Δαμάζοντας το Τέρας: Στρατηγικές Refactoring για Κώδικα Legacy

Κώδικας Legacy. Ο ίδιος ο όρος συχνά φέρνει στο νου εικόνες εκτεταμένων, ατεκμηρίωτων συστημάτων, εύθραυστων εξαρτήσεων και μια συντριπτική αίσθηση τρόμου. Πολλοί προγραμματιστές σε όλο τον κόσμο αντιμετωπίζουν την πρόκληση της συντήρησης και εξέλιξης αυτών των συστημάτων, τα οποία είναι συχνά κρίσιμα για τις επιχειρηματικές λειτουργίες. Αυτός ο περιεκτικός οδηγός παρέχει πρακτικές στρατηγικές για την αναδιάρθρωση (refactoring) κώδικα legacy, μετατρέποντας μια πηγή απογοήτευσης σε ευκαιρία για εκσυγχρονισμό και βελτίωση.

Τι είναι ο Κώδικας Legacy;

Πριν εμβαθύνουμε στις τεχνικές refactoring, είναι απαραίτητο να ορίσουμε τι εννοούμε με τον όρο "κώδικας legacy". Ενώ ο όρος μπορεί απλώς να αναφέρεται σε παλαιότερο κώδικα, ένας πιο διαφοροποιημένος ορισμός εστιάζει στη συντηρησιμότητά του. Ο Michael Feathers, στο θεμελιώδες βιβλίο του "Working Effectively with Legacy Code," ορίζει τον κώδικα legacy ως κώδικα χωρίς tests. Αυτή η έλλειψη tests καθιστά δύσκολη την ασφαλή τροποποίηση του κώδικα χωρίς την εισαγωγή παλινδρομήσεων (regressions). Ωστόσο, ο κώδικας legacy μπορεί επίσης να παρουσιάζει και άλλα χαρακτηριστικά:

• Έλλειψη Τεκμηρίωσης: Οι αρχικοί προγραμματιστές μπορεί να έχουν αποχωρήσει, αφήνοντας πίσω τους ελάχιστη ή καθόλου τεκμηρίωση που να εξηγεί την αρχιτεκτονική του συστήματος, τις σχεδιαστικές αποφάσεις ή ακόμη και τη βασική λειτουργικότητα.
• Πολύπλοκες Εξαρτήσεις: Ο κώδικας μπορεί να είναι στενά συνδεδεμένος (tightly coupled), καθιστώντας δύσκολη την απομόνωση και την τροποποίηση μεμονωμένων στοιχείων χωρίς να επηρεάζονται άλλα μέρη του συστήματος.
• Ξεπερασμένες Τεχνολογίες: Ο κώδικας μπορεί να είναι γραμμένος σε παλαιότερες γλώσσες προγραμματισμού, frameworks ή βιβλιοθήκες που δεν υποστηρίζονται πλέον ενεργά, δημιουργώντας κινδύνους ασφαλείας και περιορίζοντας την πρόσβαση σε σύγχρονα εργαλεία.
• Κακή Ποιότητα Κώδικα: Ο κώδικας μπορεί να περιέχει διπλότυπο κώδικα, μακροσκελείς μεθόδους και άλλες "οσμές κώδικα" (code smells) που τον καθιστούν δύσκολο στην κατανόηση και τη συντήρηση.
• Εύθραυστος Σχεδιασμός: Φαινομενικά μικρές αλλαγές μπορεί να έχουν απρόβλεπτες και εκτεταμένες συνέπειες.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο κώδικας legacy δεν είναι εγγενώς κακός. Συχνά αντιπροσωπεύει μια σημαντική επένδυση και ενσωματώνει πολύτιμη γνώση του τομέα (domain knowledge). Ο στόχος του refactoring είναι να διατηρηθεί αυτή η αξία, βελτιώνοντας παράλληλα τη συντηρησιμότητα, την αξιοπιστία και την απόδοση του κώδικα.

Γιατί να κάνουμε Refactor στον Κώδικα Legacy;

Το refactoring κώδικα legacy μπορεί να είναι ένα δύσκολο εγχείρημα, αλλά τα οφέλη συχνά υπερτερούν των προκλήσεων. Ακολουθούν ορισμένοι βασικοί λόγοι για να επενδύσετε στο refactoring:

