2. С чего начинается экстремальное программирование
С чего начинается экстремальное программирование? С понимания того, что типичное положение отечественного разработчика программного обеспечения обязывает максимально снижать стоимость разработки. А для этого необходимо интенсивно сотрудничать с заказчиком, понимать его интересы и, в конце концов, сделать именно то, чего он хочет: не больше и не меньше.
В основе экстремального программирования лежат не конкретные методики, как принято считать, а лишь четыре базовых принципа: общение, простота, обратная связь и храбрость. Именно с них необходимо начинать.
Экстремальное программирование предлагает готовое решение: делайте все максимально просто, держите заказчика при себе или сами держитесь при заказчике, позвольте ему активно следить за процессом разработки, приветствуйте изменения - и успех практически обеспечен.
В командах, работающих по методу XP, всегда приветствуется общение - самое быстрое средство обмена информацией и опытом. Это очень важно, когда требуется максимальная скорость разработки. Но общение, как и любое другое полезное начинание, требует постоянной поддержки. Именно поэтому кто-то из команды должен взять на себя ответственность следить за общением, стать так называемым дипломатом. Общение и необходимость объяснения своих действий другим членам команды вынуждает делать все максимально просто. Если не получается с первого раза, над упрощением работают еще и еще, пока не будет достигнута главная цель - максимальная понятность кода другим разработчикам.
Что бы мы ни делали - вдевали нитку в иголку или собирались на вечеринку - мы всегда стремимся достичь какой-то цели. Если мы замечаем, что отклоняемся от нее, то корректируем свои действия соответствующим образом. А теперь представьте себе, насколько тяжелей попасть ниткой в иголку с закрытыми глазами или красиво одеться без зеркала! А ведь при разработке программ часто так и происходит: мы делаем нечто, результат чего нам не виден. Поэтому в экстремальном программировании принято за правило видеть результат своих действий настолько быстро, насколько это возможно. Или, говоря техническим языком, обеспечить максимально быструю обратную связь.
Экстремальное программирование спрашивает нас: почему бы не воспитать в себе храбрость? Ведь она очень важна в работе. Разве можно без храбрости принять на себя ответственность за выполнение какой-то задачи, да еще в конкретные сроки? Разве можно без храбрости осознать, что ты уперся в тупик, сделать шаг назад и поискать обходной путь? И, наконец, что позволит разработчику признать свою ошибку в оценке задачи и вовремя предупредить об этом остальных вместо того, чтобы поставить их перед фактом уже тогда, когда все сроки истекут? Польза храбрости налицо, и каждый успех, даже в самой маленькой задачке, способен эту храбрость развить.
3. Техники xp
Экстремальное программирование (Extreme Programming, XP) возникло как эволюционный метод разработки ПО "снизу вверх". Этот подход является примером так называемого метода "живой" разработки (Agile Development Method). В группу "живых" методов входят, помимо экстремального программирования, методы SCRUM, DSDM (Dynamic Systems Development Method, метод разработки динамичных систем), Feature-Driven Development (разработка, управляемая функциями системы) и др.
Основные принципы "живой" разработки ПО зафиксированы в манифесте "живой" разработки, появившемся в 2000 году.
Люди, участвующие в проекте, и их общение более важны, чем процессы и инструменты.
Работающая программа более важна, чем исчерпывающая документация.
Сотрудничество с заказчиком более важно, чем обсуждение деталей контракта.
Отработка изменений более важна, чем следование планам.
"Живые" методы появились как протест против чрезмерной бюрократизации разработки ПО, обилия побочных, не являющихся необходимыми для получения конечного результата документов, которые приходится оформлять при проведении проекта в соответствии с большинством "тяжелых" процессов, дополнительной работы по поддержке фиксированного процесса организации, как это требуется в рамках, например, CMM. Большая часть таких работ и документов не имеет прямого отношения к разработке ПО и обеспечению его качества, а предназначена для соблюдения формальных пунктов контрактов на разработку, получения и подтверждения сертификатов на соответствие различным стандартам.
"Живые" методы позволяют большую часть усилий разработчиков сосредоточить собственно на задачах разработки и удовлетворения реальных потребностей пользователей. Отсутствие кипы документов и необходимости поддерживать их в связном состоянии позволяет более быстро и качественно реагировать на изменения в требованиях и в окружении, в котором придется работать будущей программе.
