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內(nèi)容背景

軟件重構(gòu)是指在不改變軟件功能和外部可見性的情況下，為了改善軟件的結(jié)構(gòu)，提高清晰性、可擴(kuò)展性和可重用性而對軟件進(jìn)行的改造。簡而言之，重構(gòu)就是改進(jìn)已經(jīng)寫好的軟件的設(shè)計(jì)。在敏捷開發(fā)方法學(xué)中，重構(gòu)常常是軟件開發(fā)循環(huán)的一部分，開發(fā)者通過增加新的測試和功能，或者重構(gòu)代碼來改善內(nèi)部的一致性和清晰性。重構(gòu)也是代碼維護(hù)中的一部分，既不修正錯(cuò)誤，又不增加新的功能性，而是用于提高代碼的可讀性或者改變代碼的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，使其在將來更容易被維護(hù)。特別是，在現(xiàn)有的程序的結(jié)構(gòu)下，給一個(gè)程序增加一個(gè)新的行為會(huì)非常困難，因此開發(fā)人員可能先重構(gòu)這部分代碼，使加入新的行為變得容易。

培訓(xùn)對象

注重實(shí)效的各類軟件研發(fā)中心的負(fù)責(zé)人、設(shè)計(jì)師、架構(gòu)師、項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)總監(jiān)、質(zhì)量部門經(jīng)理、開發(fā)工程師等。

代碼重構(gòu)設(shè)計(jì)重構(gòu)軟件腐爛監(jiān)控重構(gòu)管理

開發(fā)工程師精通了解了解了解

設(shè)計(jì)師精通精通了解了解

架構(gòu)師精通精通精通精通

數(shù)據(jù)庫工程師了解了解//

質(zhì)量管理//精通精通

管理者//監(jiān)控了解

培訓(xùn)特色

本課程注重實(shí)戰(zhàn),采用案例貫穿方式完成實(shí)踐，針對項(xiàng)目過程中技術(shù)人員常遇到的誤區(qū)進(jìn)行匯總、研討，以程序員的編程思維為前提，通過大量的真實(shí)案例，詳細(xì)地介紹了重構(gòu)需要注意的要點(diǎn)以及難點(diǎn)，這些全部都是講師十幾年經(jīng)驗(yàn)的沉淀及總結(jié)。

本課程內(nèi)容理論性與實(shí)踐性都較強(qiáng)，采取講課、討論、實(shí)踐三者結(jié)合的方式，1/3時(shí)間講解核心思想，1/3時(shí)間動(dòng)手重構(gòu)實(shí)踐，1/3點(diǎn)評分析總結(jié)，形成一整套解決問題的方法。

培訓(xùn)要點(diǎn)

軟件重構(gòu)面臨的背景都是相似的，程序員們?yōu)榱丝焖偻瓿尚枨蠛蜕暇€而寫出了最基本的代碼。然后在功能的不斷擴(kuò)充過程中，以打補(bǔ)丁的方式對代碼進(jìn)行擴(kuò)充，中間還會(huì)面臨著開發(fā)人員的變更和離職。逐漸地，代碼就會(huì)變得越來越臃腫，漸漸地變得難以維護(hù)。

糟糕的軟件代碼會(huì)帶來開發(fā)效率的降低，在糟糕架構(gòu)下加入新功能，會(huì)大大影響新功能的代碼質(zhì)量，開發(fā)和調(diào)試時(shí)間都會(huì)成倍增加；其次是故障率的提升，在質(zhì)量低下的代碼中，總是容易隱藏著很多不易發(fā)現(xiàn)的坑，這些都會(huì)成為故障的隱患；同時(shí)，架構(gòu)也會(huì)使得需求的完成大打折扣，使得設(shè)計(jì)好的目標(biāo)，因?yàn)榧軜?gòu)限制或者性能等原因，只能完成80%甚至更低。

隨著不同產(chǎn)品的推出，不同客戶、不同版本的發(fā)布，需要維護(hù)的遺留代碼越來越多，重構(gòu)也就在所難免。不僅如此，所有的軟件系統(tǒng)，經(jīng)過一段時(shí)間的維護(hù)，都會(huì)逐漸變成遺留系統(tǒng)，并且都遭遇了緩慢而不可抗拒的腐化。因此，軟件開發(fā)人員不得不面對既有系統(tǒng)的混亂代碼。