• Βελτιωμένη Συντηρησιμότητα: Το refactoring καθιστά τον κώδικα ευκολότερο στην κατανόηση, την τροποποίηση και την αποσφαλμάτωση, μειώνοντας το κόστος και την προσπάθεια που απαιτείται για τη συνεχή συντήρηση. Για τις παγκόσμιες ομάδες, αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς μειώνει την εξάρτηση από συγκεκριμένα άτομα και προωθεί την ανταλλαγή γνώσεων.
• Μειωμένο Τεχνικό Χρέος: Το τεχνικό χρέος αναφέρεται στο σιωπηρό κόστος της επανεπεξεργασίας που προκαλείται από την επιλογή μιας εύκολης λύσης τώρα αντί για τη χρήση μιας καλύτερης προσέγγισης που θα απαιτούσε περισσότερο χρόνο. Το refactoring βοηθά στην αποπληρωμή αυτού του χρέους, βελτιώνοντας τη συνολική υγεία της βάσης κώδικα.
• Ενισχυμένη Αξιοπιστία: Αντιμετωπίζοντας τις οσμές του κώδικα και βελτιώνοντας τη δομή του, το refactoring μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο σφαλμάτων και να βελτιώσει τη συνολική αξιοπιστία του συστήματος.
• Αυξημένη Απόδοση: Το refactoring μπορεί να εντοπίσει και να αντιμετωπίσει τα σημεία συμφόρησης στην απόδοση, οδηγώντας σε ταχύτερους χρόνους εκτέλεσης και βελτιωμένη απόκριση.
• Ευκολότερη Ενσωμάτωση: Το refactoring μπορεί να διευκολύνει την ενσωμάτωση του legacy συστήματος με νέα συστήματα και τεχνολογίες, επιτρέποντας την καινοτομία και τον εκσυγχρονισμό. Για παράδειγμα, μια ευρωπαϊκή πλατφόρμα ηλεκτρονικού εμπορίου μπορεί να χρειαστεί να ενσωματωθεί με μια νέα πύλη πληρωμών που χρησιμοποιεί διαφορετικό API.
• Βελτιωμένο Ηθικό των Προγραμματιστών: Η εργασία με καθαρό, καλά δομημένο κώδικα είναι πιο ευχάριστη και παραγωγική για τους προγραμματιστές. Το refactoring μπορεί να ενισχύσει το ηθικό και να προσελκύσει ταλέντα.

Εντοπισμός Υποψηφίων για Refactoring

Δεν χρειάζεται όλος ο κώδικας legacy να υποβληθεί σε refactoring. Είναι σημαντικό να δοθεί προτεραιότητα στις προσπάθειες refactoring με βάση τους ακόλουθους παράγοντες:

• Συχνότητα Αλλαγής: Ο κώδικας που τροποποιείται συχνά είναι ένας κύριος υποψήφιος για refactoring, καθώς οι βελτιώσεις στη συντηρησιμότητα θα έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην παραγωγικότητα της ανάπτυξης.
• Πολυπλοκότητα: Ο κώδικας που είναι πολύπλοκος και δύσκολος στην κατανόηση είναι πιο πιθανό να περιέχει σφάλματα και είναι δυσκολότερο να τροποποιηθεί με ασφάλεια.
• Επίπτωση των Σφαλμάτων: Ο κώδικας που είναι κρίσιμος για τις επιχειρηματικές λειτουργίες ή που έχει υψηλό κίνδυνο να προκαλέσει δαπανηρά λάθη θα πρέπει να έχει προτεραιότητα για refactoring.
• Σημεία Συμφόρησης στην Απόδοση: Ο κώδικας που αναγνωρίζεται ως σημείο συμφόρησης στην απόδοση θα πρέπει να υποβληθεί σε refactoring για τη βελτίωσή της.
• Οσμές Κώδικα (Code Smells): Έχετε το νου σας για κοινές οσμές κώδικα όπως μακροσκελείς μέθοδοι, μεγάλες κλάσεις, διπλότυπος κώδικας και φθόνος χαρακτηριστικών (feature envy). Αυτοί είναι δείκτες περιοχών που θα μπορούσαν να ωφεληθούν από το refactoring.

Παράδειγμα: Φανταστείτε μια παγκόσμια εταιρεία logistics με ένα legacy σύστημα για τη διαχείριση αποστολών. Το module που είναι υπεύθυνο για τον υπολογισμό του κόστους αποστολής ενημερώνεται συχνά λόγω των μεταβαλλόμενων κανονισμών και των τιμών των καυσίμων. Αυτό το module είναι ένας κύριος υποψήφιος για refactoring.

Τεχνικές Refactoring

Υπάρχουν πολυάριθμες διαθέσιμες τεχνικές refactoring, κάθε μία σχεδιασμένη για να αντιμετωπίζει συγκεκριμένες οσμές κώδικα ή να βελτιώνει συγκεκριμένες πτυχές του. Ακολουθούν ορισμένες συχνά χρησιμοποιούμενες τεχνικές:

Σύνθεση Μεθόδων

Αυτές οι τεχνικές εστιάζουν στη διάσπαση μεγάλων, πολύπλοκων μεθόδων σε μικρότερες, πιο διαχειρίσιμες μεθόδους. Αυτό βελτιώνει την αναγνωσιμότητα, μειώνει την επανάληψη και καθιστά τον κώδικα ευκολότερο στον έλεγχο.