Тем не менее, XP имеет свою схему процесса разработки (хотя, вообще говоря, широко используемое понимание "процесса разработки" как достаточно жесткой схемы действий противоречит самой идее "живости" разработки), приведенную на рис.1.
По утверждению авторов XP, эта методика представляет собой не столько следование каким-то общим схемам действий, сколько применение комбинации следующих техник. При этом каждая техника важна, и без ее использования разработка считается идущей не по XP, согласно утверждению Кента Бека (Kent Beck), одного из авторов этого подхода наряду с Уордом Каннингемом (Ward Cunningham) и Роном Джефрисом (Ron Jeffries).
Живое планирование (planning game)
Его задача - как можно быстрее определить объем работ, которые нужно сделать до следующей версии ПО. Решение принимается, в первую очередь, на основе приоритетов заказчика (т.е. его потребностей, того, что нужно ему от системы для более успешного ведения своего бизнеса) и, во вторую, на основе технических оценок (т.е. оценок трудоемкости разработки, совместимости с остальными элементами системы и пр.). Планы изменяются, как только они начинают расходиться с действительностью или пожеланиями заказчика.
Рис.1 Схема потока работ в XP
Частая смена версий (small releases)
Самая первая работающая версия должна появиться как можно быстрее и тут же должна начать использоваться. Следующие версии подготавливаются через достаточно короткие промежутки времени (от нескольких часов при небольших изменениях в небольшой программе, до месяца-двух при серьезной переработке крупной системы). Версии (releases) продукта должны поступать в эксплуатацию как можно чаще. Работа над каждой версией должна занимать как можно меньше времени. При этом каждая версия должна быть достаточно осмысленной с точки зрения полезности для бизнеса.
Метафора (metaphor) системы
Метафора в достаточно простом и понятном команде виде должна описывать основной механизм работы системы. Это понятие напоминает архитектуру, но должно гораздо проще, всего в виде одной-двух фраз описывать основную суть принятых технических решений.
Архитектура - это некоторое представление о компонентах системы и о том, как они взаимосвязаны между собой. Разработчики используют архитектуру для того, чтобы понять, в каком месте системы добавляется некоторая новая функциональность, и с чем будет взаимодействовать некоторый новый компонент.
Метафора системы (system metaphor) - это аналог того, что в большинстве методик называется архитектурой. Метафора системы дает команде представление о том, каким образом система работает в настоящее время, в каких местах добавляются новые компоненты, и какую форму они должны принять.
Простые проектные решения (simple design)
В каждый момент времени система должна быть сконструирована настолько просто, насколько это возможно. Не надо добавлять функции заранее - только после явной просьбы об этом. Вся лишняя сложность удаляется, как только обнаруживается.
XP исходит из того, что в процессе работы условия задачи могут неоднократно измениться, а значит, разрабатываемый продукт не следует проектировать заблаговременно целиком и полностью. Если в самом начале работы вы пытаетесь от начала и до конца детально спроектировать систему, вы напрасно тратите время. XP предполагает, что проектирование - это настолько важный процесс, что его необходимо выполнять постоянно в течение всего времени работы над проектом. Проектирование должно выполняться небольшими этапами, с учетом постоянно изменяющихся требований. В каждый момент времени мы пытаемся использовать наиболее простой дизайн, который подходит для решения текущей задачи. При этом мы меняем его по мере того как условия задачи меняются.
Разработка на основе тестирования (test-driven development)
Разработчики сначала пишут тесты, потом пытаются реализовать свои модули так, чтобы тесты срабатывали. Заказчики заранее пишут тесты, демонстрирующие основные возможности системы, чтобы можно было увидеть, что система действительно заработала.
В XP особое внимание уделяется двум разновидностям тестирования:
тестирование модулей (unit testing);
приемочное тестирование (acceptance testing).
экстремальное программирование программное обеспечение
Разработчик не может быть уверен в правильности написанного им кода до тех пор, пока не сработают абсолютно все тесты модулей разрабатываемой им системы. Тесты модулей позволяют разработчикам убедиться в том, что их код работает корректно. Они также помогают другим разработчикам понять, зачем нужен тот или иной фрагмент кода и как он функционирует. Тесты модулей также позволяют разработчику без каких-либо опасений выполнять рефакторинг (refactoring).
