%的資源分配給每個Sprint周期的重構(gòu)代碼和修復(fù)錯誤。
(4)減少產(chǎn)品積壓。組織的產(chǎn)品積壓應(yīng)該包括與償還技術(shù)債務(wù)相關(guān)的任務(wù)。而組織將這些債務(wù)列入想要解決的問題，將有助于防止債務(wù)被忽視或遺忘。
(5)調(diào)整對“完成”的定義。在達(dá)到可管理的技術(shù)債務(wù)的既定標(biāo)準(zhǔn)之前，不要將某事視為已經(jīng)完成。
(6)規(guī)范程序。為組織的團(tuán)隊(duì)如何處理添加實(shí)驗(yàn)或新功能(包括引入技術(shù)債務(wù))制定一個可重復(fù)的公式。
技術(shù)債務(wù)有哪些不同類型?
技術(shù)債務(wù)可以采取許多不同的形式，但還有很多人對于這些差異進(jìn)行討論。
而大多數(shù)專家都認(rèn)同具有兩種不同類型的技術(shù)債務(wù)：有意的和無意的。而這與Wolper將Scrum用戶的主動和被動技術(shù)債務(wù)進(jìn)行分離有些類似。
當(dāng)組織為了縮短上市時間而選擇在其代碼中留出改進(jìn)空間時，就會發(fā)生有意的技術(shù)債務(wù)(也稱為故意或主動)。
當(dāng)代碼質(zhì)量在一段時間后需要改進(jìn)時，就會發(fā)生無意的技術(shù)債務(wù)(也稱為偶然的、過時的、被動的或無意的)。這可能是第一次生產(chǎn)不佳的結(jié)果，或者只是隨著代碼過時而自然需要更新。
2014年發(fā)表的一篇名為《走向技術(shù)債務(wù)本體論》的學(xué)術(shù)論文對于只有兩種類型的技術(shù)債務(wù)的觀點(diǎn)進(jìn)行了反駁。該論文指出，如果技術(shù)債務(wù)有更具體的類別，組織將會得到更好的服務(wù)，因此論文提出了13種不同類型的技術(shù)債務(wù)，每種類型都包括這篇論文指出的具體問題：
- 架構(gòu)債務(wù)
- 積累債務(wù)
- 代碼債務(wù)
- 缺陷債務(wù)
- 設(shè)計(jì)債務(wù)
- 文件債務(wù)
- 基礎(chǔ)設(shè)施債務(wù)
- 人員債務(wù)
- 處理債務(wù)
- 要求債務(wù)
- 服務(wù)債務(wù)
- 測試自動化債務(wù)
- 測試債務(wù)
雖然這些債務(wù)分類方法還有其他細(xì)節(jié)，但最流行的債務(wù)分類方法來自Martin Fowler的技術(shù)債務(wù)象限。與Ward Cunningham一樣，Martin Fowler是敏捷軟件開發(fā)宣言的17位作者之一。然而當(dāng)談到技術(shù)債務(wù)時，F(xiàn)owler獨(dú)自開發(fā)了他所謂的“技術(shù)債務(wù)象限”。
Martin Fowler的技術(shù)債務(wù)象限是什么?
2009年，F(xiàn)owler對由Steve McConnel推廣的有意和無意的技術(shù)債務(wù)的雙重分離進(jìn)行了細(xì)微的修改。他認(rèn)為人們??用債務(wù)進(jìn)行比喻就像是問錯了問題。
Fowler并沒有試圖找出有關(guān)設(shè)計(jì)缺陷的技術(shù)問題的答案，例如“這是否被視為技術(shù)債務(wù)?”，而是想知道這些軟件系統(tǒng)產(chǎn)生的債務(wù)是魯莽的還是謹(jǐn)慎的。這種區(qū)別，再加上“有意”或“無意”債務(wù)的概念，形成了Fowler所稱的技術(shù)債務(wù)象限。
這個象限產(chǎn)生四種不同類型的技術(shù)債務(wù)：
- 魯莽和有意。
- 魯莽和無意。
- 謹(jǐn)慎和有意。
- 謹(jǐn)慎和無意。
有意債務(wù)發(fā)生在創(chuàng)造的選擇中，無意債務(wù)發(fā)生在團(tuán)隊(duì)需要做出調(diào)整之后。然而，謹(jǐn)慎債務(wù)和魯莽債務(wù)的區(qū)別更加獨(dú)特，這種分類賦予了技術(shù)債務(wù)象限的價值。謹(jǐn)慎的技術(shù)債務(wù)來自一個知道自己在做什么的團(tuán)隊(duì)，而當(dāng)他們做事過于草率時，就會產(chǎn)生魯莽的債務(wù)。
能看出謹(jǐn)慎和魯莽的區(qū)別嗎?
