從瀑布模型、極限編程到敏捷開發
---軟件開發管理者思維的變化
Jack zhai
軟件開發是一種對人類智慧的管理，對人大腦思維的“工廠化”管理。人是有感情的、有情緒的、變化的、相對獨立的工作單元，這與冰冷的機器是不可比的，所以在中國的歷史上，管理人是最難的工作；“學而優則仕”的觀點就是讓最聰明的人應該選出來做官，做官就是管理人的。軟件開發不僅是代碼編程，而是人員的有效組織，如何既發揮人的主觀能動性，避免情緒變化對工作的影響，又可以讓大家有效的交流，讓多個大腦的思路統一，快速完成目標呢？多年來軟件企業的管理者一直在不斷地探索。
另外有一個問題一直是軟件開發管理人員的心病：軟件是工具，開發的是客戶業務的應用，但客戶不了解軟件，開發者不了解業務，如何有效溝通是軟件質量的重大障礙。把開發者變成客戶業務的專家是個沒有辦法的辦法，讓軟件企業付出的代價也是昂貴的。
瀑布模型、極限編程、敏捷開發是有代表性的開發模式，在對開發者、客戶、最終的產品的關注上的變化，體現了軟件開發管理者在管理模式上的變化。
一、瀑布開發
瀑布模型(Waterfall Model)是Royce在1970年提出的，他把大型軟件開發分為：分析與編程，象工廠流水線一樣把軟件開發過程分成各種工序，并且每個工序可以根據軟件產品的規模、參與人員的多少進一步細分成更細的工序。該模型非常符合軟件工程學的分層設計思路，所以成為軟件開發企業使用最多的開發模型。
瀑布模型的特點：
1、 強調文檔，前一個階段的輸出就是下一個階段的輸入，文檔是個階段銜接的唯一信息。所以很多開發人員好象是在開發文檔，而不是開發軟件，因為要到開發的后期，才可以看到軟件的“模樣”。
2、 沒有迭代與反饋。瀑布模型對反饋沒有涉及，所以對變化的客戶需求非常不容易適應，瀑布就意味著沒有回頭路。
3、 管理人員喜歡瀑布模型的原因是把文檔理解為開發的速度，可以方便地界定不同階段的里程碑。
瀑布模型的用戶很多，也有一些反對的意見：
第一、瀑布模型不適合客戶需求不斷變化的軟件開發，尤其是客戶的業務管理的軟件，業務隨著市場變化，而軟件初期的設計可能已經大大變化，而后期的需求更改成本是開始的10倍基數。在ERP盛行的軟件市場里，一方面市場帶動需求變化，另一方面初期客戶對需求描述不清楚，都為瀑布模型的使用團隊帶來困難。
第二、瀑布模型是一種軟件文檔的開發，把開發者變成流水線上的機器，大量重復性的工作讓編程人員提不起興趣，工作很枯燥，沒有激情，編程成了一種沒有創意的機械勞動，這讓一向以高科技為標志的高級程序人員大為惱火。
在這種背景下，極限編程(extreme Programming, XP)帶來了新鮮的空氣。
二、極限編程
極限編程誕生于一種加強開發者與用戶的溝通需求，讓客戶全面參與軟件的開發設計，保證變化的需求及時得到修正。要讓客戶能方便地與開發人員溝通，一定要用客戶理解的語言，先測試再編碼就是先給客戶軟件的外部輪廓，客戶使用的功能展現，讓客戶感覺到未來軟件的樣子，先測試再編碼與瀑布模型顯然是背道而馳的。同時，極限編程注重用戶反饋與讓客戶加入開發是一致的，讓客戶參與就是隨時反饋軟件是否符合客戶的要求。有了反饋，開發子過程變短，迭代也就很自然出現了，快速迭代，小版本發布都讓開發過程變成更多的自反饋過程，有些象更加細化的快速模型法。當然極限編程還加入了很多激勵開發人員的“措施”，如結隊編程、40小時工作等。
極限編程是一種開發管理模式，它強調的重點是：
1、 角色定位：極限編程把客戶非常明確地加入到開發的團隊中，并參與日常開發與溝通會議。客戶是軟件的最終使用者，使用是否合意一定以客戶的意見為準。不僅讓客戶參與設計討論，而且讓客戶負責編寫擁護故事(User Story)，也就是功能需求，包括軟件要實現的功能以及完成功能的業務操作過程。用戶在軟件開發過程中的責任被提到與開發者同樣的重要程度。
2、 敏捷開發：敏捷開發追求合作與響應變化。迭代就是縮短版本的發布周期，縮短到周、日，完成一個小的功能模塊，可以快速測試、并及時展現給客戶，以便及時反饋。小版本加快了客戶溝通反饋的頻率，功能簡單，在設計、文擋環節大大簡化。極限編程中文擋不再重要的原因就是因為每個版本功能簡單，不需要復雜的設計過程。極限編程追求設計簡單，實現客戶要求即可，無需為擴展考慮太多，因為客戶的新需求隨時可以添加。
