فارسی

راهنمای جامع برای درک، اندازه‌گیری و مدیریت بدهی فنی در توسعه نرم‌افزار.

شاخص‌های نرم‌افزاری: اندازه‌گیری و مدیریت بدهی فنی

در دنیای پرشتاب توسعه نرم‌افزار، فشار برای ارائه سریع‌تر گاهی اوقات می‌تواند منجر به میانبر و مصالحه شود. این می‌تواند منجر به چیزی شود که به عنوان بدهی فنی شناخته می‌شود: هزینه ضمنی کار مجدد ناشی از انتخاب یک راه‌حل آسان‌تر در حال حاضر به جای استفاده از رویکرد بهتری که زمان بیشتری می‌برد. مانند بدهی مالی، بدهی فنی سود جمع می‌کند و رفع آن را در آینده سخت‌تر و گران‌تر می‌کند. اندازه‌گیری و مدیریت موثر بدهی فنی برای اطمینان از سلامت، قابلیت نگهداری و موفقیت بلندمدت هر پروژه نرم‌افزاری بسیار مهم است. این مقاله مفهوم بدهی فنی، اهمیت اندازه‌گیری آن با شاخص‌های نرم‌افزاری مرتبط و استراتژی‌های عملی برای مدیریت موثر آن، به‌ویژه در محیط‌های توسعه جهانی را بررسی می‌کند.

بدهی فنی چیست؟

بدهی فنی، اصطلاحی که توسط وارد کانینگهام ابداع شد، مصالحه‌ای را نشان می‌دهد که توسعه‌دهندگان هنگام انتخاب یک راه‌حل ساده‌تر و سریع‌تر نسبت به یک راه‌حل بلندمدت و قوی‌تر انجام می‌دهند. این همیشه چیز بدی نیست. گاهی اوقات، متحمل شدن بدهی فنی یک تصمیم استراتژیک است که به تیم اجازه می‌دهد تا به سرعت یک محصول را منتشر کند، بازخورد کاربر را جمع‌آوری کند و تکرار کند. با این حال، بدهی فنی مدیریت نشده می‌تواند مانند یک گلوله برفی شود و منجر به افزایش هزینه‌های توسعه، کاهش چابکی و افزایش خطر نقص شود.

انواع مختلفی از بدهی فنی وجود دارد:

چرا بدهی فنی را اندازه‌گیری کنیم؟

اندازه‌گیری بدهی فنی به دلایل متعددی ضروری است:

شاخص‌های نرم‌افزاری کلیدی برای اندازه‌گیری بدهی فنی

از چندین شاخص نرم‌افزاری می‌توان برای کمی‌سازی و پیگیری بدهی فنی استفاده کرد. این شاخص‌ها بینش‌هایی را در مورد جنبه‌های مختلف کیفیت، پیچیدگی و قابلیت نگهداری کد ارائه می‌دهند.

1. پوشش کد

توضیحات: درصد کدی را اندازه‌گیری می‌کند که توسط تست‌های خودکار پوشش داده شده است. پوشش کد بالا نشان می‌دهد که بخش قابل توجهی از کدبیس در حال آزمایش است و خطر وجود اشکالات کشف نشده را کاهش می‌دهد.

تفسیر: پوشش کد کم می‌تواند مناطقی از کد را نشان دهد که به خوبی آزمایش نشده‌اند و ممکن است حاوی نقص‌های پنهان باشند. هدف از پوشش کد حداقل 80٪ است، اما برای پوشش بیشتر در مناطق حیاتی برنامه تلاش کنید.

مثال: یک ماژول مسئول رسیدگی به تراکنش‌های مالی باید پوشش کد بسیار بالایی داشته باشد تا از دقت اطمینان حاصل شود و از بروز خطاها جلوگیری شود.

2. پیچیدگی چرخه‌ای

توضیحات: پیچیدگی یک ماژول کد را با شمارش تعداد مسیرهای مستقل خطی از طریق کد اندازه‌گیری می‌کند. پیچیدگی چرخه‌ای بالاتر نشان‌دهنده کد پیچیده‌تر است که درک، آزمایش و نگهداری آن دشوارتر است.