謹(jǐn)慎的團(tuán)隊(duì)了解他們的舉動，并且他們有意使用他們的技術(shù)債務(wù)。
魯莽的團(tuán)隊(duì)只是將他們的軟件系統(tǒng)視為瘋狂購物的美國運(yùn)通銀行持卡人，將導(dǎo)致技術(shù)債務(wù)不斷地積累。
Fowler指出，用債務(wù)比喻來解釋象限中最復(fù)雜的部分是謹(jǐn)慎和無意部分。而當(dāng)一個團(tuán)隊(duì)知道他們在做什么并且在項(xiàng)目上做得很好但最終仍然需要一些返工時，就會出現(xiàn)這種情況。
Fowler表示，無論團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識或經(jīng)驗(yàn)如何，軟件工程團(tuán)隊(duì)都應(yīng)該承擔(dān)一定程度的債務(wù)。在謹(jǐn)慎的情況下出現(xiàn)少量債務(wù)是可以預(yù)料的，但這只會使減少魯莽債務(wù)并盡可能減少不良代碼而變得更加有價值。
應(yīng)該始終避免哪種類型的技術(shù)債務(wù)?
謹(jǐn)慎的技術(shù)債務(wù)可以為軟件開發(fā)組織帶來很多好處，但這些組織應(yīng)該密切關(guān)注他們積累了多少技術(shù)債務(wù)。魯莽從來都不是好事，但存在另一種可能對組織造成更大傷害的技術(shù)債務(wù)：位衰減(bit rot)。
位衰減(也稱為“數(shù)據(jù)腐化”)發(fā)生在軟件隨著時間的推移而退化到產(chǎn)生錯誤甚至改變其功能和可用性的程度時。位衰減需要一些時間來開發(fā)，但它將讓開發(fā)團(tuán)隊(duì)更加謹(jǐn)慎。
當(dāng)開發(fā)人員對他們不完全理解的遺留代碼進(jìn)行增量的微小更改時，通常會發(fā)生這種情況。這些微小的更改最終會造成足夠的復(fù)雜性和問題，從而影響整個軟件的。一些軟件開發(fā)工程師甚至可能違反非功能性要求(NFR)或完全破壞代碼。解決這種技術(shù)債務(wù)的唯一方法是重構(gòu)整個系統(tǒng)。
而技術(shù)債務(wù)面臨最大的問題是，微小的變化實(shí)際上會增加債務(wù)總額，而且開發(fā)團(tuán)隊(duì)在大多數(shù)時候甚至不知道這一點(diǎn)。使用Wolper的透明度概念可以幫助組織避免這樣的災(zāi)難。
同樣，開發(fā)團(tuán)隊(duì)將從完全理解他們工作的每個軟件中受益，這樣他們就不會無意中添加可能阻礙系統(tǒng)運(yùn)行的代碼。項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)可以通過確保他們的開發(fā)過程不會留下發(fā)生位衰減的空間來讓他們的開發(fā)人員負(fù)責(zé)。
什么是技術(shù)債務(wù)指標(biāo)?
