97 этюдов для архитекторов программных систем - Нил Форд

говорим: «Я узнаю это, когда увижу». Но как можно увидеть качество?

Маленькие квадратики на архитектурных диаграммах представляют целые системы, а линии между ними могут обозначать все что угодно: зависимости, потоки данных или совместно используемые ресурсы (например, шину). Такие диаграммы изображают систему с высоты 10 километров, примерно в таком же масштабе, в котором мы видим ландшафт с самолета. Единственной альтернативой, как правило, является исходный код, который можно сравнить с видом на уровне земной поверхности. Оба представления не в силах передать сколько-нибудь существенной информации о качестве программного продукта: одно находится на слишком высоком уровне, а другое настолько перегружено деталями, что за ними не видно структуры. Очевидно, не хватает промежуточного варианта — взгляда с высоты 300 метров.

«Вид с высоты 300 метров» предоставляет информацию на нужном уровне. Он объединяет большие объемы данных и различные метрики (количество методов, количество зависимостей,[13] цикломатическая сложность[14]). То, как это будет представлено на практике, сильно зависит от конкретного аспекта качества. Это может быть визуальное представление графа зависимостей, гистограмма с отображением метрик на уровне классов или сложный полиметрический вид, показывающий связи различных входных значений.

Создавать такие представления вручную и поддерживать их синхронизацию с программой — безнадежное занятие. Нужны инструменты, которые способны создавать такие представления на основе единственного надежного источника информации — исходного кода. Для некоторых представлений, скажем для структурной матрицы решений (design structure matrix), существуют коммерческие инструменты, однако специализированные представления на удивление легко создаются посредством объединения небольших инструментов, извлекающих данные и метрики, с общими пакетами визуализации. Простой пример: вывод Checkstyle (по сути, набор метрик уровня классов и методов) загружается в электронную таблицу для построения диаграмм. Те же метрики могут отображаться и в формате ТгееМар с использованием инструментария InfoViz. Отличным инструментом для отображения графов сложных зависимостей является также GraphViz.

Как только подходящее представление найдено, качество программного продукта начинает восприниматься менее субъективно. Появляется возможность сравнивать разрабатываемый продукт с другими подобными системами. Сравнение разных версий одной системы позволяет выявлять тенденции, а сравнение представлений различных подсистем способно выявить резкие отклонения от нормы. Даже с одной-единственной диаграммой мы можем положиться на свое эстетическое чувство и умение подмечать закономерности. Хорошо сбалансированное дерево, вероятно, отражает удачную иерархию классов; гармоничный набор прямоугольников может изображать код, организованный в виде классов правильного размера. В большинстве случаев работает весьма простой принцип: то, что хорошо выглядит, скорее всего, хорошо устроено.

Эрик Дорненбург (Erik Doernenburg) — технический директор компании ThoughtWorks, Inc.; он помогает клиентам в проектировании и реализации крупномасштабных систем уровня предприятия.

Пробуйте, прежде чем сделать выбор

Эрик Дорненбург

В процессе создания приложения приходится принимать много решений. Какие-то из них могут быть связаны с выбором инфраструктуры или библиотеки, другие относятся к использованию конкретных шаблонов проектирования. В любом случае ответственность за принятие решения обычно лежит на плечах архитектора. В расхожем представлении архитектор собирает всю доступную информацию, какое-то время размышляет над ней, а потом изрекает указания, которые должны быть воплощены разработчиками… Вряд ли вас удивит, что существует лучший способ.

В своем труде, посвященном бережливой разработке (lean development), Мэри и Том Поппендик (Магу и Tom Poppendieck) описывают методику принятия решений. Они считают, что принятие окончательного решения следует откладывать до самого ответственного момента — той точки, когда отсутствие у команды решения приведет к тому, что решение будет принято за нее, а бездействие повлечет за собой необратимые (или труднообратимые) последствия. И это разумно: ведь чем позднее принимается решение, тем больше информации для его принятия. Однако во многих случаях «больше информации» не равносильно «достаточно информации», а лучшие решения, как всем хорошо известно, принимаются «задним числом». Что это означает для хорошего архитектора?

Архитектор должен постоянно думать о том, какие решения ему придется принять в ближайшем будущем. Если команда состоит более чем из двух-трех разработчиков и в ней практикуется коллективное владение кодом, то при приближении к точке принятия решения архитектор может предложить нескольким разработчикам выбрать один из вариантов и некоторое время поработать в этом направлении. Когда наступает ответственный момент, команда встречается для обсуждения преимуществ и недостатков разных решений.

Теперь, когда есть возможность оглянуться назад и посмотреть на последствия, лучшее решение задачи обычно для всех очевидно. По сути, архитектору не приходится принимать решение — он просто дирижирует процессом его принятия.

Этот подход применим как к простым, так и к серьезным задачам. С его помощью команда может решить, стоит ли использовать шаблоны Hibernate, предоставляемые инфраструктурой Spring, но с таким же успехом он поможет ответить на вопрос, какую инфраструктуру JavaScript следует выбрать для проекта. Разумеется, время созревания решения очень сильно зависит от сложности задачи.

Чтобы опробовать два и более решения одной задачи, нужно больше усилий, чем на реализацию априорно принятого решения. Однако априорный выбор чаще приводит к таким решениям, которые позднее оказываются неоптимальными, и перед архитектором возникает дилемма: отказываться от текущей реализации или оставлять ее со всеми вытекающими отсюда последствиями; оба варианта приводят к неэффективному расходованию ресурсов. Еще хуже, если никто из команды не осознает неоптимальность выбранного подхода из-за того, что не были изучены альтернативы. Тогда усилия расходуются впустую без каких-либо шансов осознать это. В конечном итоге опробование нескольких решений может оказаться наиболее экономичным вариантом.

Биография автора приведена ранее.

Разберитесь в предметной области

Марк Ричардс

Эффективный архитектор программного обеспечения разбирается не только в технологиях, но и в предметной области решаемой задачи. Без этих познаний трудно понять деловой аспект задачи, цели и требования компании, а значит, трудно спроектировать эффективную архитектуру, отвечающую нуждам бизнеса.

Роль архитектора программного обеспечения состоит в том, чтобы понять задачу, стоящую перед бизнесом, бизнес-цели и бизнес-требования и преобразовать их в техническое архитектурное решение, удовлетворяющее им. Знание предметной области помогает архитектору решить, какие шаблоны следует применять, как планировать будущие расширения и как учесть тенденции развития отрасли, чтобы лучше подготовиться к изменениям. Например, для одних предметных областей (скажем, для страхового бизнеса) хорошо подходят сервис-ориентированные архитектурные решения (service-oriented architecture), а для других (например, для финансовых рынков) — архитектурные решения на основе бизнес-правил (workflow-based architecture). Знание предметной области помогает решить, какие архитектурные шаблоны лучше всего отвечают конкретным потребностям организации.

Знание отраслевых тенденций в конкретной области также помогает архитектору спроектировать эффективную архитектуру. Например, в страховом бизнесе набирает силу тенденция к автострахованию «по требованию», когда клиент оплачивает страховку