تفسیر: ماژول‌هایی با پیچیدگی چرخه‌ای بالا بیشتر در معرض خطا هستند و به آزمایش بیشتری نیاز دارند. ماژول‌های پیچیده را دوباره بازسازی کنید تا پیچیدگی آنها کاهش یابد و قابلیت خوانایی بهبود یابد. یک آستانه به‌طور کلی پذیرفته شده، پیچیدگی چرخه‌ای کمتر از 10 در هر تابع است.

مثال: یک موتور قانون‌گذاری کسب‌وکار پیچیده با شرایط و حلقه‌های تو در تو زیاد احتمالاً پیچیدگی چرخه‌ای بالایی دارد و اشکال‌زدایی و اصلاح آن دشوار است. تجزیه منطق به توابع کوچکتر و قابل مدیریت‌تر می‌تواند وضعیت را بهبود بخشد.

3. تکرار کد

توضیحات: مقدار کد تکراری را در یک کدبیس اندازه‌گیری می‌کند. تکرار کد، بار نگهداری و خطر معرفی اشکالات را افزایش می‌دهد. هنگامی که یک اشکال در کد تکراری یافت می‌شود، باید در چندین مکان رفع شود و احتمال خطاها افزایش می‌یابد.

تفسیر: سطوح بالای تکرار کد نشان‌دهنده نیاز به بازسازی و استفاده مجدد از کد است. کد تکراری را با ایجاد کامپوننت‌ها یا توابع قابل استفاده مجدد شناسایی و حذف کنید. از ابزارهایی مانند PMD یا CPD برای تشخیص تکرار کد استفاده کنید.

مثال: کپی کردن و چسباندن بلوک کد یکسان برای اعتبارسنجی ورودی کاربر در چندین فرم منجر به تکرار کد می‌شود. ایجاد یک تابع یا مؤلفه اعتبارسنجی قابل استفاده مجدد می‌تواند این تکرار را حذف کند.

4. خطوط کد (LOC)

توضیحات: تعداد کل خطوط کد در یک پروژه یا ماژول را اندازه‌گیری می‌کند. در حالی که یک اندازه‌گیری مستقیم از بدهی فنی نیست، LOC می‌تواند بینش‌هایی را در مورد اندازه و پیچیدگی کدبیس ارائه دهد.

تفسیر: یک تعداد LOC بزرگ ممکن است نیاز به بازسازی و ماژول‌سازی کد را نشان دهد. ماژول‌های کوچکتر و قابل مدیریت‌تر درک و نگهداری آنها آسان‌تر است. همچنین می‌تواند به‌عنوان یک شاخص سطح بالا از اندازه و پیچیدگی پروژه استفاده شود.

مثال: یک تابع واحد که شامل هزاران خط کد است، احتمالاً بیش از حد پیچیده است و باید به توابع کوچکتر و قابل مدیریت‌تر تقسیم شود.

5. شاخص قابلیت نگهداری

توضیحات: یک متریک ترکیبی که چندین متریک دیگر، مانند پیچیدگی چرخه‌ای، LOC و حجم Halstead را ترکیب می‌کند تا یک اندازه‌گیری کلی از قابلیت نگهداری کد ارائه دهد. یک شاخص قابلیت نگهداری بالاتر نشان‌دهنده کد قابل نگهداری‌تر است.

تفسیر: یک شاخص قابلیت نگهداری پایین نشان می‌دهد که درک، اصلاح و آزمایش کد دشوار است. روی بهبود مناطقی که به امتیاز پایین کمک می‌کنند، مانند کاهش پیچیدگی چرخه‌ای یا تکرار کد، تمرکز کنید.

مثال: کدی با پیچیدگی چرخه‌ای بالا، تکرار کد زیاد و تعداد LOC زیاد احتمالاً شاخص قابلیت نگهداری پایینی خواهد داشت.

6. تعداد اشکالات/نقص‌ها

توضیحات: تعداد اشکالات یا نقص‌های یافت شده در کد را پیگیری می‌کند. تعداد زیاد اشکالات می‌تواند نشان‌دهنده مشکلات اساسی در کیفیت و طراحی کد باشد.

