Thuần Hóa 'Quái Vật': Các Chiến Lược Tái Cấu Trúc Mã Nguồn Cũ

Mã nguồn cũ (Legacy code). Bản thân thuật ngữ này thường gợi lên hình ảnh về các hệ thống rộng lớn, không có tài liệu, các dependency mong manh, và một cảm giác choáng ngợp đến đáng sợ. Nhiều nhà phát triển trên toàn cầu phải đối mặt với thách thức bảo trì và phát triển các hệ thống này, vốn thường rất quan trọng đối với hoạt động kinh doanh. Hướng dẫn toàn diện này cung cấp các chiến lược thực tế để tái cấu trúc mã nguồn cũ, biến một nguồn cơn của sự thất vọng thành cơ hội để hiện đại hóa và cải tiến.

Mã Nguồn Cũ là gì?

Trước khi đi sâu vào các kỹ thuật tái cấu trúc, điều cần thiết là phải định nghĩa chúng ta muốn nói gì về "mã nguồn cũ". Mặc dù thuật ngữ này có thể chỉ đơn giản đề cập đến mã nguồn đã cũ, một định nghĩa sâu sắc hơn tập trung vào khả năng bảo trì của nó. Michael Feathers, trong cuốn sách kinh điển "Working Effectively with Legacy Code" (Làm việc hiệu quả với Mã nguồn cũ), định nghĩa mã nguồn cũ là mã nguồn không có kiểm thử (test). Việc thiếu các bài kiểm thử này khiến việc sửa đổi mã một cách an toàn mà không gây ra lỗi hồi quy (regression) trở nên khó khăn. Tuy nhiên, mã nguồn cũ cũng có thể có các đặc điểm khác:

Thiếu tài liệu: Các nhà phát triển ban đầu có thể đã chuyển đi, để lại rất ít hoặc không có tài liệu giải thích về kiến trúc của hệ thống, các quyết định thiết kế, hoặc thậm chí là chức năng cơ bản.
Các dependency phức tạp: Mã nguồn có thể bị liên kết chặt chẽ (tightly coupled), gây khó khăn trong việc cô lập và sửa đổi các thành phần riêng lẻ mà không ảnh hưởng đến các phần khác của hệ thống.
Công nghệ lỗi thời: Mã có thể được viết bằng các ngôn ngữ lập trình, framework hoặc thư viện cũ không còn được hỗ trợ tích cực, gây ra rủi ro bảo mật và hạn chế quyền truy cập vào các công cụ hiện đại.
Chất lượng mã kém: Mã có thể chứa mã trùng lặp, các phương thức dài và các "code smell" (mùi mã) khác khiến nó khó hiểu và khó bảo trì.
Thiết kế dễ vỡ: Những thay đổi tưởng chừng nhỏ có thể gây ra hậu quả không lường trước được và trên diện rộng.

Điều quan trọng cần lưu ý là mã nguồn cũ không phải lúc nào cũng tệ. Nó thường đại diện cho một khoản đầu tư đáng kể và chứa đựng kiến thức chuyên môn quý giá. Mục tiêu của việc tái cấu trúc là bảo tồn giá trị này trong khi cải thiện khả năng bảo trì, độ tin cậy và hiệu suất của mã.

Tại sao cần Tái cấu trúc Mã nguồn cũ?

Tái cấu trúc mã nguồn cũ có thể là một nhiệm vụ khó khăn, nhưng lợi ích thường lớn hơn những thách thức. Dưới đây là một số lý do chính để đầu tư vào việc tái cấu trúc:

Cải thiện khả năng bảo trì: Tái cấu trúc giúp mã dễ hiểu, dễ sửa đổi và dễ gỡ lỗi hơn, giảm chi phí và công sức cần thiết cho việc bảo trì liên tục. Đối với các đội ngũ toàn cầu, điều này đặc biệt quan trọng, vì nó giảm sự phụ thuộc vào các cá nhân cụ thể và thúc đẩy chia sẻ kiến thức.
Giảm nợ kỹ thuật: Nợ kỹ thuật (Technical debt) đề cập đến chi phí ẩn của việc phải làm lại do chọn một giải pháp dễ dàng ngay bây giờ thay vì sử dụng một phương pháp tốt hơn nhưng mất nhiều thời gian hơn. Tái cấu trúc giúp trả khoản nợ này, cải thiện sức khỏe tổng thể của codebase.
Tăng cường độ tin cậy: Bằng cách giải quyết các "code smell" và cải thiện cấu trúc của mã, tái cấu trúc có thể giảm nguy cơ lỗi và cải thiện độ tin cậy tổng thể của hệ thống.
Tăng hiệu suất: Tái cấu trúc có thể xác định và giải quyết các điểm nghẽn hiệu suất, dẫn đến thời gian thực thi nhanh hơn và khả năng phản hồi được cải thiện.
Tích hợp dễ dàng hơn: Tái cấu trúc có thể giúp tích hợp hệ thống cũ với các hệ thống và công nghệ mới dễ dàng hơn, tạo điều kiện cho sự đổi mới và hiện đại hóa. Ví dụ, một nền tảng thương mại điện tử châu Âu có thể cần tích hợp với một cổng thanh toán mới sử dụng API khác.
Cải thiện tinh thần của nhà phát triển: Làm việc với mã sạch, có cấu trúc tốt sẽ thú vị và hiệu quả hơn cho các nhà phát triển. Tái cấu trúc có thể thúc đẩy tinh thần và thu hút nhân tài.

Xác định các Ứng viên Tái cấu trúc

Không phải tất cả mã nguồn cũ đều cần được tái cấu trúc. Điều quan trọng là phải ưu tiên các nỗ lực tái cấu trúc dựa trên các yếu tố sau:

Tần suất thay đổi: Mã được sửa đổi thường xuyên là một ứng cử viên hàng đầu để tái cấu trúc, vì những cải tiến về khả năng bảo trì sẽ có tác động đáng kể đến năng suất phát triển.
Độ phức tạp: Mã phức tạp và khó hiểu có nhiều khả năng chứa lỗi và khó sửa đổi một cách an toàn hơn.
Tác động của lỗi: Mã quan trọng đối với hoạt động kinh doanh hoặc có nguy cơ cao gây ra các lỗi tốn kém nên được ưu tiên để tái cấu trúc.
Điểm nghẽn hiệu suất: Mã được xác định là điểm nghẽn hiệu suất nên được tái cấu trúc để cải thiện hiệu suất.
Code Smells (Mùi mã): Hãy để mắt đến các "code smell" phổ biến như các phương thức dài, các lớp lớn, mã trùng lặp và "feature envy" (ghen tị tính năng). Đây là những chỉ báo về các khu vực có thể được hưởng lợi từ việc tái cấu trúc.

Ví dụ: Hãy tưởng tượng một công ty logistics toàn cầu có một hệ thống cũ để quản lý các lô hàng. Module chịu trách nhiệm tính toán chi phí vận chuyển thường xuyên được cập nhật do các quy định và giá nhiên liệu thay đổi. Module này là một ứng cử viên hàng đầu cho việc tái cấu trúc.

Các Kỹ thuật Tái cấu trúc

Có rất nhiều kỹ thuật tái cấu trúc, mỗi kỹ thuật được thiết kế để giải quyết các "code smell" cụ thể hoặc cải thiện các khía cạnh cụ thể của mã. Dưới đây là một số kỹ thuật thường được sử dụng:

Sắp xếp lại Phương thức (Composing Methods)

Các kỹ thuật này tập trung vào việc chia nhỏ các phương thức lớn, phức tạp thành các phương thức nhỏ hơn, dễ quản lý hơn. Điều này cải thiện khả năng đọc, giảm sự trùng lặp và giúp mã dễ kiểm thử hơn.