• Εξαγωγή Μεθόδου (Extract Method): Περιλαμβάνει τον εντοπισμό ενός μπλοκ κώδικα που εκτελεί μια συγκεκριμένη εργασία και τη μετακίνησή του σε μια νέα μέθοδο.
• Ενσωμάτωση Μεθόδου (Inline Method): Περιλαμβάνει την αντικατάσταση μιας κλήσης μεθόδου με το σώμα της μεθόδου. Χρησιμοποιήστε το όταν το όνομα μιας μεθόδου είναι τόσο σαφές όσο το σώμα της, ή όταν πρόκειται να χρησιμοποιήσετε την Εξαγωγή Μεθόδου αλλά η υπάρχουσα μέθοδος είναι πολύ μικρή.
• Αντικατάσταση Προσωρινής Μεταβλητής με Ερώτημα (Replace Temp with Query): Περιλαμβάνει την αντικατάσταση μιας προσωρινής μεταβλητής με μια κλήση μεθόδου που υπολογίζει την τιμή της μεταβλητής κατ' απαίτηση.
• Εισαγωγή Επεξηγηματικής Μεταβλητής (Introduce Explaining Variable): Χρησιμοποιήστε το για να αναθέσετε το αποτέλεσμα μιας έκφρασης σε μια μεταβλητή με περιγραφικό όνομα, αποσαφηνίζοντας τον σκοπό της.

Μετακίνηση Χαρακτηριστικών μεταξύ Αντικειμένων

Αυτές οι τεχνικές εστιάζουν στη βελτίωση του σχεδιασμού των κλάσεων και των αντικειμένων, μετακινώντας τις αρμοδιότητες εκεί όπου ανήκουν.

• Μετακίνηση Μεθόδου (Move Method): Περιλαμβάνει τη μετακίνηση μιας μεθόδου από μια κλάση σε μια άλλη κλάση όπου λογικά ανήκει.
• Μετακίνηση Πεδίου (Move Field): Περιλαμβάνει τη μετακίνηση ενός πεδίου από μια κλάση σε μια άλλη κλάση όπου λογικά ανήκει.
• Εξαγωγή Κλάσης (Extract Class): Περιλαμβάνει τη δημιουργία μιας νέας κλάσης από ένα συνεκτικό σύνολο αρμοδιοτήτων που εξάγονται από μια υπάρχουσα κλάση.
• Ενσωμάτωση Κλάσης (Inline Class): Χρησιμοποιήστε το για να συμπτύξετε μια κλάση σε μια άλλη όταν δεν κάνει πλέον αρκετά για να δικαιολογήσει την ύπαρξή της.
• Απόκρυψη Εκπροσώπου (Hide Delegate): Περιλαμβάνει τη δημιουργία μεθόδων στον server για την απόκρυψη της λογικής ανάθεσης από τον client, μειώνοντας τη σύζευξη μεταξύ του client και του εκπροσώπου.
• Αφαίρεση του Ενδιάμεσου (Remove Middle Man): Εάν μια κλάση αναθέτει σχεδόν όλη της την εργασία, αυτό βοηθά στην εξάλειψη του ενδιάμεσου.
• Εισαγωγή Ξένης Μεθόδου (Introduce Foreign Method): Προσθέτει μια μέθοδο σε μια κλάση-client για να εξυπηρετήσει τον client με χαρακτηριστικά που πραγματικά χρειάζονται από μια κλάση-server, αλλά δεν μπορούν να τροποποιηθούν λόγω έλλειψης πρόσβασης ή προγραμματισμένων αλλαγών στην κλάση-server.
• Εισαγωγή Τοπικής Επέκτασης (Introduce Local Extension): Δημιουργεί μια νέα κλάση που περιέχει τις νέες μεθόδους. Χρήσιμο όταν δεν ελέγχετε τον πηγαίο κώδικα της κλάσης και δεν μπορείτε να προσθέσετε συμπεριφορά απευθείας.

Οργάνωση Δεδομένων

Αυτές οι τεχνικές εστιάζουν στη βελτίωση του τρόπου αποθήκευσης και πρόσβασης στα δεδομένα, καθιστώντας τα ευκολότερα στην κατανόηση και την τροποποίηση.