Приемочные тесты позволяют убедиться в том, что система действительно обладает заявленными возможностями. Кроме того, приемочные тесты позволяют проверить корректность функционирования разрабатываемого продукта.
Для XP более приоритетным является подход называемый TDD (Test Driven Development), сначала пишется тест, который не проходит, затем пишется код, чтобы тест прошел, а уже после делается рефакторинг кода.
Постоянная переработка (refactoring)
Не секрет, что добавление каждой новой функциональности и разрастание кода усложняют разработку, выявление ошибок и внесение последующих изменений. Одной из уловок экстремального программирования является компенсация добавления функциональности усовершенствованием кода. Это и есть переработка кода, или рефакторинг.
Программисты постоянно перерабатывают систему для устранения излишней сложности, увеличения понятности кода, повышения его гибкости, но без изменений в его поведении, что проверяется прогоном после каждой переделки тестов. При этом предпочтение отдается более элегантным и гибким решениям, по сравнению с просто дающими нужный результат. Неудачно переработанные компоненты должны выявляться при выполнении тестов и откатываться к последнему целостному состоянию (вместе с зависимыми от них компонентами).
Рефакторинг (refactoring) - это методика улучшения кода, без изменения его функциональности. XP подразумевает, что однажды написанный код в процессе работы над проектом почти наверняка будет неоднократно переделан. Разработчики XP безжалостно переделывают написанный ранее код для того, чтобы улучшить его. Этот процесс называется рефакторингом. Отсутствие тестового покрытия провоцирует отказ от рефакторинга, в связи с боязнью поломать систему, что приводит к постепенной деградации кода.
Программирование парами (pair programming)
Опытные разработчики заметили, что периодический просмотр чужого кода положительно влияет на его качество. Мастера экстремального программирования развили этот подход: в ходе разработки код пересматривается постоянно посредством приема, именуемого парным программированием.
Кодирование выполняется двумя программистами на одном компьютере. Объединение в пары произвольно и меняется от задачи к задаче. Тот, в чьих руках клавиатура, пытается наилучшим способом решить текущую задачу. Второй программист анализирует работу первого и дает советы, обдумывает последствия тех или иных решений, новые тесты, менее прямые, но более гибкие решения. При необходимости клавиатура свободно передается от одного к другому. В течение работы над проектом пары не фиксированы: рекомендуется их перемешивать, чтобы каждый программист в команде имел хорошее представление о всей системе. Таким образом, парное программирование усиливает взаимодействие внутри команды.
Коллективное владение кодом (collective ownership)
Коллективное владение означает, что каждый член команды несёт ответственность за весь исходный код. Таким образом, каждый вправе вносить изменения в любой участок программы. Парное программирование поддерживает эту практику: работая в разных парах, все программисты знакомятся со всеми частями кода системы. Важное преимущество коллективного владения кодом - в том, что оно ускоряет процесс разработки, поскольку при появлении ошибки её может устранить любой программист.
Давая каждому программисту право изменять код, мы получаем риск появления ошибок, вносимых программистами, которые считают что знают что делают, но не рассматривают некоторые зависимости. Хорошо определённые UNIT-тесты решают эту проблему: если нерассмотренные зависимости порождают ошибки, то следующий запуск UNIT-тестов будет неудачным.
Постоянная интеграция (continuous integration)
Система собирается и проходит интеграционное тестирование как можно чаще, по несколько раз в день, каждый раз, когда пара программистов оканчивает реализацию очередной функции.
Если вы будете выполнять интеграцию разрабатываемой системы достаточно часто, вы сможете избежать большей части связанных с этим проблем. В традиционных методиках интеграция, как правило, выполняется в самом конце работы над продуктом, когда считается, что все составные части разрабатываемой системы полностью готовы. В XP интеграция кода всей системы выполняется несколько раз в день, после того, как разработчики убедились в том, что все тесты модулей корректно срабатывают.