Extract Method (Trích xuất Phương thức): Kỹ thuật này bao gồm việc xác định một khối mã thực hiện một nhiệm vụ cụ thể và di chuyển nó vào một phương thức mới.
Inline Method (Gộp Phương thức): Kỹ thuật này bao gồm việc thay thế một lời gọi phương thức bằng phần thân của phương thức đó. Sử dụng khi tên của một phương thức rõ ràng như chính phần thân của nó, hoặc khi bạn sắp sử dụng Extract Method nhưng phương thức hiện tại quá ngắn.
Replace Temp with Query (Thay thế Biến tạm bằng Truy vấn): Kỹ thuật này bao gồm việc thay thế một biến tạm thời bằng một lời gọi phương thức tính toán giá trị của biến theo yêu cầu.
Introduce Explaining Variable (Giới thiệu Biến giải thích): Sử dụng để gán kết quả của một biểu thức cho một biến có tên mô tả, làm rõ mục đích của nó.

Di chuyển Tính năng giữa các Đối tượng (Moving Features Between Objects)

Các kỹ thuật này tập trung vào việc cải thiện thiết kế của các lớp và đối tượng bằng cách di chuyển các trách nhiệm đến nơi chúng thuộc về.

Move Method (Di chuyển Phương thức): Kỹ thuật này bao gồm việc di chuyển một phương thức từ một lớp sang một lớp khác nơi nó thuộc về một cách hợp lý.
Move Field (Di chuyển Trường): Kỹ thuật này bao gồm việc di chuyển một trường từ một lớp sang một lớp khác nơi nó thuộc về một cách hợp lý.
Extract Class (Trích xuất Lớp): Kỹ thuật này bao gồm việc tạo một lớp mới từ một tập hợp các trách nhiệm gắn kết được trích xuất từ một lớp hiện có.
Inline Class (Gộp Lớp): Sử dụng để gộp một lớp vào một lớp khác khi nó không còn làm đủ nhiều việc để biện minh cho sự tồn tại của nó.
Hide Delegate (Ẩn Ủy quyền): Kỹ thuật này bao gồm việc tạo các phương thức trong server để ẩn logic ủy quyền khỏi client, giảm sự ghép nối giữa client và đối tượng được ủy quyền.
Remove Middle Man (Loại bỏ Người trung gian): Nếu một lớp đang ủy quyền gần như toàn bộ công việc của mình, kỹ thuật này giúp loại bỏ người trung gian.
Introduce Foreign Method (Giới thiệu Phương thức ngoại lai): Thêm một phương thức vào một lớp client để phục vụ client với các tính năng thực sự cần thiết từ một lớp server, nhưng không thể sửa đổi do thiếu quyền truy cập hoặc các thay đổi đã được lên kế hoạch trong lớp server.
Introduce Local Extension (Giới thiệu Phần mở rộng cục bộ): Tạo một lớp mới chứa các phương thức mới. Hữu ích khi bạn không kiểm soát được mã nguồn của lớp và không thể thêm hành vi trực tiếp.

Tổ chức Dữ liệu (Organizing Data)

Các kỹ thuật này tập trung vào việc cải thiện cách dữ liệu được lưu trữ và truy cập, giúp nó dễ hiểu và dễ sửa đổi hơn.