• Αντικατάσταση Τιμής Δεδομένων με Αντικείμενο (Replace Data Value with Object): Περιλαμβάνει την αντικατάσταση μιας απλής τιμής δεδομένων με ένα αντικείμενο που ενσωματώνει σχετιζόμενα δεδομένα και συμπεριφορά.
• Αλλαγή Τιμής σε Αναφορά (Change Value to Reference): Περιλαμβάνει την αλλαγή ενός αντικειμένου-τιμής (value object) σε ένα αντικείμενο-αναφοράς (reference object), όταν πολλαπλά αντικείμενα μοιράζονται την ίδια τιμή.
• Αλλαγή Μονής Κατεύθυνσης Συσχέτισης σε Αμφίδρομη (Change Unidirectional Association to Bidirectional): Δημιουργεί έναν αμφίδρομο σύνδεσμο μεταξύ δύο κλάσεων όπου υπάρχει μόνο μονόδρομος σύνδεσμος.
• Αλλαγή Αμφίδρομης Συσχέτισης σε Μονής Κατεύθυνσης (Change Bidirectional Association to Unidirectional): Απλοποιεί τις συσχετίσεις καθιστώντας μια αμφίδρομη σχέση μονόδρομη.
• Αντικατάσταση Μαγικού Αριθμού με Συμβολική Σταθερά (Replace Magic Number with Symbolic Constant): Περιλαμβάνει την αντικατάσταση κυριολεκτικών τιμών με ονομαστικές σταθερές, καθιστώντας τον κώδικα ευκολότερο στην κατανόηση και τη συντήρηση.
• Ενθυλάκωση Πεδίου (Encapsulate Field): Παρέχει μια μέθοδο getter και setter για την πρόσβαση στο πεδίο.
• Ενθυλάκωση Συλλογής (Encapsulate Collection): Διασφαλίζει ότι όλες οι αλλαγές στη συλλογή γίνονται μέσω προσεκτικά ελεγχόμενων μεθόδων στην κλάση-ιδιοκτήτη.
• Αντικατάσταση Εγγραφής με Κλάση Δεδομένων (Replace Record with Data Class): Δημιουργεί μια νέα κλάση με πεδία που αντιστοιχούν στη δομή της εγγραφής και μεθόδους πρόσβασης.
• Αντικατάσταση Κωδικού Τύπου με Κλάση (Replace Type Code with Class): Δημιουργήστε μια νέα κλάση όταν ο κωδικός τύπου έχει ένα περιορισμένο, γνωστό σύνολο πιθανών τιμών.
• Αντικατάσταση Κωδικού Τύπου με Υποκλάσεις (Replace Type Code with Subclasses): Για όταν η τιμή του κωδικού τύπου επηρεάζει τη συμπεριφορά της κλάσης.
• Αντικατάσταση Κωδικού Τύπου με Κατάσταση/Στρατηγική (Replace Type Code with State/Strategy): Για όταν η τιμή του κωδικού τύπου επηρεάζει τη συμπεριφορά της κλάσης, αλλά η δημιουργία υποκλάσεων δεν είναι κατάλληλη.
• Αντικατάσταση Υποκλάσης με Πεδία (Replace Subclass with Fields): Αφαιρεί μια υποκλάση και προσθέτει πεδία στην υπερκλάση που αντιπροσωπεύουν τις διακριτές ιδιότητες της υποκλάσης.

Απλοποίηση Εκφράσεων υπό Συνθήκη

Η λογική υπό συνθήκη μπορεί γρήγορα να γίνει περίπλοκη. Αυτές οι τεχνικές στοχεύουν στην αποσαφήνιση και την απλοποίηση.

• Αποσύνθεση Συνθήκης (Decompose Conditional): Περιλαμβάνει τη διάσπαση μιας πολύπλοκης δήλωσης υπό συνθήκη σε μικρότερα, πιο διαχειρίσιμα κομμάτια.
• Συμπύκνωση Έκφρασης υπό Συνθήκη (Consolidate Conditional Expression): Περιλαμβάνει το συνδυασμό πολλαπλών δηλώσεων υπό συνθήκη σε μία ενιαία, πιο συνοπτική δήλωση.
• Συμπύκνωση Διπλότυπων Τμημάτων Συνθήκης (Consolidate Duplicate Conditional Fragments): Περιλαμβάνει τη μετακίνηση κώδικα που επαναλαμβάνεται σε πολλαπλούς κλάδους μιας δήλωσης υπό συνθήκη έξω από τη συνθήκη.
• Αφαίρεση Σημαίας Ελέγχου (Remove Control Flag): Εξαλείψτε τις boolean μεταβλητές που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ροής της λογικής.
• Αντικατάσταση Φωλιασμένης Συνθήκης με Προστατευτικές Ρήτρες (Replace Nested Conditional with Guard Clauses): Καθιστά τον κώδικα πιο ευανάγνωστο τοποθετώντας όλες τις ειδικές περιπτώσεις στην αρχή και σταματώντας την επεξεργασία εάν κάποια από αυτές είναι αληθής.
• Αντικατάσταση Συνθήκης με Πολυμορφισμό (Replace Conditional with Polymorphism): Περιλαμβάνει την αντικατάσταση της λογικής υπό συνθήκη με πολυμορφισμό, επιτρέποντας σε διαφορετικά αντικείμενα να χειρίζονται διαφορετικές περιπτώσεις.
• Εισαγωγή Αντικειμένου Null (Introduce Null Object): Αντί να ελέγχετε για μια τιμή null, δημιουργήστε ένα προεπιλεγμένο αντικείμενο που παρέχει προεπιλεγμένη συμπεριφορά.
• Εισαγωγή Διασφάλισης (Introduce Assertion): Τεκμηριώστε ρητά τις προσδοκίες δημιουργώντας ένα test που τις ελέγχει.

