关于大型软件重构的一些想法

     原文连接：http://www.debuggingnow.com/blog/2009/12/some-thoughts-on-large-scaled-software-refactoring.html

     做当前这个项目也快一年半了，回头看看，前一年时间是在做重构，而后一年时间则是在打造一个新的产品。这里稍微总结一下做重构时所学到的一些东西吧。

重构其实可以是不同目标的，有些人重构是为了让代码更合理，美观；而另一些人则可能是为了实现某个功能；重构也是有不同程度的，有的可能只是在函数、类级别做些修改，而有些则是要对整个的架构，模块做变动；同时重构的投入也是有很大不同的，有的只是在遇到不好的代码或设计的时候才进行修正，而有的则会专门组建一个团队花一大段时间来做重构。

对基本概念的精确定义是一切讨论的基础，我这里讨论的重构是"为了实现某个功能而专门进行的大规模的代码改动"。

架构设计，你能看的多远

简单一点来说，我们要做的，就是把一个软件的UI代码与核心功能彻底分开，然后把核心部分做成一个单独的产品。当然，这种所谓的表现层与业务层要分开的道理是谁都懂的，当初的架构里也的确加入了这些概念，但是由于没有严格要求，也从来不会把核心部分单独拿出来跑，经过近十年的开发，代码中核心层对UI的依赖已经相当严重，有静态的，源代码编译上的依赖，也有动态的，运行时的依赖。这个时候要抽取其核心功能，无疑是相当困难和费时的(代码量以百万行记)。看看现在网上的一些开源CAD软件，很多就是一开始就有明确的Core-UI划分，并且可以运行在核心模式或者UI模式。如FreeCAD。想想如果当年的架构师能够想到这一步，从一开始就明确划分，可以肯定的是：一、后期无需花费那么多人力物力；二、其质量，设计会好很多。

当然，这个其实也不一定是远见不够，一旦和商业利益结合起来考虑，很多好的设计是不得不被放弃的。举个例子，你的产品只是面向Windows用户的，而项目组里都是Windows程序员 - 为了更快更好的推出产品，你应该不会考虑跨平台吧 - 可是十年后，老大们决定向Mac进军了~~~所以说，这一块也是尽人事，听天命吧。

工作模式

一定要开出一个单独的branch来。这样你就可以关起门来"为所欲为"了，不会影响到其他team。这里为所欲为指的是：

• Build Errors是允许的

       因为是很大的code base，你的某处修改可能在另外一处导致编译错误，或者你用script做的修改面特别广，而在本机做一个完整的build可能要半天(对的，即使用了IncrediBuild)，那就check-in之后让服务器帮忙去build，你可以继续工作了，有几个build error，没关系！

• Regression是正常的

每次check-in之前，不用跑那些自动化测试之类的。

当然，这种自由在很多情况下是不提倡的，但在这里，却非常大的提高了效率。

另外，因为重构的改动量是非常大的，所以要经常的与main或者trunk branck进行sync，把单次变动控制在一个可以接受的范围内。

如何保证质量

上面讲到我们可以不跑自动化测试而check-in，那么如何保证质量呢。

首先，你一定要有自动化测试 - 基于代码的单元测试也好，基于script的功能测试也好，只要是自动化的，并且覆盖率足够那就ok了 - 在做重构，尤其是大规模重构的时候，没有自动化测试那简直就是找死。

因为我们是在自己的branch上工作，只要保证回到main/trunk的时候没有regression就可以了，中间是什么状态，我们要求不是很高。一般的做法是：

• 每周会跑一下smoketest和一些相关的acceptance test，防止一些重大问题。
• 每次和main/trunk sync之前，我们都会花大概4天左右的时间来做"automation triage" - 把所有的自动化测试的case都跑一遍，拿到report之后逐个分析 - 或者逐批分析，因为很多failure都是一样的。

这种做法极大的提高了效率 - 要知道，要把所有的case跑完，需要几十台服务器一起跑3天~~~

如何管理代码

重构涉及到很多文件的移动与分拆，需要注意两个地方：

• 文件的历史信息不能断

      一个文件是怎么一步步改动过来的是非常重要的信息 - 你可以方便的查到谁在什么时候改过这个文件，怎么改的。移动，或者分拆文件是非常容易因为疏忽而丢失历史的操作。一定要正确的使用SCM工具来保持此信息，比如perforce里就要用intergrate，而不是简单的add。

• 文件的对应关系不能乱

       这里涉及到从branch到main的intergration，你在branch上把一个文件移动了并做了修改，而在main上同样有人做了修改，做intergration的时候，你很容易丢失别人在main上的修改，因为其对应关系并没有被建立起来，也就无从merge了。我想不同的SCM工具应该都提供了解决方案的，比如perforce就可以在其branch spec中来说明其对应关系。

重构的方法

工作期间拜读过《重构----改善既有代码的设计》，上面讲了许多不错的改善设计的方法与步骤，但是基本没用上。因为关于设计，我们对哪种情况，如何修改之前都已做了研究并有了方案，而那些步骤感觉稍显罗嗦，不是很适用。Visual Assist提供了个重构的模块，在一般规模的代码里用用还可以，但是对于有很多个solution的代码就无能为力了。况且这些只是涉及到源代码的重构，我们还有工程/DLL的重构。

我们采取的方法是：针对不同的情况，写perl脚本来自动化一些任务。举个简单点的例子：我修改了一个方法的名字，脚本就会搜索所有的代码，自动check-out需要修改的文件，并替换新名字。记得当时写了许多perl脚本来自动化对perforce的调用，VS的调用，对代码，工程文件的修改等等。

一些细节

• interface的使用
  我们的重构工作对于接口可以说是无所不用其极，而正是大量的使用接口才让这种已经耦合很紧的代码的UI-核心的分离成为可能。比如某个核心层的操作完成之后是调用UI的刷新代码，而把这个刷新操作移到外面又是相当困难的，此时用接口就是比较好的做法：
   
  

  pInterface->UpdateUI();

  
  当然还有一些其他的使用接口的方式，但归根结底都是为了分离实现。
  
• 使用vsprops
  我们用的是Visual Studio，上百个项目都有其各自的设置，而其实很多设置都是差不多的，完全可以把那些一致的设置放到一个vsprops文件中，让每个vcproj文件都引用它。能在很到程度上提高一致性与简洁度。MSDN有其详细的介绍。 
• 虚函数与rebuild。添加，删除虚函数，尤其是基类里的虚函数都会破坏原有的虚表，因此除非rebuild所有可能引用到的代码，不然就会产生很奇怪的函数调用，具体可以看这篇：关于虚函数那点破事。
  

做这种大型软件的重构，让我学到比较多的是：

• 面对一些大型的软件系统不会犯憷，会比较有自信。
• 养成自动化的习惯，一些大量的手工操作，会很枯燥，很费时，做的很容易出错而且没有成就感，但是把目标转换一下：写个程序把工作自动化，上面那些问题是不是都没了:)