Replace Data Value with Object (Thay thế Giá trị Dữ liệu bằng Đối tượng): Kỹ thuật này bao gồm việc thay thế một giá trị dữ liệu đơn giản bằng một đối tượng đóng gói dữ liệu và hành vi liên quan.
Change Value to Reference (Thay đổi Giá trị thành Tham chiếu): Kỹ thuật này bao gồm việc thay đổi một đối tượng giá trị thành một đối tượng tham chiếu, khi nhiều đối tượng chia sẻ cùng một giá trị.
Change Unidirectional Association to Bidirectional (Thay đổi Liên kết một chiều thành hai chiều): Tạo một liên kết hai chiều giữa hai lớp nơi chỉ có liên kết một chiều tồn tại.
Change Bidirectional Association to Unidirectional (Thay đổi Liên kết hai chiều thành một chiều): Đơn giản hóa các liên kết bằng cách biến mối quan hệ hai chiều thành một chiều.
Replace Magic Number with Symbolic Constant (Thay thế Số Magic bằng Hằng số Tượng trưng): Kỹ thuật này bao gồm việc thay thế các giá trị cố định (literal) bằng các hằng số được đặt tên, giúp mã dễ hiểu và dễ bảo trì hơn.
Encapsulate Field (Đóng gói Trường): Cung cấp một phương thức getter và setter để truy cập trường.
Encapsulate Collection (Đóng gói Bộ sưu tập): Đảm bảo rằng tất cả các thay đổi đối với bộ sưu tập đều diễn ra thông qua các phương thức được kiểm soát cẩn thận trong lớp sở hữu.
Replace Record with Data Class (Thay thế Bản ghi bằng Lớp Dữ liệu): Tạo một lớp mới với các trường khớp với cấu trúc của bản ghi và các phương thức truy cập.
Replace Type Code with Class (Thay thế Mã loại bằng Lớp): Tạo một lớp mới khi mã loại có một tập hợp các giá trị khả thi hạn chế, đã biết.
Replace Type Code with Subclasses (Thay thế Mã loại bằng các Lớp con): Dành cho khi giá trị mã loại ảnh hưởng đến hành vi của lớp.
Replace Type Code with State/Strategy (Thay thế Mã loại bằng State/Strategy): Dành cho khi giá trị mã loại ảnh hưởng đến hành vi của lớp, nhưng việc tạo lớp con không phù hợp.
Replace Subclass with Fields (Thay thế Lớp con bằng các Trường): Loại bỏ một lớp con và thêm các trường vào lớp cha đại diện cho các thuộc tính riêng biệt của lớp con.

Đơn giản hóa Biểu thức Điều kiện (Simplifying Conditional Expressions)

Logic điều kiện có thể nhanh chóng trở nên phức tạp. Các kỹ thuật này nhằm mục đích làm rõ và đơn giản hóa.

Decompose Conditional (Phân rã Điều kiện): Kỹ thuật này bao gồm việc chia nhỏ một câu lệnh điều kiện phức tạp thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn.
Consolidate Conditional Expression (Hợp nhất Biểu thức Điều kiện): Kỹ thuật này bao gồm việc kết hợp nhiều câu lệnh điều kiện thành một câu lệnh duy nhất, ngắn gọn hơn.
Consolidate Duplicate Conditional Fragments (Hợp nhất các Mảnh điều kiện Trùng lặp): Kỹ thuật này bao gồm việc di chuyển mã bị trùng lặp trong nhiều nhánh của một câu lệnh điều kiện ra bên ngoài điều kiện.
Remove Control Flag (Loại bỏ Cờ điều khiển): Loại bỏ các biến boolean được sử dụng để kiểm soát luồng logic.
Replace Nested Conditional with Guard Clauses (Thay thế Điều kiện lồng nhau bằng Mệnh đề bảo vệ): Giúp mã dễ đọc hơn bằng cách đặt tất cả các trường hợp đặc biệt lên đầu và dừng xử lý nếu bất kỳ trường hợp nào trong số đó là đúng.
Replace Conditional with Polymorphism (Thay thế Điều kiện bằng Đa hình): Kỹ thuật này bao gồm việc thay thế logic điều kiện bằng tính đa hình, cho phép các đối tượng khác nhau xử lý các trường hợp khác nhau.
Introduce Null Object (Giới thiệu Đối tượng Null): Thay vì kiểm tra giá trị null, hãy tạo một đối tượng mặc định cung cấp hành vi mặc định.
Introduce Assertion (Giới thiệu Khẳng định): Ghi lại một cách rõ ràng các kỳ vọng bằng cách tạo ra một bài kiểm tra để kiểm tra chúng.

Đơn giản hóa Lời gọi Phương thức (Simplifying Method Calls)