Απλοποίηση Κλήσεων Μεθόδων

• Μετονομασία Μεθόδου (Rename Method): Φαίνεται προφανές, αλλά είναι απίστευτα χρήσιμο για να γίνει ο κώδικας σαφής.
• Προσθήκη Παραμέτρου (Add Parameter): Η προσθήκη πληροφοριών στην υπογραφή μιας μεθόδου επιτρέπει στη μέθοδο να είναι πιο ευέλικτη και επαναχρησιμοποιήσιμη.
• Αφαίρεση Παραμέτρου (Remove Parameter): Εάν μια παράμετρος δεν χρησιμοποιείται, αφαιρέστε την για να απλοποιήσετε το interface.
• Διαχωρισμός Ερωτήματος από Τροποποιητή (Separate Query from Modifier): Εάν μια μέθοδος αλλάζει και επιστρέφει μια τιμή ταυτόχρονα, διαχωρίστε την σε δύο διακριτές μεθόδους.
• Παραμετροποίηση Μεθόδου (Parameterize Method): Χρησιμοποιήστε το για να ενοποιήσετε παρόμοιες μεθόδους σε μια ενιαία μέθοδο με μια παράμετρο που μεταβάλλει τη συμπεριφορά.
• Αντικατάσταση Παραμέτρου με Ρητές Μεθόδους (Replace Parameter with Explicit Methods): Κάντε το αντίθετο της παραμετροποίησης - διασπάστε μια ενιαία μέθοδο σε πολλαπλές μεθόδους που η καθεμία αντιπροσωπεύει μια συγκεκριμένη τιμή της παραμέτρου.
• Διατήρηση Ολόκληρου του Αντικειμένου (Preserve Whole Object): Αντί να περνάτε μερικά συγκεκριμένα στοιχεία δεδομένων σε μια μέθοδο, περάστε ολόκληρο το αντικείμενο ώστε η μέθοδος να έχει πρόσβαση σε όλα τα δεδομένα του.
• Αντικατάσταση Παραμέτρου με Μέθοδο (Replace Parameter with Method): Εάν μια μέθοδος καλείται πάντα με την ίδια τιμή που προέρχεται από ένα πεδίο, εξετάστε το ενδεχόμενο να υπολογίσετε την τιμή της παραμέτρου μέσα στη μέθοδο.
• Εισαγωγή Αντικειμένου Παραμέτρου (Introduce Parameter Object): Ομαδοποιήστε πολλές παραμέτρους σε ένα αντικείμενο όταν φυσικά ανήκουν μαζί.
• Αφαίρεση Μεθόδου Ορισμού (Remove Setting Method): Αποφύγετε τις setters εάν ένα πεδίο πρέπει να αρχικοποιείται μόνο μία φορά, αλλά να μην τροποποιείται μετά τη δημιουργία του.
• Απόκρυψη Μεθόδου (Hide Method): Μειώστε την ορατότητα μιας μεθόδου εάν χρησιμοποιείται μόνο μέσα σε μία κλάση.
• Αντικατάσταση Κατασκευαστή με Μέθοδο Εργοστασίου (Replace Constructor with Factory Method): Μια πιο περιγραφική εναλλακτική λύση στους κατασκευαστές.
• Αντικατάσταση Εξαίρεσης με Έλεγχο (Replace Exception with Test): Εάν οι εξαιρέσεις χρησιμοποιούνται ως έλεγχος ροής, αντικαταστήστε τις με λογική υπό συνθήκη για να βελτιώσετε την απόδοση.

Χειρισμός της Γενίκευσης

• Ανύψωση Πεδίου (Pull Up Field): Μετακινήστε ένα πεδίο από μια υποκλάση στην υπερκλάση της.
• Ανύψωση Μεθόδου (Pull Up Method): Μετακινήστε μια μέθοδο από μια υποκλάση στην υπερκλάση της.
• Ανύψωση Σώματος Κατασκευαστή (Pull Up Constructor Body): Μετακινήστε το σώμα ενός κατασκευαστή από μια υποκλάση στην υπερκλάση της.
• Κατέβασμα Μεθόδου (Push Down Method): Μετακινήστε μια μέθοδο από μια υπερκλάση στις υποκλάσεις της.
• Κατέβασμα Πεδίου (Push Down Field): Μετακινήστε ένα πεδίο από μια υπερκλάση στις υποκλάσεις της.
• Εξαγωγή Interface (Extract Interface): Δημιουργεί ένα interface από τις δημόσιες μεθόδους μιας κλάσης.
• Εξαγωγή Υπερκλάσης (Extract Superclass): Μετακινήστε την κοινή λειτουργικότητα από δύο κλάσεις σε μια νέα υπερκλάση.
• Σύμπτυξη Ιεραρχίας (Collapse Hierarchy): Συνδυάστε μια υπερκλάση και μια υποκλάση σε μία ενιαία κλάση.
• Διαμόρφωση Μεθόδου Προτύπου (Form Template Method): Δημιουργήστε μια μέθοδο προτύπου σε μια υπερκλάση που ορίζει τα βήματα ενός αλγορίθμου, επιτρέποντας στις υποκλάσεις να παρακάμψουν συγκεκριμένα βήματα.
• Αντικατάσταση Κληρονομικότητας με Ανάθεση (Replace Inheritance with Delegation): Δημιουργήστε ένα πεδίο στην κλάση που αναφέρεται στη λειτουργικότητα, αντί να την κληρονομεί.
• Αντικατάσταση Ανάθεσης με Κληρονομικότητα (Replace Delegation with Inheritance): Όταν η ανάθεση είναι πολύ περίπλοκη, μεταβείτε στην κληρονομικότητα.

Αυτά είναι μόνο μερικά παραδείγματα από τις πολλές διαθέσιμες τεχνικές refactoring. Η επιλογή της τεχνικής που θα χρησιμοποιηθεί εξαρτάται από τη συγκεκριμένη οσμή του κώδικα και το επιθυμητό αποτέλεσμα.

