从瀑布模型、极限编程到敏捷开发

软件开发是一种对人类智慧的管理,对人大脑思维的“工厂化”管理。人是有感情的、有情绪的、变化的、相对独立的工作单元,这与冰冷的机器是不可比的,所以在中国的历史上,管理人是最难的工作;“学而优则仕”的观点就是让最聪明的人应该选出来做官,做官就是管理人的。软件开发不仅是代码编程,而是人员的有效组织。
如何既发挥人的主观能动性,避免情绪变化对工作的影响,又可以让大家有效的交流,让多个大脑的思路统一,快速完成目标呢?多年来软件企业的管理者一直在不断地探索。另外,有一个问题一直是软件开发管理人员的心病:软件是工具,开发的是客户业务的应用,但客户不了解软件,开发者不了解业务,如何有效沟通是软件质量的重大障碍。把开发者变成客户业务的专家是个没有办法的办法,让软件企业付出的代价也是昂贵的。
瀑布模型、极限编程、敏捷开发是有代表性的开发模式,在对开发者、客户、最终的产品的关注上的变化,体现了软件开发管理者在管理模式上的变化。

一、瀑布开发
瀑布模型(Waterfall Model)是Royce在1970年提出的,他把大型软件开发分为:分析与编程,象工厂流水线一样把软件开发过程分成各种工序,并且每个工序可以根据软件产品的规模、参与人员的多少进一步细分成更细的工序。该模型非常符合软件工程学的分层设计思路,所以成为软件开发企业使用最多的开发模型。
从瀑布模型、极限编程到敏捷开发
瀑布模型的特点:
1、强调文档,前一个阶段的输出就是下一个阶段的输入,文档是个阶段衔接的唯一信息。所以很多开发人员好象是在开发文档,而不是开发软件,因为要到开发的后期,才可以看到软件的“模样”。
2、没有迭代与反馈。瀑布模型对反馈没有涉及,所以对变化的客户需求非常不容易适应,瀑布就意味着没有回头路。
3、管理人员喜欢瀑布模型的原因是把文档理解为开发的速度,可以方便地界定不同阶段的里程碑。
瀑布模型的用户很多,也有一些反对的意见:
第一、瀑布模型不适合客户需求不断变化的软件开发,尤其是客户的业务管理的软件,业务随着市场变化,而软件初期的设计可能已经大大变化,而后期的需求更改成本是开始的10倍基数。在ERP盛行的软件市场里,一方面市场带动需求变化,另一方面初期客户对需求描述不清楚,都为瀑布模型的使用团队带来困难。
第二、瀑布模型是一种软件文档的开发,把开发者变成流水线上的机器,大量重复性的工作让编程人员提不起兴趣,工作很枯燥,没有激情,编程成了一种没有创意的机械劳动,这让一向以高科技为标志的高级程序人员大为恼火。
在这种背景下,极限编程(extreme Programming, XP)带来了新鲜的空气。

二、极限编程(extreme Programming, XP)

    极限编程诞生于一种加强开发者与用户的沟通需求,让客户全面参与软件的开发设计,保证变化的需求及时得到修正。要让客户能方便地与开发人员沟通,一定要用客户理解的语言,先测试再编码就是先给客户软件的外部轮廓,客户使用的功能展现,让客户感觉到未来软件的样子,先测试再编码与瀑布模型显然是背道而驰的。同时,极限编程注重用户反馈与让客户加入开发是一致的,让客户参与就是随时反馈软件是否符合客户的要求。有了反馈,开发子过程变短,迭代也就很自然出现了,快速迭代,小版本发布都让开发过程变成更多的自反馈过程,有些象更加细化的快速模型法。当然极限编程还加入了很多激励开发人员的“措施”,如结队编程、40小时工作等。
极限编程是一种开发管理模式,它强调的重点是:
1、角色定位
极限编程把客户非常明确地加入到开发的团队中,并参与日常开发与沟通会议。客户是软件的最终使用者,使用是否合意一定以客户的意见为准。不仅让客户参与设计讨论,而且让客户负责编写拥护故事(User Story),也就是功能需求,包括软件要实现的功能以及完成功能的业务操作过程。用户在软件开发过程中的责任被提到与开发者同样的重要程度。
2、敏捷开发
敏捷开发追求合作与响应变化。迭代就是缩短版本的发布周期,缩短到周、日,完成一个小的功能模块,可以快速测试、并及时展现给客户,以便及时反馈。小版本加快了客户沟通反馈的频率,功能简单,在设计、文挡环节大大简化。极限编程中文挡不再重要的原因就是因为每个版本功能简单,不需要复杂的设计过程。极限编程追求设计简单,实现客户要求即可,无需为扩展考虑太多,因为客户的新需求随时可以添加。
3、追求价值
极限编程把软件开发变成自我与管理的挑战,追求沟通、简单、反馈、勇气,体现开发团队的人员价值,激发参与者的情绪,最大限度地调动开发者的积极性,情绪高涨,认真投入,开发的软件质量就大大提高。结对编程就是激发队员才智的一种方式。