本課程首先深入剖析軟件質(zhì)量下降的根源，提出重構(gòu)是軟件變更中保持高質(zhì)量的必然，講解如何運(yùn)用“兩頂帽子”的方式應(yīng)對變更，拒絕腐化。站在實(shí)戰(zhàn)的角度講解高質(zhì)量軟件設(shè)計(jì)的“小步快跑”過程。接著，用真實(shí)案例講解已經(jīng)代碼腐化的遺留系統(tǒng)是如何通過“軟件重構(gòu)七步曲”，由簡入深、循序漸進(jìn)地重構(gòu)一個(gè)大系統(tǒng)。最后，以重構(gòu)的角度進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)，講解軟件如何在不斷變更的過程中，運(yùn)用設(shè)計(jì)模式來降低耦合，保持軟件設(shè)計(jì)質(zhì)量不退化。

培訓(xùn)內(nèi)容

授課內(nèi)容

第一部分 為什么軟件需要及時(shí)重構(gòu)

第一單元

剖析軟件質(zhì)量不斷下降的根源質(zhì)量不斷下降的表現(xiàn)：

1.程序代碼越來越亂

2.軟件維護(hù)成本越來越高

3.軟件變更越來越困難

4.無法進(jìn)行新技術(shù)的改造

以往采取的措施：

1.頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳

2.拋棄掉重新編寫

3.因擔(dān)心未來變化而做的過度設(shè)計(jì)

帶來的問題

1.團(tuán)隊(duì)成員越來越多但效率卻越來越低

2.測試變得越來越困難而任務(wù)繁重

3.軟件系統(tǒng)越來越笨重而不適應(yīng)未來變化

分析與反思

案例分析：一個(gè)遺留系統(tǒng)的演化過程

1.起初的設(shè)計(jì)

2.隨后的變更

3.質(zhì)量不斷下降的過程

軟件質(zhì)量下降的根源：

1.軟件總是因變更而變得越來越復(fù)雜

2.軟件結(jié)構(gòu)已經(jīng)不再適應(yīng)復(fù)雜的軟件需求

3.必須要調(diào)整軟件結(jié)構(gòu)以適應(yīng)新的軟件需求

軟件是因需求變更而質(zhì)量下降嗎？

案例分析：推演軟件變更的設(shè)計(jì)過程

應(yīng)對軟件變更的最佳方式：兩頂帽子

1.重構(gòu)原有代碼以適應(yīng)新的需求

2.實(shí)現(xiàn)新的需求

案例：演示兩頂帽子的設(shè)計(jì)過程

第二單元

高質(zhì)量的軟件設(shè)計(jì)過程以往軟件設(shè)計(jì)的過程：

1.演示以往軟件設(shè)計(jì)的過程

2.剖析以往軟件設(shè)計(jì)的問題與風(fēng)險(xiǎn)

小步快跑模式的開發(fā)過程：

1.用最快的速度開發(fā)一個(gè)最核心的功能

2.讓第一個(gè)版本運(yùn)行起來并可以驗(yàn)證

3.在第一個(gè)版本的基礎(chǔ)上不斷添加功能：

a.每次只添加一個(gè)很簡單、很單一的功能

b.每次以兩頂帽子的方式添加新功能

c.運(yùn)行、調(diào)試與驗(yàn)證

d.重復(fù)這個(gè)過程添加下一個(gè)功能

4.復(fù)雜的系統(tǒng)就是由一次次正確開發(fā)的不斷積累而成

案例：演示小步快跑的開發(fā)過程

小步快跑解決的問題：

1.復(fù)雜功能有效地解耦

2.代碼編寫總是可測試與驗(yàn)證

3.簡化設(shè)計(jì)與思考的復(fù)雜度

4.適時(shí)重構(gòu)以避免軟件退化

案例：數(shù)據(jù)推送程序的設(shè)計(jì)過程

第二部分 如何進(jìn)行軟件重構(gòu)

第三單元

何為重構(gòu)軟件重構(gòu)的概念

1.重構(gòu)是一系列代碼的等量變換

案例：一個(gè)Hello World重構(gòu)過程

2.重構(gòu)的保險(xiǎn)索：自動(dòng)化測試

案例：Hello World的自動(dòng)化測試過程

3.軟件修改的四種動(dòng)機(jī)——重構(gòu)的價(jià)值

4.一個(gè)真實(shí)的謊言——重構(gòu)的誤區(qū)