Παράδειγμα: Μια μεγάλη μέθοδος σε μια εφαρμογή Java που χρησιμοποιείται από μια παγκόσμια τράπεζα υπολογίζει τα επιτόκια. Η εφαρμογή της τεχνικής Εξαγωγή Μεθόδου (Extract Method) για τη δημιουργία μικρότερων, πιο εστιασμένων μεθόδων βελτιώνει την αναγνωσιμότητα και καθιστά ευκολότερη την ενημέρωση της λογικής υπολογισμού των επιτοκίων χωρίς να επηρεάζονται άλλα μέρη της μεθόδου.

Διαδικασία Refactoring

Το refactoring πρέπει να προσεγγίζεται συστηματικά για την ελαχιστοποίηση του κινδύνου και τη μεγιστοποίηση των πιθανοτήτων επιτυχίας. Ακολουθεί μια συνιστώμενη διαδικασία:

1. Εντοπισμός Υποψηφίων για Refactoring: Χρησιμοποιήστε τα κριτήρια που αναφέρθηκαν προηγουμένως για να εντοπίσετε περιοχές του κώδικα που θα ωφεληθούν περισσότερο από το refactoring.
2. Δημιουργία Tests: Πριν κάνετε οποιεσδήποτε αλλαγές, γράψτε αυτοματοποιημένα tests για να επαληθεύσετε την υπάρχουσα συμπεριφορά του κώδικα. Αυτό είναι κρίσιμο για να διασφαλιστεί ότι το refactoring δεν εισάγει παλινδρομήσεις (regressions). Εργαλεία όπως το JUnit (Java), το pytest (Python) ή το Jest (JavaScript) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συγγραφή unit tests.
3. Αυξητικό Refactoring: Κάντε μικρές, αυξητικές αλλαγές και εκτελέστε τα tests μετά από κάθε αλλαγή. Αυτό καθιστά ευκολότερο τον εντοπισμό και τη διόρθωση τυχόν σφαλμάτων που εισάγονται.
4. Συχνά Commits: Κάντε commit τις αλλαγές σας στο σύστημα ελέγχου εκδόσεων συχνά. Αυτό σας επιτρέπει να επιστρέψετε εύκολα σε μια προηγούμενη έκδοση εάν κάτι πάει στραβά.
5. Επιθεώρηση Κώδικα (Code Review): Ζητήστε από έναν άλλο προγραμματιστή να επιθεωρήσει τον κώδικά σας. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό πιθανών προβλημάτων και να διασφαλίσει ότι το refactoring γίνεται σωστά.
6. Παρακολούθηση Απόδοσης: Μετά το refactoring, παρακολουθήστε την απόδοση του συστήματος για να βεβαιωθείτε ότι οι αλλαγές δεν έχουν εισαγάγει παλινδρομήσεις στην απόδοση.

Παράδειγμα: Μια ομάδα που κάνει refactoring σε ένα module Python σε μια παγκόσμια πλατφόρμα ηλεκτρονικού εμπορίου χρησιμοποιεί το `pytest` για να δημιουργήσει unit tests για την υπάρχουσα λειτουργικότητα. Στη συνέχεια, εφαρμόζουν το refactoring Εξαγωγή Κλάσης (Extract Class) για να διαχωρίσουν τις αρμοδιότητες και να βελτιώσουν τη δομή του module. Μετά από κάθε μικρή αλλαγή, εκτελούν τα tests για να διασφαλίσουν ότι η λειτουργικότητα παραμένει αμετάβλητη.

Στρατηγικές για την Εισαγωγή Tests σε Κώδικα Legacy

Όπως εύστοχα δήλωσε ο Michael Feathers, ο κώδικας legacy είναι κώδικας χωρίς tests. Η εισαγωγή tests σε υπάρχουσες βάσεις κώδικα μπορεί να φαντάζει τεράστιο εγχείρημα, αλλά είναι απαραίτητη για ασφαλές refactoring. Ακολουθούν διάφορες στρατηγικές για την προσέγγιση αυτής της εργασίας:

Tests Χαρακτηρισμού (Characterization Tests) (γνωστά και ως Golden Master Tests)

Όταν έχετε να κάνετε με κώδικα που είναι δύσκολος στην κατανόηση, τα tests χαρακτηρισμού μπορούν να σας βοηθήσουν να καταγράψετε την υπάρχουσα συμπεριφορά του πριν αρχίσετε να κάνετε αλλαγές. Η ιδέα είναι να γράψετε tests που διασφαλίζουν την τρέχουσα έξοδο του κώδικα για ένα δεδομένο σύνολο εισόδων. Αυτά τα tests δεν επαληθεύουν απαραίτητα την ορθότητα· απλώς τεκμηριώνουν τι κάνει *επί του παρόντος* ο κώδικας.

Βήματα:

1. Εντοπίστε μια μονάδα κώδικα που θέλετε να χαρακτηρίσετε (π.χ., μια συνάρτηση ή μέθοδο).
2. Δημιουργήστε ένα σύνολο τιμών εισόδου που αντιπροσωπεύουν ένα εύρος κοινών σεναρίων και οριακών περιπτώσεων (edge-cases).
3. Εκτελέστε τον κώδικα με αυτές τις εισόδους και καταγράψτε τις εξόδους που προκύπτουν.
4. Γράψτε tests που διασφαλίζουν ότι ο κώδικας παράγει αυτές ακριβώς τις εξόδους για αυτές τις εισόδους.