Rename Method (Đổi tên Phương thức): Điều này có vẻ hiển nhiên, nhưng lại cực kỳ hữu ích trong việc làm cho mã rõ ràng.
Add Parameter (Thêm Tham số): Thêm thông tin vào chữ ký của phương thức cho phép phương thức linh hoạt và có thể tái sử dụng hơn.
Remove Parameter (Loại bỏ Tham số): Nếu một tham số không được sử dụng, hãy loại bỏ nó để đơn giản hóa giao diện.
Separate Query from Modifier (Tách Truy vấn khỏi Trình sửa đổi): Nếu một phương thức vừa thay đổi vừa trả về một giá trị, hãy tách nó thành hai phương thức riêng biệt.
Parameterize Method (Tham số hóa Phương thức): Sử dụng kỹ thuật này để hợp nhất các phương thức tương tự thành một phương thức duy nhất với một tham số thay đổi hành vi.
Replace Parameter with Explicit Methods (Thay thế Tham số bằng các Phương thức Rõ ràng): Làm ngược lại với việc tham số hóa - chia một phương thức duy nhất thành nhiều phương thức, mỗi phương thức đại diện cho một giá trị cụ thể của tham số.
Preserve Whole Object (Bảo toàn Toàn bộ Đối tượng): Thay vì truyền một vài mục dữ liệu cụ thể cho một phương thức, hãy truyền toàn bộ đối tượng để phương thức có quyền truy cập vào tất cả dữ liệu của nó.
Replace Parameter with Method (Thay thế Tham số bằng Phương thức): Nếu một phương thức luôn được gọi với cùng một giá trị được lấy từ một trường, hãy xem xét việc lấy giá trị tham số bên trong phương thức.
Introduce Parameter Object (Giới thiệu Đối tượng Tham số): Nhóm một số tham số lại với nhau thành một đối tượng khi chúng tự nhiên thuộc về nhau.
Remove Setting Method (Loại bỏ Phương thức Thiết lập): Tránh các phương thức setter nếu một trường chỉ nên được khởi tạo, nhưng không được sửa đổi sau khi xây dựng.
Hide Method (Ẩn Phương thức): Giảm khả năng hiển thị của một phương thức nếu nó chỉ được sử dụng trong một lớp duy nhất.
Replace Constructor with Factory Method (Thay thế Constructor bằng Factory Method): Một giải pháp thay thế mang tính mô tả hơn cho các constructor.
Replace Exception with Test (Thay thế Ngoại lệ bằng Kiểm tra): Nếu các ngoại lệ đang được sử dụng như một cơ chế kiểm soát luồng, hãy thay thế chúng bằng logic điều kiện để cải thiện hiệu suất.

Xử lý Tổng quát hóa (Dealing with Generalization)

Pull Up Field (Kéo Trường lên): Di chuyển một trường từ một lớp con lên lớp cha của nó.
Pull Up Method (Kéo Phương thức lên): Di chuyển một phương thức từ một lớp con lên lớp cha của nó.
Pull Up Constructor Body (Kéo Thân Constructor lên): Di chuyển phần thân của một constructor từ một lớp con lên lớp cha của nó.
Push Down Method (Đẩy Phương thức xuống): Di chuyển một phương thức từ một lớp cha xuống các lớp con của nó.
Push Down Field (Đẩy Trường xuống): Di chuyển một trường từ một lớp cha xuống các lớp con của nó.
Extract Interface (Trích xuất Interface): Tạo một interface từ các phương thức public của một lớp.
Extract Superclass (Trích xuất Lớp cha): Di chuyển chức năng chung từ hai lớp vào một lớp cha mới.
Collapse Hierarchy (Thu gọn Hệ thống phân cấp): Kết hợp một lớp cha và lớp con thành một lớp duy nhất.
Form Template Method (Hình thành Phương thức mẫu): Tạo một phương thức mẫu trong một lớp cha xác định các bước của một thuật toán, cho phép các lớp con ghi đè các bước cụ thể.
Replace Inheritance with Delegation (Thay thế Kế thừa bằng Ủy quyền): Tạo một trường trong lớp tham chiếu đến chức năng, thay vì kế thừa nó.
Replace Delegation with Inheritance (Thay thế Ủy quyền bằng Kế thừa): Khi việc ủy quyền quá phức tạp, hãy chuyển sang kế thừa.

Đây chỉ là một vài ví dụ trong số rất nhiều kỹ thuật tái cấu trúc có sẵn. Việc lựa chọn kỹ thuật nào để sử dụng phụ thuộc vào "code smell" cụ thể và kết quả mong muốn.