تفسیر: تعداد زیاد اشکالات ممکن است نشان‌دهنده نیاز به آزمایش بیشتر، بررسی کد یا بازسازی باشد. علل اصلی اشکالات را تجزیه و تحلیل کنید تا مشکلات اساسی را شناسایی و برطرف کنید. روندها در تعداد اشکالات در طول زمان می‌تواند در ارزیابی کیفیت کلی نرم‌افزار مفید باشد.

مثال: یک ماژول که به‌طور مداوم تعداد زیادی گزارش اشکال تولید می‌کند، ممکن است نیاز به بازنویسی یا طراحی مجدد کامل داشته باشد.

7. بوی کد

توضیحات: نشانه‌های اکتشافی مشکلات احتمالی در کد، مانند متدهای طولانی، کلاس‌های بزرگ یا کد تکراری. در حالی که اندازه‌گیری مستقیم نیستند، بوی کد می‌تواند به مناطقی از کد اشاره کند که ممکن است به بدهی فنی کمک کنند.

تفسیر: بوی کد را بررسی و برطرف کنید تا کیفیت کد و قابلیت نگهداری را بهبود بخشید. کد را دوباره بازسازی کنید تا بوها را حذف کنید و طراحی کلی را بهبود بخشید. نمونه‌ها عبارتند از:

مثال: یک کلاس با صدها متد و ده‌ها فیلد احتمالاً یک کلاس خدا است و باید به کلاس‌های کوچکتر و تخصصی‌تر تقسیم شود.

8. نقض‌های تحلیل استاتیک

توضیحات: تعداد تخلفات استانداردهای کدنویسی و بهترین شیوه‌ها را که توسط ابزارهای تحلیل استاتیک شناسایی شده‌اند، می‌شمارد. این تخلفات می‌توانند نشان‌دهنده مشکلات احتمالی کیفیت کد و آسیب‌پذیری‌های امنیتی باشند.

تفسیر: تخلفات تحلیل استاتیک را برای بهبود کیفیت، امنیت و قابلیت نگهداری کد برطرف کنید. ابزار تحلیل استاتیک را پیکربندی کنید تا استانداردهای کدنویسی و بهترین شیوه‌های خاص پروژه را اجرا کند. نمونه‌ها شامل تخلفات از قراردادهای نام‌گذاری، متغیرهای استفاده نشده یا استثناهای احتمالی نشانگر تهی است.

مثال: یک ابزار تحلیل استاتیک ممکن است یک متغیر را که اعلام شده است اما هرگز استفاده نشده است، علامت‌گذاری کند که نشان‌دهنده کد مرده احتمالی است که باید حذف شود.

ابزارهایی برای اندازه‌گیری بدهی فنی

ابزارهای متعددی برای خودکارسازی اندازه‌گیری بدهی فنی در دسترس هستند. این ابزارها می‌توانند کد را تجزیه و تحلیل کنند، مشکلات احتمالی را شناسایی کنند و گزارش‌هایی در مورد کیفیت کد و قابلیت نگهداری ایجاد کنند. در اینجا چند گزینه محبوب وجود دارد:

استراتژی‌هایی برای مدیریت بدهی فنی

مدیریت موثر بدهی فنی نیازمند یک رویکرد فعال است که شامل همه ذینفعان می‌شود. در اینجا چند استراتژی کلیدی برای مدیریت بدهی فنی آمده است:

1. اولویت‌بندی رفع بدهی فنی

همه بدهی‌های فنی یکسان ایجاد نمی‌شوند. برخی از آیتم‌های بدهی فنی خطر بیشتری برای پروژه دارند. رفع بدهی فنی را بر اساس عوامل زیر اولویت‌بندی کنید:

روی اصلاح آیتم‌های بدهی فنی که بیشترین تأثیر و احتمال ایجاد مشکل را دارند و می‌توان با هزینه مناسبی اصلاح کرد، تمرکز کنید.