Несмотря на свою простоту, такая методика имеет свои правила использования, такие как успешность выполнения имеющихся модульных тестов для интегрируемой функциональности, наличие функциональных или приемочных тестов и, конечно же, возможность отката к предыдущему состоянию. Как правило, интеграция и разрешение сопутствующих трудностей выполняются на отдельном компьютере парой программистов. Это позволяет свести к минимуму риск нежелательных последствий интеграции.
40-часовая рабочая неделя
Сверхурочная работа рассматривается как признак больших проблем в проекте. Не допускается сверхурочная работа 2 недели подряд - это истощает программистов и делает их работу значительно менее продуктивной.
Человек, особенно если он программист, ради дела способен на многое: задержаться на работе, выйти на работу на выходные, отказаться от отпуска, несколько суток не спать, сидя за клавиатурой… В общем, чего только не сделаешь ради любимого занятия. Но экстремальное программирование категорически против такого самопожертвования и нарушения принятых норм трудового права.
Это продиктовано не только соображениями законности и гуманности, а - в первую очередь - необходимостью повышения эффективности работы и строгой организации. Ведь экстремальное программирование - коллективная игра, рассчитанная не на индивидуумов, а на всю группу целиком. А такая вещь, как, например, парное программирование, возможна лишь при синхронизации биоритмов ее участников. И она невозможна, если один человек будет приходить на работу к девяти, а второй к двенадцати или один решит, что ему лучше поработать в субботу и воскресенье, а другому это неудобно.
Но самое главное - человеку, чтобы сохранить здоровье и работоспособность, необходим полноценный отдых. Восьмичасовой рабочий день и пятидневная рабочая неделя установлены именно из соображений максимальной продуктивности. Во многих западных фирмах поздний уход с работы расценивается как неуспеваемость или неспособность правильно распорядиться своим рабочим временем. В большинстве случаев это так и есть. Да и с медицинской точки зрения, задержки на работе ведут к постоянной усталости, раздражительности и снижению мозговой деятельности. Разве это эффективно? А как в таком коллективе организовать постоянное открытое общение между разработчиками, и возможно ли будет парное программирование? Ответ отрицательный. Нормы есть нормы, и их стоит придерживаться.
Включение заказчика в команду (on-site customer)
Основной проблемой разработки программного обеспечения является недостаток знаний программистов в разрабатываемой предметной области. Экстремальное программирование нашло выход и из этой ситуации. Нет, это не стажировка разработчика на предприятии заказчика - он тогда не захочет программировать. Наоборот, это участие заказчика в процессе разработки.
В составе команды разработчиков постоянно находится представитель заказчика, который доступен в течение всего рабочего дня и способен отвечать на все вопросы о системе. Его обязанностью являются достаточно оперативные ответы на вопросы любого типа, касающиеся функций системы, ее интерфейса, требуемой производительности, правильной работы системы в сложных ситуациях, необходимости поддерживать связь с другими приложениями и пр.
Многие сомневаются в возможности привлечения заказчика к процессу разработки. Действительно, заказчики бывают разные. Если привлечь заказчика или его представителя не удается, иногда оказывается целесообразным временный наем специалиста в разрабатываемой области. Такой шаг сократит неясности в работе, повысит скорость разработки и приблизит проект к тому, что желает получить заказчик. Это может быть выгодно и с финансовой стороны: ведь оплата труда программиста порой значительно превышает оклад специалистов других отраслей.
Использование кода как средства коммуникации
Код рассматривается как важнейшее средство общения внутри команды. Ясность кода - один из основных приоритетов. Следование стандартам кодирования, обеспечивающим такую ясность, обязательно. Такие стандарты, помимо ясности кода, должны обеспечивать минимальность выражений (запрет на дублирование кода и информации) и должны быть приняты всеми членами команды.
Открытое рабочее пространство (open workspace)
Команда размещается в одном, достаточно просторном помещении, для упрощения коммуникации и возможности проведения коллективных обсуждений при планировании и принятии важных технических решений.
Изменение правил по необходимости (just rules)
Каждый член команды должен принять перечисленные правила, но при возникновении необходимости команда может поменять их, если все ее члены пришли к согласию по поводу этого изменения.
Как видно из применяемых техник, XP рассчитано на использование в рамках небольших команд (не более 10 программистов), что подчеркивается и авторами этой методики. Больший размер команды разрушает необходимую для успеха простоту коммуникации и делает невозможным применение многих перечисленных приемов.