Ví dụ: Một phương thức lớn trong một ứng dụng Java được sử dụng bởi một ngân hàng toàn cầu để tính toán lãi suất. Áp dụng Extract Method để tạo ra các phương thức nhỏ hơn, tập trung hơn sẽ cải thiện khả năng đọc và giúp việc cập nhật logic tính lãi suất dễ dàng hơn mà không ảnh hưởng đến các phần khác của phương thức.

Quy trình Tái cấu trúc

Việc tái cấu trúc nên được tiếp cận một cách có hệ thống để giảm thiểu rủi ro và tối đa hóa cơ hội thành công. Dưới đây là một quy trình được đề xuất:

Xác định các ứng viên tái cấu trúc: Sử dụng các tiêu chí đã đề cập trước đó để xác định các khu vực của mã sẽ được hưởng lợi nhiều nhất từ việc tái cấu trúc.
Tạo các bài kiểm thử (test): Trước khi thực hiện bất kỳ thay đổi nào, hãy viết các bài kiểm thử tự động để xác minh hành vi hiện tại của mã. Điều này rất quan trọng để đảm bảo rằng việc tái cấu trúc không gây ra lỗi hồi quy. Các công cụ như JUnit (Java), pytest (Python), hoặc Jest (JavaScript) có thể được sử dụng để viết các bài kiểm thử đơn vị (unit test).
Tái cấu trúc từng bước nhỏ: Thực hiện các thay đổi nhỏ, tăng dần và chạy các bài kiểm thử sau mỗi lần thay đổi. Điều này giúp dễ dàng xác định và khắc phục mọi lỗi được tạo ra.
Commit thường xuyên: Commit các thay đổi của bạn vào hệ thống quản lý phiên bản một cách thường xuyên. Điều này cho phép bạn dễ dàng hoàn nguyên về phiên bản trước đó nếu có sự cố.
Đánh giá mã (Code Review): Nhờ một nhà phát triển khác xem xét mã của bạn. Điều này có thể giúp xác định các vấn đề tiềm ẩn và đảm bảo rằng việc tái cấu trúc được thực hiện đúng cách.
Theo dõi hiệu suất: Sau khi tái cấu trúc, hãy theo dõi hiệu suất của hệ thống để đảm bảo rằng các thay đổi không gây ra bất kỳ sự sụt giảm hiệu suất nào.

Ví dụ: Một nhóm đang tái cấu trúc một module Python trong một nền tảng thương mại điện tử toàn cầu sử dụng `pytest` để tạo các bài kiểm thử đơn vị cho chức năng hiện có. Sau đó, họ áp dụng kỹ thuật tái cấu trúc Extract Class để tách biệt các mối quan tâm và cải thiện cấu trúc của module. Sau mỗi thay đổi nhỏ, họ chạy các bài kiểm thử để đảm bảo rằng chức năng vẫn không thay đổi.

Các chiến lược để Thêm Kiểm thử vào Mã nguồn cũ

Như Michael Feathers đã nói một cách chính xác, mã nguồn cũ là mã nguồn không có kiểm thử. Việc thêm các bài kiểm thử vào codebase hiện có có thể cảm thấy như một công việc khổng lồ, nhưng nó rất cần thiết để tái cấu trúc an toàn. Dưới đây là một số chiến lược để tiếp cận nhiệm vụ này:

Kiểm thử Đặc tả (Characterization Tests - còn gọi là Golden Master Tests)

Khi bạn đang xử lý mã khó hiểu, các bài kiểm thử đặc tả có thể giúp bạn nắm bắt hành vi hiện tại của nó trước khi bạn bắt đầu thực hiện các thay đổi. Ý tưởng là viết các bài kiểm thử khẳng định đầu ra hiện tại của mã cho một tập hợp đầu vào nhất định. Các bài kiểm thử này không nhất thiết phải xác minh tính đúng đắn; chúng chỉ đơn giản là ghi lại những gì mã *hiện đang* làm.

Các bước:

Xác định một đơn vị mã bạn muốn đặc tả (ví dụ: một hàm hoặc một phương thức).
Tạo một tập hợp các giá trị đầu vào đại diện cho một loạt các kịch bản phổ biến và các trường hợp biên.
Chạy mã với các đầu vào đó và ghi lại các kết quả đầu ra.
Viết các bài kiểm thử khẳng định rằng mã tạo ra chính xác các đầu ra đó cho các đầu vào đó.