除非能夠衡量它，否則了解很多關(guān)于技術(shù)債務(wù)的知識并不重要。
但是應(yīng)該衡量什么? 與任何良好的管理計(jì)劃一樣，組織需要了解最佳指標(biāo)才能控制其技術(shù)債務(wù)。
以下是一些值得關(guān)注的最佳指標(biāo)：
(1)錯誤(Bug)
至少，軟件開發(fā)人員應(yīng)該計(jì)算并跟蹤他們的錯誤。這包括已修復(fù)和未修復(fù)的錯誤。而關(guān)注未修復(fù)的錯誤可以讓開發(fā)團(tuán)隊(duì)在敏捷迭代期間專注于并修復(fù)它們。關(guān)注已修復(fù)的錯誤有助于團(tuán)隊(duì)衡量他們的技術(shù)債務(wù)管理流程的有效性。
(2)代碼質(zhì)量
雖然錯誤對軟件的最終用戶有更直接的影響，但代碼復(fù)雜性確實(shí)會損害開發(fā)團(tuán)隊(duì)和整個組織。
尋找代碼復(fù)雜性指標(biāo)，例如：
- 圈復(fù)雜度。
- 類耦合。
- 代碼行。
- 繼承深度。
這些指標(biāo)越低越好。
密切關(guān)注這些指標(biāo)還有助于組織準(zhǔn)確地知道要返工或重構(gòu)哪些代碼，以降低復(fù)雜性并改進(jìn)軟件的后端。
(3)代碼內(nèi)聚
與代碼質(zhì)量一樣，專門關(guān)注代碼內(nèi)聚性將有助于避免代碼變得過于復(fù)雜。高代碼內(nèi)聚通常意味著代碼更易于維護(hù)、可重用和健壯。它還最大限度地減少了需要參與代碼開發(fā)的人數(shù)，這可以顯著降低復(fù)雜性，并減少位衰減的機(jī)會。
高內(nèi)聚性是指有一個類執(zhí)行定義良好的任務(wù)。
(4)代碼所有權(quán)
更多的開發(fā)工程師通常意味著更多的麻煩，而更多的麻煩通常會導(dǎo)致更大的問題和更高水平的無意技術(shù)債務(wù)。這就是為什么代碼所有權(quán)是一個如此有價值的指標(biāo)：它回答了“誰專注于什么代碼?”的問題。
該指標(biāo)將使組織的項(xiàng)目管理人員關(guān)注處理各種代碼的人數(shù)。了解這些信息將使這些團(tuán)隊(duì)能夠減少用于這些工作的開發(fā)人員的人數(shù)和時間。但并不希望某個人擁有完整的代碼段，以防萬一離職或者出現(xiàn)意外。通常情況下，是讓開發(fā)工程師團(tuán)隊(duì)擁有代碼庫中的域。
(5)Churn
代碼在被重寫/替換時被稱之為Churn。Churn是對給定代碼段看到的活動的度量。組織要關(guān)注到大量活動的代碼，因?yàn)槠渲械娜魏螁栴}都會加劇。然后，度量流失可以幫助團(tuán)隊(duì)識別代碼的哪些部分需要重構(gòu)并確定其優(yōu)先級。如果開發(fā)工程師必須不斷解決代碼同一部分的錯誤，那就意味著那里出了問題。關(guān)注這種流失將幫助組織更快地查明這些問題，使他們能夠通過永久性解決方案來解決問題，從而降低技術(shù)債務(wù)。
跟蹤這些技術(shù)債務(wù)指標(biāo)不會消除組織的所有債務(wù)，但會幫助更有效地管理。
什么是技術(shù)債務(wù)統(tǒng)計(jì)?
