敏捷的軟體架構設計：可擴展的軟體架構

敏捷底下的軟體架構

圖片取自：http://m.001zf.com/newshow.php?itemid=696

前一篇，我分享了您的軟體架構夠敏捷嗎？而我寫過許多關於架構設計的相關文章，但今天這一篇，可能是最難寫的一篇？因為，在（確定的需求／沒有 Deadline 的時間壓力下），寫程式並不件難事，對吧？那麼真正難的在哪裡？真正難的是在，有限的時間 與 資源內，發展出（符合客戶需要／為客戶產生價值）的商用軟體，且這個軟體須具備一定的可延展性、擴充性、可維護性，並在企業的可控制的成本範圍內，或者，在敏捷的每一個迭代開發裡，逐漸發展成為客戶所需要的軟體，對吧？軟體公司為企業創造與量身訂做軟體也是為了賺錢，若軟體開發所投注的成本成為無限的話，虧本的生意沒有人會想做的。


傳統的軟體開發產生的架構問題

圖（一）、傳統軟體開發的前身 SDLC (Software/System Development Life Cycle)

SDLC 是早期用以描述一個資訊系統，從無開始規劃、分析、建立、測試、直到最終完成的一個過程。看似無任何問題，事實上，它也運作了幾十年，似乎也確實沒有任何問題，許多團隊也是能夠創造與交付出符合客戶需求的軟體，可是，慢慢的，許多團隊與軟體公司漸漸地發現，當需求變動性高、需求不確定因素高的時候、或者在許多實際的市場機制下，軟體的『開發』與『發展』逐漸與慢慢地跟不上時代的演進 與 市場的變化了。這怎麼說呢？因為當不了解需求、不了解客戶想要的價值時，你所花的（工／成本）絕大部分是浪費的，因為軟體開發越到後期修復的成本是越高的。

以傳統瀑布式開發來說，我得先做完需求分析、才可進行系統的設計，而當系統設計完成後、才可開始進行系統的（程式碼撰寫／Implementation／實作），但問題來了，什麼叫做【系統設計完成】？難道我得在一開始，弄清楚客戶的所有需求？因為系統設計完成、也代表架構設計完成了？如果軟體架構可以在程式碼撰寫前就確定，這不就代表需求必須固定？問題是…. 這是不可能的….. 這其實是一個【雞生蛋、蛋生雞的問題】

圖（二）、雞生蛋、還是蛋生雞？


0 缺陷的架構 = 0 擴展的軟體架構

在早期，曾經有團隊／軟體公司 將所有功能均提供在軟體產品裡，也就是大雜燴的方式，嘗試滿足市場各種不同的需求，筆者很早期待過的軟體公司也還真的經歷過這樣的模式，而在當時，筆者也還真的認定為，這是理所當然的，因為這麼一來，我們的軟體架構只需要被設計一次，如果我們能涵蓋市場裡 70% 的客戶的需求，而我們也能夠接下這些客戶，而不費吹灰之力，就能快速的開發出客戶所需的軟體，因為我們只是把開發好的眾多的模組（Module／Functions）、根據同一個 Domain Known-how 所可能會需要的功能，都加以開發好，並分門別類。再透過抽換、或抽離，客製成目前這個客戶所需的一個軟體。

這樣的方式看似很美好，但是事實上淺藏極大的架構問題，為什麼我這麼說呢？

(1). 使用單一功能滿足所有企業的使用者難以永久滿足… （因為總是會有需要客製的部分）

(2). 功能一定會微調、若為此開立分支（Version Control）將產生另一個災難

(3). 客戶一多，表示你的功能分支越多、這又會產生另一個災難

(4). 軟體架構因為為滿足 A 客戶的某 Function ==> 而導致 B 客戶另一個 Function 失敗

(5). 疊床架屋的軟體終究越來越龐大、每修正一個 Function 或是 擴增一個 Function 都會是一個耗時耗力的過程

(6). 更不用說測試了….

…. 還有說不完的問題…..


軟體架構應該要可以逐步的發展

圖（三）、Implementing Lean Software Development: From Concept to cash

再近代的軟體開發理論裡，包括在『Implementing Lean Software Development: From Concept to cash』的書中，都提到了應該不需要等到軟體架構都完全確定後，才可以開始撰寫程式。且實際的軟體開發中，筆者最近2-3年來實做專案時，嘗試以敏捷方法與迭代方式進行專案的開發，不過筆者以 OOAD／UML 來驅動 Domain Model 的設計，以 Use Case Model 來確定需求的 boundary，但我是搭配 User Story Mapping ，就是用一種方法，一種如何將你最後產出的『用戶活動 (User Activity)』與 最後更加細節的『用戶故事 (User Story)』推展至 Use Case 中，但我不是完全的設計，有些朋友看見 UML 後就會認為會花費許多時間在做文件，其實事實上，我通常只需要半小時就可以畫出一個三角關係的 UML 圖形，只是這個圖形必須夠抽象。有興趣的讀者可參考我另一篇文章『決戰 OOAD 系列（一）：使用 UML 分析的黃金三角』，並結合 Clean Architecture 的插件式軟件架構，逐步展現出架構的全貌。詳細關於 Clean Architecture 在實務上的例子，可以參考筆者先前的文章：『從使用者需求、談架構設計（二）- Clean Architecture 一個整潔的架構篇』。

傳統的瀑布式 Waterfall 為人所詬病的就是，當你確定完需求、開始做系統設計、接著開始實作 Programming 時，而這時候，往往已經過度設計了。


測試是迭代開發的最佳保護網

在 『Specification by Example中文版：團隊如何交付正確的軟體』一書中提到，因為敏捷的思想，幾乎改變了整個軟體開發對於【交付階段】的看法，因為我們不可能凍結『變化』、市場隨時會改變，透過『迭代』為基礎，使的 Spec 的實例化變得可行，而且可獲得極大好處，加上將軟體開發切割成多個衝刺（Sprint），要在每一個極短的衝刺時間內、 完成一個交付階段 (MVP, Minimum Viable Product)，每一個衝刺所需要完成的代辦項目（PBI）得透過價值來排列優先順序、並消除常見的重工 (Rework) 的問題=漸少浪費，這與先前提到的 Clean Architecture (插件式設計) 避免過度的設計也完全的相互輝映（避免更多浪費與技術債），從價值來決定軟體 Scope 規模。


TDD／ATDD

而然而，這樣就夠了嗎？在極短的時間內交付 MVP 增量開發+根據功能設計勘用與可擴展的軟體架構時，若沒有測試的保護，軟體開發仍然存在極大的風險，即便是敏捷開發也一樣，沒有撰寫測試的軟體，除了測試成本無法降低外，也代表著系統物件的職責容易牽扯在一起，也表示容易設計出系統複雜高的軟體架構，複雜度高也導致軟體不容易維護。所以，結合 TDD 與 ATDD 的開發方法會是迭代開發中，最佳的保護網。

待續…



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