Thận trọng: Các bài kiểm thử đặc tả có thể dễ bị hỏng nếu logic bên dưới phức tạp hoặc phụ thuộc vào dữ liệu. Hãy chuẩn bị để cập nhật chúng nếu bạn cần thay đổi hành vi của mã sau này.

Sprout Method và Sprout Class

Các kỹ thuật này, cũng được mô tả bởi Michael Feathers, nhằm mục đích đưa chức năng mới vào một hệ thống cũ trong khi giảm thiểu rủi ro làm hỏng mã hiện có.

Sprout Method: Khi bạn cần thêm một tính năng mới yêu cầu sửa đổi một phương thức hiện có, hãy tạo một phương thức mới chứa logic mới. Sau đó, gọi phương thức mới này từ phương thức hiện có. Điều này cho phép bạn cô lập mã mới và kiểm thử nó một cách độc lập.

Sprout Class: Tương tự như Sprout Method, nhưng dành cho các lớp. Tạo một lớp mới thực hiện chức năng mới, và sau đó tích hợp nó vào hệ thống hiện có.

Sandboxing (Hộp cát)

Sandboxing liên quan đến việc cô lập mã nguồn cũ khỏi phần còn lại của hệ thống, cho phép bạn kiểm thử nó trong một môi trường được kiểm soát. Điều này có thể được thực hiện bằng cách tạo các mock hoặc stub cho các dependency hoặc bằng cách chạy mã trong một máy ảo.

Phương pháp Mikado (The Mikado Method)

Phương pháp Mikado là một phương pháp giải quyết vấn đề trực quan để giải quyết các nhiệm vụ tái cấu trúc phức tạp. Nó bao gồm việc tạo ra một sơ đồ đại diện cho các dependency giữa các phần khác nhau của mã và sau đó tái cấu trúc mã theo cách giảm thiểu tác động đến các phần khác của hệ thống. Nguyên tắc cốt lõi là "thử" thay đổi và xem điều gì bị hỏng. Nếu nó bị hỏng, hãy hoàn nguyên về trạng thái hoạt động cuối cùng và ghi lại vấn đề. Sau đó giải quyết vấn đề đó trước khi thử lại thay đổi ban đầu.

Công cụ hỗ trợ Tái cấu trúc

Một số công cụ có thể hỗ trợ việc tái cấu trúc, tự động hóa các tác vụ lặp đi lặp lại và cung cấp hướng dẫn về các phương pháp tốt nhất. Các công cụ này thường được tích hợp vào Môi trường phát triển tích hợp (IDE):

IDE (ví dụ: IntelliJ IDEA, Eclipse, Visual Studio): Các IDE cung cấp các công cụ tái cấu trúc tích hợp có thể tự động thực hiện các tác vụ như đổi tên biến, trích xuất phương thức và di chuyển lớp.
Công cụ phân tích tĩnh (ví dụ: SonarQube, Checkstyle, PMD): Các công cụ này phân tích mã để tìm "code smell", các lỗi tiềm ẩn và lỗ hổng bảo mật. Chúng có thể giúp xác định các khu vực của mã sẽ được hưởng lợi từ việc tái cấu trúc.
Công cụ đo độ bao phủ của mã (ví dụ: JaCoCo, Cobertura): Các công cụ này đo lường tỷ lệ phần trăm mã được bao phủ bởi các bài kiểm thử. Chúng có thể giúp xác định các khu vực của mã chưa được kiểm thử đầy đủ.
Trình duyệt Tái cấu trúc (ví dụ: Smalltalk Refactoring Browser): Các công cụ chuyên dụng hỗ trợ trong các hoạt động tái cấu trúc lớn hơn.

Ví dụ: Một đội ngũ phát triển làm việc trên một ứng dụng C# cho một công ty bảo hiểm toàn cầu sử dụng các công cụ tái cấu trúc tích hợp của Visual Studio để tự động đổi tên biến và trích xuất phương thức. Họ cũng sử dụng SonarQube để xác định các "code smell" và các lỗ hổng tiềm ẩn.

