Polski

Praktyczny przewodnik po refaktoryzacji kodu legacy, omawiający identyfikację, priorytetyzację, techniki i najlepsze praktyki modernizacji oraz utrzymania.

Oswajanie bestii: strategie refaktoryzacji kodu legacy

Kod legacy. Samo to określenie często przywołuje na myśl obrazy rozległych, nieudokumentowanych systemów, kruchych zależności i przytłaczającego poczucia grozy. Wielu deweloperów na całym świecie staje przed wyzwaniem utrzymania i rozwijania tych systemów, które często są kluczowe dla działalności biznesowej. Ten kompleksowy przewodnik przedstawia praktyczne strategie refaktoryzacji kodu legacy, zamieniając źródło frustracji w szansę na modernizację i ulepszenie.

Czym jest kod legacy?

Zanim zagłębimy się w techniki refaktoryzacji, kluczowe jest zdefiniowanie, co rozumiemy przez „kod legacy”. Chociaż termin ten może po prostu odnosić się do starszego kodu, bardziej szczegółowa definicja koncentruje się na jego łatwości utrzymania. Michael Feathers w swojej przełomowej książce „Working Effectively with Legacy Code” definiuje kod legacy jako kod bez testów. Ten brak testów utrudnia bezpieczne modyfikowanie kodu bez wprowadzania regresji. Jednak kod legacy może również wykazywać inne cechy:

Należy zauważyć, że kod legacy nie jest z natury zły. Często reprezentuje znaczącą inwestycję i zawiera cenną wiedzę domenową. Celem refaktoryzacji jest zachowanie tej wartości przy jednoczesnej poprawie łatwości utrzymania, niezawodności i wydajności kodu.

Dlaczego warto refaktoryzować kod legacy?

Refaktoryzacja kodu legacy może być zniechęcającym zadaniem, ale korzyści często przewyższają wyzwania. Oto kilka kluczowych powodów, dla których warto zainwestować w refaktoryzację:

Identyfikacja kandydatów do refaktoryzacji

Nie każdy kod legacy wymaga refaktoryzacji. Ważne jest, aby priorytetyzować działania refaktoryzacyjne w oparciu o następujące czynniki:

Przykład: Wyobraź sobie globalną firmę logistyczną z systemem legacy do zarządzania przesyłkami. Moduł odpowiedzialny za obliczanie kosztów wysyłki jest często aktualizowany z powodu zmieniających się przepisów i cen paliw. Ten moduł jest głównym kandydatem do refaktoryzacji.

Techniki refaktoryzacji

Dostępnych jest wiele technik refaktoryzacji, z których każda ma na celu rozwiązanie konkretnych złych zapachów kodu lub poprawę określonych aspektów kodu. Oto niektóre z powszechnie stosowanych technik:

Komponowanie metod

Techniki te koncentrują się na dzieleniu dużych, złożonych metod na mniejsze, łatwiejsze do zarządzania metody. Poprawia to czytelność, zmniejsza duplikację i ułatwia testowanie kodu.

Przenoszenie funkcjonalności między obiektami

Techniki te koncentrują się na poprawie projektu klas i obiektów poprzez przenoszenie odpowiedzialności tam, gdzie należą.

Organizacja danych

Techniki te koncentrują się na poprawie sposobu przechowywania i dostępu do danych, ułatwiając ich zrozumienie i modyfikację.

Upraszczanie wyrażeń warunkowych

Logika warunkowa może szybko stać się zawiła. Te techniki mają na celu jej wyjaśnienie i uproszczenie.

Upraszczanie wywołań metod

Radzenie sobie z generalizacją

To tylko kilka przykładów z wielu dostępnych technik refaktoryzacji. Wybór techniki zależy od konkretnego złego zapachu kodu i pożądanego rezultatu.

Przykład: Duża metoda w aplikacji Java używanej przez globalny bank oblicza stopy procentowe. Zastosowanie Ekstrakcji metody (Extract Method) do tworzenia mniejszych, bardziej skoncentrowanych metod poprawia czytelność i ułatwia aktualizację logiki obliczania stóp procentowych bez wpływu na inne części metody.

Proces refaktoryzacji

Do refaktoryzacji należy podchodzić systematycznie, aby zminimalizować ryzyko i zmaksymalizować szanse na sukces. Oto zalecany proces:

  1. Zidentyfikuj kandydatów do refaktoryzacji: Użyj wspomnianych wcześniej kryteriów, aby zidentyfikować obszary kodu, które najbardziej skorzystają na refaktoryzacji.
  2. Utwórz testy: Przed wprowadzeniem jakichkolwiek zmian napisz zautomatyzowane testy, aby zweryfikować istniejące zachowanie kodu. Jest to kluczowe dla zapewnienia, że refaktoryzacja nie wprowadzi regresji. Do pisania testów jednostkowych można użyć narzędzi takich jak JUnit (Java), pytest (Python) lub Jest (JavaScript).
  3. Refaktoryzuj przyrostowo: Wprowadzaj małe, przyrostowe zmiany i uruchamiaj testy po każdej zmianie. Ułatwia to identyfikację i naprawę wszelkich wprowadzonych błędów.
  4. Commituj często: Często zatwierdzaj zmiany w systemie kontroli wersji. Pozwala to na łatwe cofnięcie się do poprzedniej wersji, jeśli coś pójdzie nie tak.
  5. Przeglądaj kod (Code Review): Poproś innego dewelopera o przegląd kodu. Może to pomóc zidentyfikować potencjalne problemy i upewnić się, że refaktoryzacja została przeprowadzona poprawnie.
  6. Monitoruj wydajność: Po refaktoryzacji monitoruj wydajność systemu, aby upewnić się, że zmiany nie wprowadziły żadnych regresji wydajności.