5.重構(gòu)的主要方法與技巧

案例分析：重構(gòu)一個(gè)大型遺留系統(tǒng)

1.重構(gòu)第一步：分解大函數(shù)

超級大函數(shù)及其危害

案例：演示大函數(shù)產(chǎn)生的過程

案例：演示抽取方法操作步驟

實(shí)踐抽取方法會(huì)遇到的問題和解決方案

2.重構(gòu)第二步：拆分大對象

超級大對象及其危害

案例：演示超級大對象的產(chǎn)生過程

案例：演示抽取類的操作步驟

講解單一職責(zé)設(shè)計(jì)原則

案例：演示“分久必合，合久必分”的重構(gòu)過程

3.重構(gòu)第三步：提高復(fù)用率

講解順序編程及其危害

“不要重復(fù)代碼”原則

案例：提高代碼復(fù)用的6個(gè)方法

案例：演示新增代碼時(shí)的代碼復(fù)用過程

用靜態(tài)檢查工具檢查重復(fù)代碼

4.重構(gòu)第四步：可擴(kuò)展設(shè)計(jì)

過度設(shè)計(jì) vs. 恰如其分的設(shè)計(jì)

講解“開放-封閉”的設(shè)計(jì)原則

案例：講解可擴(kuò)展設(shè)計(jì)的4個(gè)方法

案例：講解新增代碼的可擴(kuò)展設(shè)計(jì)過程

5.重構(gòu)第五步：降低耦合度

案例：講解接口、實(shí)現(xiàn)與工廠模式

案例：講解外部接口解耦與適配器模式

案例：講解繼承泛濫問題與橋接模式

案例：講解方法解耦與策略模式

案例：講解過程解耦與命令模式

案例：講解透明擴(kuò)展與組合模式、裝飾者模式

6.重構(gòu)第六步：系統(tǒng)分層

反思軟件架構(gòu)需要怎樣的分層結(jié)構(gòu)

遺留系統(tǒng)如何擁抱需求變化

遺留系統(tǒng)如何應(yīng)對技術(shù)變革

7.重構(gòu)第七步：領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的概念

講解領(lǐng)域模型分析方法

講解原文分析法與領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

討論：如何制定重構(gòu)項(xiàng)目計(jì)劃

練習(xí)：重構(gòu)一個(gè)小程序并編寫測試腳本

第四單元

關(guān)于重構(gòu)的討論什么時(shí)候重構(gòu)

1.重構(gòu)是一種習(xí)慣

2.重構(gòu)讓程序可讀

3.重構(gòu)，才好復(fù)用

4.先重構(gòu)，再擴(kuò)展

5.緊急任務(wù)時(shí)的重構(gòu)

測試的困境

1.重構(gòu)初期的困局

2.解耦與自動(dòng)化測試

3.建立自動(dòng)化測試體系

重構(gòu)的評價(jià)

1.評價(jià)軟件質(zhì)量的指標(biāo)

2.評價(jià)軟件質(zhì)量的工具

第三部分 運(yùn)用設(shè)計(jì)模式實(shí)戰(zhàn)軟件重構(gòu)

第五單元

適配器模式適配器模式的應(yīng)用

1.適配器模式解決第三方框架帶來的難題

案例：Hibernate適配器的設(shè)計(jì)

2.適配器模式解決外部接口的設(shè)計(jì)難題

案例：第三方支付接口的設(shè)計(jì)

案例：財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)

第六單元

策略模式策略模式的應(yīng)用

1.案例：工資發(fā)放功能設(shè)計(jì)改進(jìn)的過程

1）工資發(fā)放功能的Java實(shí)現(xiàn)

2）工資發(fā)放功能的C++實(shí)現(xiàn)

2.案例：數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1）深入理解開放-封閉原則

2）數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能的變更與改進(jìn)過程

3.案例：財(cái)務(wù)憑證生成功能的設(shè)計(jì)過程

1）財(cái)務(wù)憑證生成功能的初始需求與設(shè)計(jì)

2）財(cái)務(wù)憑證生成功能的擴(kuò)展與分析過程

3）財(cái)務(wù)憑證生成功能的最終設(shè)計(jì)