Προσοχή: Τα tests χαρακτηρισμού μπορεί να είναι εύθραυστα εάν η υποκείμενη λογική είναι πολύπλοκη ή εξαρτάται από δεδομένα. Να είστε προετοιμασμένοι να τα ενημερώσετε εάν χρειαστεί να αλλάξετε τη συμπεριφορά του κώδικα αργότερα.

Μέθοδος Sprout και Κλάση Sprout

Αυτές οι τεχνικές, που επίσης περιγράφονται από τον Michael Feathers, στοχεύουν στην εισαγωγή νέας λειτουργικότητας σε ένα legacy σύστημα ελαχιστοποιώντας τον κίνδυνο να σπάσει ο υπάρχων κώδικας.

Μέθοδος Sprout: Όταν χρειάζεται να προσθέσετε ένα νέο χαρακτηριστικό που απαιτεί την τροποποίηση μιας υπάρχουσας μεθόδου, δημιουργήστε μια νέα μέθοδο που περιέχει τη νέα λογική. Στη συνέχεια, καλέστε αυτή τη νέα μέθοδο από την υπάρχουσα μέθοδο. Αυτό σας επιτρέπει να απομονώσετε τον νέο κώδικα και να τον ελέγξετε ανεξάρτητα.

Κλάση Sprout: Παρόμοια με τη Μέθοδο Sprout, αλλά για κλάσεις. Δημιουργήστε μια νέα κλάση που υλοποιεί τη νέα λειτουργικότητα και στη συνέχεια ενσωματώστε την στο υπάρχον σύστημα.

Sandboxing

Το sandboxing περιλαμβάνει την απομόνωση του κώδικα legacy από το υπόλοιπο σύστημα, επιτρέποντάς σας να τον ελέγξετε σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον. Αυτό μπορεί να γίνει δημιουργώντας mocks ή stubs για τις εξαρτήσεις ή εκτελώντας τον κώδικα σε μια εικονική μηχανή.

Η Μέθοδος Mikado

Η Μέθοδος Mikado είναι μια οπτική προσέγγιση επίλυσης προβλημάτων για την αντιμετώπιση πολύπλοκων εργασιών refactoring. Περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός διαγράμματος που αναπαριστά τις εξαρτήσεις μεταξύ διαφορετικών τμημάτων του κώδικα και στη συνέχεια την αναδιάρθρωση του κώδικα με τρόπο που ελαχιστοποιεί τον αντίκτυπο σε άλλα μέρη του συστήματος. Η βασική αρχή είναι να "δοκιμάσετε" την αλλαγή και να δείτε τι σπάει. Εάν σπάσει, αναιρέστε την αλλαγή στην τελευταία λειτουργική κατάσταση και καταγράψτε το πρόβλημα. Στη συνέχεια, αντιμετωπίστε αυτό το πρόβλημα πριν επιχειρήσετε ξανά την αρχική αλλαγή.

Εργαλεία για Refactoring

Διάφορα εργαλεία μπορούν να βοηθήσουν στο refactoring, αυτοματοποιώντας επαναλαμβανόμενες εργασίες και παρέχοντας καθοδήγηση σχετικά με τις βέλτιστες πρακτικές. Αυτά τα εργαλεία είναι συχνά ενσωματωμένα σε Ολοκληρωμένα Περιβάλλοντα Ανάπτυξης (IDEs):

• IDEs (π.χ., IntelliJ IDEA, Eclipse, Visual Studio): Τα IDEs παρέχουν ενσωματωμένα εργαλεία refactoring που μπορούν να εκτελέσουν αυτόματα εργασίες όπως μετονομασία μεταβλητών, εξαγωγή μεθόδων και μετακίνηση κλάσεων.
• Εργαλεία Στατικής Ανάλυσης (π.χ., SonarQube, Checkstyle, PMD): Αυτά τα εργαλεία αναλύουν τον κώδικα για οσμές κώδικα, πιθανά σφάλματα και ευπάθειες ασφαλείας. Μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό περιοχών του κώδικα που θα ωφεληθούν από το refactoring.
• Εργαλεία Κάλυψης Κώδικα (π.χ., JaCoCo, Cobertura): Αυτά τα εργαλεία μετρούν το ποσοστό του κώδικα που καλύπτεται από tests. Μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό περιοχών του κώδικα που δεν ελέγχονται επαρκώς.
• Περιηγητές Refactoring (π.χ., Smalltalk Refactoring Browser): Εξειδικευμένα εργαλεία που βοηθούν σε μεγαλύτερες δραστηριότητες αναδιάρθρωσης.

Παράδειγμα: Μια ομάδα ανάπτυξης που εργάζεται σε μια εφαρμογή C# για μια παγκόσμια ασφαλιστική εταιρεία χρησιμοποιεί τα ενσωματωμένα εργαλεία refactoring του Visual Studio για να μετονομάζει αυτόματα μεταβλητές και να εξάγει μεθόδους. Χρησιμοποιούν επίσης το SonarQube για τον εντοπισμό οσμών κώδικα και πιθανών ευπαθειών.