一些研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)行了學(xué)術(shù)研究和調(diào)查，闡明了軟件行業(yè)對技術(shù)債務(wù)比喻的看法。
卡內(nèi)基梅隆大學(xué)軟件工程研究所的一項(xiàng)行業(yè)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)參與者在這個比喻中發(fā)現(xiàn)了一些價值，盡管他們對具體定義略有不同。然而更有趣的是，他們關(guān)于技術(shù)債務(wù)成因的研究結(jié)果。
受訪者表示，第一，糟糕的架構(gòu)選擇是他們技術(shù)債務(wù)的主要來源。第二是代碼過于復(fù)雜，第三是缺乏文檔和測試不充分。
這些結(jié)果表明，大多數(shù)受訪者表示無意中積累了技術(shù)債務(wù)。更糟糕的是，65%的參與者表示他們沒有管理技術(shù)債務(wù)的流程。這意味著他們因?yàn)槿狈?zhàn)略而積累了技術(shù)債務(wù)，并且選擇沒有解決這些問題的戰(zhàn)略。
一位擁有20多年與各種公司合作經(jīng)驗(yàn)的軟件開發(fā)人員建議，組織應(yīng)該像還清信用卡一樣償還他們的技術(shù)債務(wù)。組織應(yīng)該將投資重點(diǎn)集中在兩個地方：企業(yè)文化和代碼庫。
投資于企業(yè)文化似乎讓每個人都站在同一個立場上。這意味著要建立起讓人們共同負(fù)責(zé)的制度，意味著人們知道在做什么。
而投資于代碼庫可能意味著執(zhí)行更深入和更頻繁的質(zhì)量保證測試。這些測試甚至可能是自動化的。這也可能意味著更頻繁的重構(gòu)，特別是如果組織已經(jīng)積累了大量技術(shù)債務(wù)的話。投資于代碼庫應(yīng)該包括某種形式的代碼審查，以確保在問題變得失控之前得到解決。
在這些地方投資是很好的起點(diǎn)，但任何組織可以做的最有價值的事情就是管理他們的技術(shù)債務(wù)。如果沒有明確的戰(zhàn)略，技術(shù)債務(wù)將會繼續(xù)增長，并在未來帶來更多問題。
如何開始管理技術(shù)債務(wù)?
與金融債務(wù)一樣，只有制定計(jì)劃加以管理，技術(shù)債務(wù)才會減少。但管理技術(shù)債務(wù)并非易事。它需要頻繁的監(jiān)控和努力，并且已經(jīng)成為軟件公司必不可少的一部分。技術(shù)債務(wù)很容易使組織偏離業(yè)務(wù)目標(biāo)，因此管理它有助于與組織的其他部分保持一致。
盡管如此，管理技術(shù)債務(wù)對于組織來說仍然感覺是一種負(fù)擔(dān)。項(xiàng)目經(jīng)理、產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)和工程師已經(jīng)不堪重負(fù)。這不是他們首先累積債務(wù)的原因嗎?而添加其他東西會增加他們的壓力水平嗎?也許是這樣，但想要將技術(shù)債務(wù)保持在較低水平的組織必須將其作為優(yōu)先事項(xiàng)。這只是一個很大的需求，尤其是當(dāng)查看統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時。
根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)的預(yù)測，到2024年，尚未解決的技術(shù)債務(wù)將使全球各地的公司損失4萬億美元，而那些償還技術(shù)債務(wù)的企業(yè)向客戶的交貨時間將縮短50%。
在過去的幾年中，新技術(shù)應(yīng)用程序已經(jīng)讓軟件公司認(rèn)識到這種需求，并尋求方法來滿足它。
現(xiàn)在，有了Stepsize之類的軟件，開發(fā)團(tuán)隊(duì)可以輕松地報(bào)告?zhèn)鶆?wù)、對債務(wù)報(bào)告進(jìn)行分類，并確定需要解決的最重要的債務(wù)部分，從而幫助組織管理其技術(shù)債務(wù)。所有這些都有助于軟件工程團(tuán)隊(duì)管理他們的技術(shù)債務(wù)，而不會徹底改變他們的常規(guī)工作流程。更重要的是，它使他們能夠快速開發(fā)出優(yōu)秀的軟件，同時監(jiān)控他們積累的技術(shù)債務(wù)。
原文作者：The Engineer’s Complete Guide to Technical Debt，作者：Alex Omeyer
新聞名稱：軟件開發(fā)工程師技術(shù)債務(wù)的完整指南
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