极限编程把软件开发过程重新定义为聆听、测试、编码、设计的迭代循环过程,确立了测试->编码->重构(设计)的软件开发管理思路。
从瀑布模型、极限编程到敏捷开发

极限编程的12个实践是极限编程者总结的实践经典,是体现极限编程管理的原则,对极限编程具有指导性的意义,但并非一定要完全遵守12个实践,主要看它给软件过程管理带来的价值。
1、小版本
为了高度迭代,与客户展现开发的进展,小版本发布是一个可交流的好办法,客户可以针对性提出反馈。但小版本把模块缩得很小,会影响软件的整体思路连贯,所以小版本也需要总体合理的规划。
2、规划游戏
就是客户需求,以客户故事的形式,由客户负责编写。极限编程不讲求统一的客户需求收集,也不是由开发人员整理,而是采取让客户编写,开发人员进行分析,设定优先级别,并进行技术实现。当然游戏规则可进行多次,每次迭代完毕后再行修改。客户故事是开发人员与客户沟通的焦点,也是版本设计的依据,所以其管理一定是有效的、沟通顺畅的。
3、现场客户
极限编程要求客户参与开发工作,客户需求就是客户负责编写的,所以要求客户在开发现场一起工作,并为每次迭代提供反馈。
4、隐喻
隐喻是让项目参与人员都必须对一些抽象的概念理解一致,也就是我们常说的行业术语,因为业务本身的术语开发人员不熟悉,软件开发的术语客户不理解,因此开始要先明确双方使用的隐喻,避免歧异。
5、简单设计
极限编程体现跟踪客户的需求变化,既然需求是变化的,所以对于目前的需求就不必过多地考虑扩展性的开发,讲求简单设计,实现目前需求即可。简单设计的本身也为短期迭代提供了方便,若开发者考虑“通用”因素较多,增加了软件的复杂度,开发的迭代周期就会加长。简单设计包括四方面含义:(1)通过测试。(2)避免重复代码。(3)明确表达每步编码的目的,代码可读性强。(4)尽可能少的对象类和方法。由于采用简单设计,所以极限编程没有复杂的设计文档要求。
6、重构
重构是极限编程先测试后编码的必然需求,为了整体软件可以先进行测试,对于一些软件要开发的模块先简单模拟,让编译通过,到达测试的目的。然后再对模块具体“优化”,所以重构包括模块代码的优化与具体代码的开发。重构是使用了“物理学”的一个概念,是在不影响物体外部特性的前提下,重新优化其内部的机构。这里的外部特性就是保证测试的通过。
7、测试驱动开发
极限编程是以测试开始的,为了可以展示客户需求的实现,测试程序优先设计,测试是从客户实用的角度出发,客户实际使用的软件界面着想,测试是客户需求的直接表现,是客户对软件过程的理解。测试驱动开发,也就是客户的需求驱动软件的开发。
8、持续集成
集成的理解就是提交软件的展现,由于采用测试驱动开发、小版本的方式,所以不断集成(整体测试)是与客户沟通的依据,也是让客户提出反馈意见的参照。持续集成也是完成阶段开发任务的标志。
9、结对编程
这是极限编程最有争议的实践。就是两个程序员合用一台计算机编程,一个编码,一个检查,增加专人审计是为了提供软件编码的质量。两个人的角色经常变换,保持开发者的工作热情。这种编程方式对培养新人或开发难度较大的软件都有非常好的效果。

 

三、敏捷开发
   极限编程的思想体现了适应客户需求的快速变化,激发开发者的热情,也是目前敏捷开发思维的重要支持者。
2001年,17名编程大师分别代表极限编程、Scrum(“棒球”团队开发模式)、特征驱动开发、动态系统开发方法、自适应软件开发、水晶方法、实用编程等开发流派,发表“敏捷软件开发”宣言。敏捷软件开发是一个开发软件的管理新模式,用来替代以文件驱动开发的瀑布开发模式。敏捷方式也称轻量级开发方法。敏捷软件开发宣言内容:
◆个体和交互胜过过程和工具
◆可以工作的软件胜过面面具到的文档
◆客户合作胜过合同谈判
◆响应变化胜过遵循计划
敏捷开发集成了新型开发模式的共同特点,它重点强调:
1、以人为本,注重编程中人的自我特长发挥。
2、强调软件开发的产品是软件,而不是文档。文档是为软件开发服务的,而不是开发的主体。
3、客户与开发者的关系是协作,不是合约。开发者不是客户业务的“专家”,要适应客户的需求,是要客户合作来阐述实际的需求细节,而不是为了开发软件,把开发人员变成客户业务的专家,这是传统开发模式或行业软件开发企业的最大面临问题。
4、设计周密是为了最终软件的质量,但不表明设计比实现更重要,要适应客户需求的不断变化,设计也要不断跟进,所以设计不能是“闭门造车”、“自我良好”,能不断根据环境的变化,修改自己的设计,指导开发的方向是敏捷开发的目标。
敏捷开发避免了传统瀑布方式的弊端,主要是吸收了各种新型开发模式的“动态”特性,关注点从文档到开发者,管理方式也从工厂的流水线到团队的自我放松式的组织。总结敏捷开发与瀑布模式的不同,主要是下面几个“敏捷”的关注点:
迭代
软件的功能是客户的需求,界面的操作是客户的“感觉”,对迭代的强调是缩短了软件版本的周期
客户参与
以人为本,客户是软件的使用者,是业务理解的专家,没有客户的参与,开发者很难理解客户的真实需求
小版本
快速功能的展现,看似简单,但对于复杂的客户需求,合理地分割与总体上的统一,要很好地二者兼顾是不容易的。
敏捷就是“快”,快才可以适应目前社会的快节奏;要快就要发挥个人的个性思维多一些,个性思维的增多,虽然通过结队编程、代码共有、团队替补等方式减少个人对软件的影响力,但也会造成软件开发继承性的下降,因此敏捷开发是一个新的思路,但不是软件开发的终极选择。对于长时间、人数众多的大型软件应用的开发,文档的管理与衔接作用还是不可替代的。如何把敏捷的开发思路与传统的“流水线工厂式”管理有机地结合,是软件开发组织者面临的新课题。

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