Thách thức và Rủi ro

Tái cấu trúc mã nguồn cũ không phải là không có những thách thức và rủi ro:

Gây ra lỗi hồi quy (regressions): Rủi ro lớn nhất là gây ra lỗi trong quá trình tái cấu trúc. Điều này có thể được giảm thiểu bằng cách viết các bài kiểm thử toàn diện và tái cấu trúc từng bước nhỏ.
Thiếu kiến thức chuyên môn (domain knowledge): Nếu các nhà phát triển ban đầu đã chuyển đi, có thể khó hiểu được mã và mục đích của nó. Điều này có thể dẫn đến các quyết định tái cấu trúc không chính xác.
Liên kết chặt chẽ (Tight Coupling): Mã liên kết chặt chẽ khó tái cấu trúc hơn, vì những thay đổi ở một phần của mã có thể có những hậu quả không mong muốn đối với các phần khác của mã.
Hạn chế về thời gian: Tái cấu trúc có thể tốn thời gian, và có thể khó biện minh cho khoản đầu tư này với các bên liên quan đang tập trung vào việc cung cấp các tính năng mới.
Chống lại sự thay đổi: Một số nhà phát triển có thể chống lại việc tái cấu trúc, đặc biệt nếu họ không quen thuộc với các kỹ thuật liên quan.

Các Phương pháp Tốt nhất (Best Practices)

Để giảm thiểu các thách thức và rủi ro liên quan đến việc tái cấu trúc mã nguồn cũ, hãy tuân theo các phương pháp tốt nhất sau:

Nhận được sự đồng thuận: Đảm bảo rằng các bên liên quan hiểu được lợi ích của việc tái cấu trúc và sẵn sàng đầu tư thời gian và nguồn lực cần thiết.
Bắt đầu nhỏ: Bắt đầu bằng cách tái cấu trúc các đoạn mã nhỏ, biệt lập. Điều này sẽ giúp xây dựng sự tự tin và chứng minh giá trị của việc tái cấu trúc.
Tái cấu trúc từng bước nhỏ: Thực hiện các thay đổi nhỏ, tăng dần và kiểm thử thường xuyên. Điều này sẽ giúp dễ dàng xác định và khắc phục mọi lỗi được tạo ra.
Tự động hóa kiểm thử: Viết các bài kiểm thử tự động toàn diện để xác minh hành vi của mã trước và sau khi tái cấu trúc.
Sử dụng công cụ tái cấu trúc: Tận dụng các công cụ tái cấu trúc có sẵn trong IDE của bạn hoặc các công cụ khác để tự động hóa các tác vụ lặp đi lặp lại và cung cấp hướng dẫn về các phương pháp tốt nhất.
Ghi lại các thay đổi của bạn: Ghi lại các thay đổi bạn thực hiện trong quá trình tái cấu trúc. Điều này sẽ giúp các nhà phát triển khác hiểu được mã và tránh gây ra lỗi hồi quy trong tương lai.
Tái cấu trúc liên tục: Biến việc tái cấu trúc thành một phần liên tục của quy trình phát triển, thay vì một sự kiện một lần. Điều này sẽ giúp giữ cho codebase sạch sẽ và dễ bảo trì.

Kết luận

Tái cấu trúc mã nguồn cũ là một nỗ lực đầy thách thức nhưng cũng rất đáng giá. Bằng cách tuân theo các chiến lược và phương pháp tốt nhất được nêu trong hướng dẫn này, bạn có thể thuần hóa 'con quái vật' và biến các hệ thống cũ của mình thành những tài sản có thể bảo trì, đáng tin cậy và hiệu suất cao. Hãy nhớ tiếp cận việc tái cấu trúc một cách có hệ thống, kiểm thử thường xuyên và giao tiếp hiệu quả với nhóm của bạn. Với việc lập kế hoạch và thực hiện cẩn thận, bạn có thể mở khóa tiềm năng ẩn giấu bên trong mã nguồn cũ của mình và mở đường cho sự đổi mới trong tương lai.