4）深入理解單一職責(zé)原則

5）學(xué)習(xí)“兩頂帽子”的設(shè)計(jì)方式

練習(xí)：財(cái)務(wù)憑證生成功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

第七單元

工廠模式探討軟件設(shè)計(jì)中遇到的難題

1.依賴反轉(zhuǎn)原則的設(shè)計(jì)難題

2.開放-封閉原則的設(shè)計(jì)難題

3.探討工廠模式的本質(zhì)

簡單工廠模式

1.簡單工廠模式的C++實(shí)現(xiàn)

2.基于配置的簡單工廠模式

3.剖析簡單工廠如何實(shí)現(xiàn)依賴反轉(zhuǎn)原則

案例：剖析Spring的beanFactory

4.解讀工廠模式對設(shè)計(jì)的重大意義

5.講解如何創(chuàng)建一個(gè)工廠

1）創(chuàng)建工廠的步驟與關(guān)鍵點(diǎn)

2）利用Spring框架簡化工廠類的設(shè)計(jì)

案例：數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能的工廠實(shí)現(xiàn)

工廠方法模式

1.工廠方法模式的概念

2.工廠方法模式的應(yīng)用

案例：SAX框架的工廠類設(shè)計(jì)

抽象工廠模式

1.抽象工廠模式的概念

抽象工廠模式的實(shí)現(xiàn)

案例：標(biāo)簽庫的設(shè)計(jì)改進(jìn)過程

1）最初的標(biāo)簽庫設(shè)計(jì)

2）運(yùn)用簡單工廠的標(biāo)簽庫設(shè)計(jì)

3）運(yùn)用工廠方法的標(biāo)簽庫設(shè)計(jì)

4）運(yùn)用抽象工廠的標(biāo)簽庫設(shè)計(jì)

5）最終基于配置的標(biāo)簽庫設(shè)計(jì)

第八單元

單例模式和原型模式單例模式的應(yīng)用

1.單例模式帶來的設(shè)計(jì)變革

1）充血模型vs.貧血模型

2）探討單例模式與性能問題

2.單例模式改變了很多軟件的設(shè)計(jì)

原型模式的應(yīng)用

1.工廠類在提供產(chǎn)品時(shí)遇到的設(shè)計(jì)問題

2.原型模式及其概念

原型模式的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

案例：函數(shù)調(diào)用的無副作用問題

案例：JavsScript中的原型模式

第九單元

模板方法模式模板方法模式的作用與技巧

案例：一個(gè)工廠模板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

深入理解不要重復(fù)自己原則

1.重復(fù)代碼帶來的嚴(yán)重后果

2.散彈式修改及其解決思路

3.探討實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用的難題

4.代碼復(fù)用在不同場合采用的方法

5.模板方法模式在代碼復(fù)用中的作用

第十單元

裝飾者模式及橋接模式裝飾者模式的應(yīng)用

案例：多數(shù)據(jù)源的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1.多數(shù)據(jù)源問題的分析設(shè)計(jì)過程

2.多數(shù)據(jù)源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

案例：商城收銀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變更過程

1.商城收銀系統(tǒng)期初的設(shè)計(jì)

2.混合策略的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.多層裝飾者的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

重新理解里氏替換原則

1.透明的功能擴(kuò)展

2.里氏替換原則

練習(xí)：商場收銀系統(tǒng)的2種設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

橋接模式的應(yīng)用

案例：員工管理與工資發(fā)放的設(shè)計(jì)

1.員工管理與工資發(fā)放帶來的繼承泛濫問題

2.采用橋接模式的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

案例：查詢支持類的設(shè)計(jì)

1.查詢支持類遭遇的繼承泛濫問題

2.查詢支持類的解決方案

3.單例模式下查詢支持類的設(shè)計(jì)

深入體會(huì)單一職責(zé)原則

范老師

航天信息前首席架構(gòu)師，暢銷書籍《大話重構(gòu)》作者，規(guī)模化敏捷SPC，軟件架構(gòu)及重構(gòu)的客座講師，獨(dú)立咨詢顧問。先后參與了數(shù)十個(gè)國內(nèi)大型軟件項(xiàng)目，涉及國家財(cái)政、軍工、稅務(wù)、醫(yī)療等領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)建設(shè)、風(fēng)險(xiǎn)防控與人工智能研究，互聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)型的實(shí)踐者與倡導(dǎo)者

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