Przykład: Zespół refaktoryzujący moduł Pythona na globalnej platformie e-commerce używa `pytest` do tworzenia testów jednostkowych dla istniejącej funkcjonalności. Następnie stosują refaktoryzację Ekstrakcji klasy (Extract Class), aby oddzielić odpowiedzialności i poprawić strukturę modułu. Po każdej małej zmianie uruchamiają testy, aby upewnić się, że funkcjonalność pozostaje niezmieniona.

Strategie wprowadzania testów do kodu legacy

Jak trafnie stwierdził Michael Feathers, kod legacy to kod bez testów. Wprowadzanie testów do istniejących baz kodu może wydawać się ogromnym przedsięwzięciem, ale jest niezbędne do bezpiecznej refaktoryzacji. Oto kilka strategii podejścia do tego zadania:

Testy charakteryzujące (Characterization Tests / Golden Master Tests)

Gdy masz do czynienia z kodem trudnym do zrozumienia, testy charakteryzujące mogą pomóc uchwycić jego istniejące zachowanie, zanim zaczniesz wprowadzać zmiany. Chodzi o to, aby napisać testy, które potwierdzają obecny wynik kodu dla danego zestawu danych wejściowych. Te testy niekoniecznie weryfikują poprawność; po prostu dokumentują, co kod *aktualnie* robi.

Kroki:

  1. Zidentyfikuj jednostkę kodu, którą chcesz scharakteryzować (np. funkcję lub metodę).
  2. Utwórz zestaw wartości wejściowych, które reprezentują szereg typowych i skrajnych scenariuszy.
  3. Uruchom kod z tymi danymi wejściowymi i zapisz uzyskane wyniki.
  4. Napisz testy, które potwierdzają, że kod produkuje dokładnie te wyniki dla tych danych wejściowych.

Uwaga: Testy charakteryzujące mogą być kruche, jeśli podstawowa logika jest złożona lub zależna od danych. Bądź gotów je zaktualizować, jeśli będziesz musiał później zmienić zachowanie kodu.

Metoda kiełkująca (Sprout Method) i klasa kiełkująca (Sprout Class)

Techniki te, również opisane przez Michaela Feathersa, mają na celu wprowadzenie nowej funkcjonalności do systemu legacy przy minimalizacji ryzyka zepsucia istniejącego kodu.

Metoda kiełkująca (Sprout Method): Kiedy musisz dodać nową funkcję, która wymaga modyfikacji istniejącej metody, utwórz nową metodę, która zawiera nową logikę. Następnie wywołaj tę nową metodę z istniejącej metody. Pozwala to na wyizolowanie nowego kodu i przetestowanie go niezależnie.

Klasa kiełkująca (Sprout Class): Podobnie jak metoda kiełkująca, ale dla klas. Utwórz nową klasę, która implementuje nową funkcjonalność, a następnie zintegruj ją z istniejącym systemem.

Sandboxing (izolowanie kodu)

Sandboxing polega na izolowaniu kodu legacy od reszty systemu, co pozwala na testowanie go w kontrolowanym środowisku. Można to zrobić, tworząc mocki lub stuby dla zależności lub uruchamiając kod w maszynie wirtualnej.

Metoda Mikado

Metoda Mikado to wizualne podejście do rozwiązywania problemów przy złożonych zadaniach refaktoryzacyjnych. Polega na tworzeniu diagramu, który przedstawia zależności między różnymi częściami kodu, a następnie refaktoryzacji kodu w sposób minimalizujący wpływ na inne części systemu. Podstawową zasadą jest „wypróbowanie” zmiany i sprawdzenie, co się psuje. Jeśli coś się zepsuje, cofnij się do ostatniego działającego stanu i zapisz problem. Następnie rozwiąż ten problem przed ponowną próbą pierwotnej zmiany.

Narzędzia do refaktoryzacji

Wiele narzędzi może pomóc w refaktoryzacji, automatyzując powtarzalne zadania i dostarczając wskazówek dotyczących najlepszych praktyk. Narzędzia te są często zintegrowane ze zintegrowanymi środowiskami programistycznymi (IDE):

Przykład: Zespół programistów pracujący nad aplikacją C# dla globalnej firmy ubezpieczeniowej używa wbudowanych narzędzi do refaktoryzacji w Visual Studio do automatycznej zmiany nazw zmiennych i ekstrakcji metod. Używają również SonarQube do identyfikacji złych zapachów kodu i potencjalnych luk w zabezpieczeniach.

Wyzwania i ryzyka

Refaktoryzacja kodu legacy nie jest pozbawiona wyzwań i ryzyk:

Najlepsze praktyki

Aby złagodzić wyzwania i ryzyka związane z refaktoryzacją kodu legacy, postępuj zgodnie z tymi najlepszymi praktykami:

Podsumowanie

Refaktoryzacja kodu legacy to wymagające, ale satysfakcjonujące przedsięwzięcie. Postępując zgodnie ze strategiami i najlepszymi praktykami opisanymi w tym przewodniku, możesz oswoić bestię i przekształcić swoje systemy legacy w łatwe do utrzymania, niezawodne i wydajne aktywa. Pamiętaj, aby podchodzić do refaktoryzacji systematycznie, często testować i skutecznie komunikować się z zespołem. Dzięki starannemu planowaniu i wykonaniu możesz odblokować ukryty potencjał w swoim kodzie legacy i utorować drogę dla przyszłych innowacji.