2. ادغام رفع بدهی فنی در فرآیند توسعه

رفع بدهی فنی باید جزء جدایی‌ناپذیر فرآیند توسعه باشد، نه یک فکر بعدی. زمان و منابعی را برای رسیدگی به بدهی فنی در هر اسپرینت یا تکرار اختصاص دهید. رفع بدهی فنی را در تعریف انجام شده برای هر کار یا داستان کاربر گنجانید. به‌عنوان مثال، یک «تعریف انجام شده» برای تغییر کد ممکن است شامل بازسازی برای کاهش پیچیدگی چرخه‌ای زیر یک آستانه خاص یا حذف تکرار کد باشد.

3. استفاده از متدولوژی‌های چابک

متدولوژی‌های چابک، مانند Scrum و Kanban، می‌توانند با ترویج توسعه تکراری، بهبود مستمر و همکاری به مدیریت بدهی فنی کمک کنند. تیم‌های چابک می‌توانند از بررسی‌های اسپرینت و بازنگری‌ها برای شناسایی و رسیدگی به بدهی فنی استفاده کنند. مالک محصول می‌تواند وظایف رفع بدهی فنی را به لیست محصول اضافه کرده و آنها را در کنار سایر ویژگی‌ها و داستان‌های کاربر اولویت‌بندی کند. تمرکز چابک بر تکرارهای کوتاه و بازخورد مستمر، امکان ارزیابی و اصلاح مکرر بدهی انباشته شده را فراهم می‌کند.

4. انجام بررسی کد

بررسی کد یک راه موثر برای شناسایی و جلوگیری از بدهی فنی است. در طول بررسی کد، توسعه‌دهندگان می‌توانند مشکلات احتمالی کیفیت کد، بوهای کد و تخلفات از استانداردهای کدنویسی را شناسایی کنند. بررسی کد همچنین می‌تواند به اطمینان از مستندسازی و درک آسان کد کمک کند. اطمینان حاصل کنید که فهرست‌های بررسی کد به‌طور صریح شامل بررسی‌هایی برای مشکلات احتمالی بدهی فنی است.

5. خودکارسازی تجزیه و تحلیل کد

تجزیه و تحلیل کد را با استفاده از ابزارهای تحلیل استاتیک برای شناسایی مشکلات احتمالی و اجرای استانداردهای کدنویسی خودکار کنید. ابزار تحلیل استاتیک را در فرآیند ساخت ادغام کنید تا اطمینان حاصل شود که همه کد قبل از commit شدن به کدبیس تجزیه و تحلیل می‌شود. ابزار را برای تولید گزارش در مورد کیفیت کد و بدهی فنی پیکربندی کنید. ابزارهایی مانند SonarQube، PMD و ESLint می‌توانند بوهای کد، اشکالات احتمالی و آسیب‌پذیری‌های امنیتی را به‌طور خودکار شناسایی کنند.

6. بازسازی منظم

بازسازی فرآیند بهبود ساختار داخلی کد بدون تغییر رفتار خارجی آن است. بازسازی منظم می‌تواند به کاهش بدهی فنی، بهبود کیفیت کد و آسان‌تر کردن درک و نگهداری کد کمک کند. اسپرینت‌ها یا تکرارهای بازسازی منظم را برای رسیدگی به آیتم‌های بدهی فنی برنامه‌ریزی کنید. تغییرات کوچک و افزایشی در کد ایجاد کنید و پس از هر تغییر به‌طور کامل آزمایش کنید.

7. ایجاد استانداردهای کدنویسی و بهترین شیوه‌ها

استانداردهای کدنویسی و بهترین شیوه‌ها را برای ارتقاء کیفیت کد ثابت و کاهش احتمال معرفی بدهی فنی ایجاد کنید. استانداردهای کدنویسی و بهترین شیوه‌ها را مستند کنید و آنها را به‌راحتی در دسترس همه توسعه‌دهندگان قرار دهید. از ابزارهای تحلیل استاتیک برای اجرای استانداردهای کدنویسی و بهترین شیوه‌ها استفاده کنید. نمونه‌هایی از استانداردهای کدنویسی رایج عبارتند از قراردادهای نام‌گذاری، قالب‌بندی کد و دستورالعمل‌های نظر دادن.