Προκλήσεις και Κίνδυνοι

Το refactoring κώδικα legacy δεν είναι χωρίς προκλήσεις και κινδύνους:

• Εισαγωγή Παλινδρομήσεων (Regressions): Ο μεγαλύτερος κίνδυνος είναι η εισαγωγή σφαλμάτων κατά τη διαδικασία του refactoring. Αυτό μπορεί να μετριαστεί γράφοντας ολοκληρωμένα tests και κάνοντας refactoring σταδιακά.
• Έλλειψη Γνώσης του Τομέα: Εάν οι αρχικοί προγραμματιστές έχουν αποχωρήσει, μπορεί να είναι δύσκολο να κατανοηθεί ο κώδικας και ο σκοπός του. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένες αποφάσεις refactoring.
• Στενή Σύζευξη (Tight Coupling): Ο στενά συνδεδεμένος κώδικας είναι πιο δύσκολο να υποβληθεί σε refactoring, καθώς οι αλλαγές σε ένα μέρος του κώδικα μπορεί να έχουν ακούσιες συνέπειες σε άλλα μέρη του.
• Χρονικοί Περιορισμοί: Το refactoring μπορεί να πάρει χρόνο, και μπορεί να είναι δύσκολο να δικαιολογηθεί η επένδυση στους ενδιαφερόμενους (stakeholders) που εστιάζουν στην παράδοση νέων χαρακτηριστικών.
• Αντίσταση στην Αλλαγή: Ορισμένοι προγραμματιστές μπορεί να είναι ανθεκτικοί στο refactoring, ειδικά εάν δεν είναι εξοικειωμένοι με τις σχετικές τεχνικές.

Βέλτιστες Πρακτικές

Για να μετριάσετε τις προκλήσεις και τους κινδύνους που σχετίζονται με το refactoring κώδικα legacy, ακολουθήστε αυτές τις βέλτιστες πρακτικές:

• Εξασφαλίστε τη Συναίνεση: Βεβαιωθείτε ότι οι ενδιαφερόμενοι κατανοούν τα οφέλη του refactoring και είναι πρόθυμοι να επενδύσουν τον απαιτούμενο χρόνο και πόρους.
• Ξεκινήστε από τα Μικρά: Ξεκινήστε κάνοντας refactoring σε μικρά, απομονωμένα κομμάτια κώδικα. Αυτό θα βοηθήσει στην οικοδόμηση εμπιστοσύνης και στην απόδειξη της αξίας του refactoring.
• Αυξητικό Refactoring: Κάντε μικρές, αυξητικές αλλαγές και ελέγχετε συχνά. Αυτό θα διευκολύνει τον εντοπισμό και τη διόρθωση τυχόν σφαλμάτων που εισάγονται.
• Αυτοματοποιήστε τα Tests: Γράψτε ολοκληρωμένα αυτοματοποιημένα tests για να επαληθεύσετε τη συμπεριφορά του κώδικα πριν και μετά το refactoring.
• Χρησιμοποιήστε Εργαλεία Refactoring: Αξιοποιήστε τα εργαλεία refactoring που είναι διαθέσιμα στο IDE σας ή άλλα εργαλεία για να αυτοματοποιήσετε επαναλαμβανόμενες εργασίες και να λάβετε καθοδήγηση σχετικά με τις βέλτιστες πρακτικές.
• Τεκμηριώστε τις Αλλαγές σας: Τεκμηριώστε τις αλλαγές που κάνετε κατά τη διάρκεια του refactoring. Αυτό θα βοηθήσει άλλους προγραμματιστές να κατανοήσουν τον κώδικα και να αποφύγουν την εισαγωγή παλινδρομήσεων στο μέλλον.
• Συνεχές Refactoring: Κάντε το refactoring ένα συνεχές μέρος της διαδικασίας ανάπτυξης, αντί για ένα εφάπαξ γεγονός. Αυτό θα βοηθήσει να διατηρηθεί η βάση κώδικα καθαρή και συντηρήσιμη.

Συμπέρασμα

Το refactoring κώδικα legacy είναι ένα απαιτητικό αλλά και ανταποδοτικό εγχείρημα. Ακολουθώντας τις στρατηγικές και τις βέλτιστες πρακτικές που περιγράφονται σε αυτόν τον οδηγό, μπορείτε να δαμάσετε το τέρας και να μετατρέψετε τα legacy συστήματά σας σε συντηρήσιμα, αξιόπιστα και υψηλής απόδοσης περιουσιακά στοιχεία. Θυμηθείτε να προσεγγίζετε το refactoring συστηματικά, να ελέγχετε συχνά και να επικοινωνείτε αποτελεσματικά με την ομάδα σας. Με προσεκτικό σχεδιασμό και εκτέλεση, μπορείτε να ξεκλειδώσετε τις κρυφές δυνατότητες του κώδικα legacy και να ανοίξετε το δρόμο για μελλοντική καινοτομία.