8. سرمایه‌گذاری در آموزش

آموزش و آموزش توسعه‌دهندگان را در مورد بهترین شیوه‌های توسعه نرم‌افزار، کیفیت کد و مدیریت بدهی فنی ارائه دهید. توسعه‌دهندگان را تشویق کنید تا با آخرین فناوری‌ها و تکنیک‌ها به‌روز باشند. در ابزارها و منابعی سرمایه‌گذاری کنید که می‌توانند به توسعه‌دهندگان در بهبود مهارت‌ها و دانش آنها کمک کنند. آموزش در مورد استفاده از ابزارهای تحلیل استاتیک، فرآیندهای بررسی کد و تکنیک‌های بازسازی ارائه دهید.

9. حفظ یک رجیستر بدهی فنی

یک رجیستر بدهی فنی ایجاد و نگهداری کنید تا همه آیتم‌های بدهی فنی شناسایی شده را پیگیری کنید. این رجیستر باید شامل توضیحی از آیتم بدهی فنی، تأثیر آن، احتمال آن، هزینه اصلاح آن و اولویت آن باشد. رجیستر بدهی فنی را به‌طور منظم بررسی و در صورت نیاز به‌روزرسانی کنید. این رجیستر امکان ردیابی و مدیریت بهتر را فراهم می‌کند و از فراموش شدن یا نادیده گرفته شدن بدهی فنی جلوگیری می‌کند. همچنین ارتباط با ذینفعان را تسهیل می‌کند.

10. نظارت و پیگیری پیشرفت

پیشرفت در کاهش بدهی فنی را در طول زمان نظارت و پیگیری کنید. از شاخص‌های نرم‌افزاری برای اندازه‌گیری تأثیر تلاش‌های رفع بدهی فنی استفاده کنید. گزارش‌هایی در مورد کیفیت کد، پیچیدگی و قابلیت نگهداری ایجاد کنید. گزارش‌ها را با ذینفعان به اشتراک بگذارید و از آنها برای اطلاع‌رسانی در تصمیم‌گیری استفاده کنید. به‌عنوان مثال، کاهش تکرار کد، پیچیدگی چرخه‌ای یا تعداد تخلفات تحلیل استاتیک را در طول زمان پیگیری کنید.

بدهی فنی در تیم‌های توسعه جهانی

مدیریت بدهی فنی در تیم‌های توسعه جهانی چالش‌های منحصربه‌فردی را به همراه دارد. این چالش‌ها عبارتند از:

برای رسیدگی به این چالش‌ها، تیم‌های توسعه جهانی باید:

نتیجه‌گیری

اندازه‌گیری و مدیریت بدهی فنی برای اطمینان از سلامت، قابلیت نگهداری و موفقیت بلندمدت پروژه‌های نرم‌افزاری ضروری است. با استفاده از شاخص‌های نرم‌افزاری کلیدی، مانند پوشش کد، پیچیدگی چرخه‌ای، تکرار کد و شاخص قابلیت نگهداری، تیم‌ها می‌توانند درک روشنی از بدهی فنی موجود در کدبیس خود به دست آورند. ابزارهایی مانند SonarQube، CAST و PMD می‌توانند فرآیند اندازه‌گیری را خودکار کنند و گزارش‌های دقیقی در مورد کیفیت کد ارائه دهند. استراتژی‌ها برای مدیریت بدهی فنی شامل اولویت‌بندی تلاش‌های رفع، ادغام رفع در فرآیند توسعه، استفاده از متدولوژی‌های چابک، انجام بررسی کد، خودکارسازی تجزیه و تحلیل کد، بازسازی منظم، ایجاد استانداردهای کدنویسی و سرمایه‌گذاری در آموزش است. برای تیم‌های توسعه جهانی، رسیدگی به موانع ارتباطی، استانداردسازی استانداردهای کدنویسی و تقویت همکاری برای مدیریت موثر بدهی فنی بسیار مهم است. با اندازه‌گیری و مدیریت فعالانه بدهی فنی، تیم‌ها می‌توانند هزینه‌های توسعه را کاهش دهند، چابکی را بهبود بخشند و نرم‌افزار باکیفیتی را ارائه دهند که نیازهای کاربرانشان را برآورده کند.