3、 追求價值：極限編程把軟件開發變成自我與管理的挑戰，追求溝通、簡單、反饋、勇氣，體現開發團隊的人員價值，激發參與者的情緒，最大限度地調動開發者的積極性，情緒高漲，認真投入，開發的軟件質量就大大提高。結對編程就是激發隊員才智的一種方式。
極限編程把軟件開發過程重新定義為聆聽、測試、編碼、設計的迭代循環過程，確立了測試->編碼->重構(設計)的軟件開發管理思路。
極限編程的12個實踐是極限編程者總結的實踐經典，是體現極限編程管理的原則，對極限編程具有指導性的意義，但并非一定要完全遵守12個實踐，主要看它給軟件過程管理帶來的價值。
1、 小版本。為了高度迭代，與客戶展現開發的進展，小版本發布是一個可交流的好辦法，客戶可以針對性提出反饋。但小版本把模塊縮得很小，會影響軟件的整體思路連貫，所以小版本也需要總體合理的規劃。
2、 規劃游戲。就是客戶需求，以客戶故事的形式，由客戶負責編寫。極限編程不講求統一的客戶需求收集，也不是由開發人員整理，而是采取讓客戶編寫，開發人員進行分析，設定優先級別，并進行技術實現。當然游戲規則可進行多次，每次迭代完畢后再行修改。客戶故事是開發人員與客戶溝通的焦點，也是版本設計的依據，所以其管理一定是有效的、溝通順暢的。
3、 現場客戶。極限編程要求客戶參與開發工作，客戶需求就是客戶負責編寫的，所以要求客戶在開發現場一起工作，并為每次迭代提供反饋。
4、 隱喻。隱喻是讓項目參與人員都必須對一些抽象的概念理解一致，也就是我們常說的行業術語，因為業務本身的術語開發人員不熟悉，軟件開發的術語客戶不理解，因此開始要先明確雙方使用的隱喻，避免歧異。
5、 簡單設計。極限編程體現跟蹤客戶的需求變化，既然需求是變化的，所以對于目前的需求就不必過多地考慮擴展性的開發，講求簡單設計，實現目前需求即可。簡單設計的本身也為短期迭代提供了方便，若開發者考慮“通用”因素較多，增加了軟件的復雜度，開發的迭代周期就會加長。簡單設計包括四方面含義：1、通過測試。2、避免重復代碼。3、明確表達每步編碼的目的，代碼可讀性強。4、盡可能少的對象類和方法。由于采用簡單設計，所以極限編程沒有復雜的設計文檔要求。
6、 重構。重構是極限編程先測試后編碼的必然需求，為了整體軟件可以先進行測試，對于一些軟件要開發的模塊先簡單模擬，讓編譯通過，到達測試的目的。然后再對模塊具體“優化”，所以重構包括模塊代碼的優化與具體代碼的開發。重構是使用了“物理學”的一個概念，是在不影響物體外部特性的前提下，重新優化其內部的機構。這里的外部特性就是保證測試的通過。
7、 測試驅動開發。極限編程是以測試開始的，為了可以展示客戶需求的實現，測試程序優先設計，測試是從客戶實用的角度出發，客戶實際使用的軟件界面著想，測試是客戶需求的直接表現，是客戶對軟件過程的理解。測試驅動開發，也就是客戶的需求驅動軟件的開發。
8、 持續集成。集成的理解就是提交軟件的展現，由于采用測試驅動開發、小版本的方式，所以不斷集成(整體測試)是與客戶溝通的依據，也是讓客戶提出反饋意見的參照。持續集成也是完成階段開發任務的標志。
9、 結對編程。這是極限編程最有爭議的實踐。就是兩個程序員合用一臺計算機編程，一個編碼，一個檢查，增加專人審計是為了提供軟件編碼的質量。兩個人的角色經常變換，保持開發者的工作熱情。這種編程方式對培養新人或開發難度較大的軟件都有非常好的效果。
10、 代碼共有。在極限編程里沒有嚴格文檔管理，代碼為開發團隊共有，這樣有利于開發人員的流動管理，因為所有的人都熟悉所有的編碼。
11、 編碼標準。編碼是開發團隊里每個人的工作，又沒有詳細的文檔，代碼的可讀性是很重要的，所以規定統一的標準和習慣是必要的，有些象編碼人員的隱喻。
12、 每周40小時工作。極限編程認為編程是愉快的工作，不輕易加班，今天的工作今天做，小版本的設計也為了單位時間可以完成的工作安排。
三、敏捷開發
極限編程的思想體現了適應客戶需求的快速變化，激發開發者的熱情，也是目前敏捷開發思維的重要支持者。
2001年，17名編程大師分別代表極限編程、Scrum(“棒球”團隊開發模式)、特征驅動開發、動態系統開發方法、自適應軟件開發、水晶方法、實用編程等開發流派，發表“敏捷軟件開發”宣言。敏捷軟件開發是一個開發軟件的管理新模式，用來替代以文件驅動開發的瀑布開發模式。敏捷方式也稱輕量級開發方法。敏捷軟件開發宣言內容：
² 個體和交互勝過過程和工具
² 可以工作的軟件勝過面面具到的文檔
² 可戶合作勝過合同談判
² 響應變化勝過遵循計劃
敏捷開發集成了新型開發模式的共同特點，它重點強調：
1. 以人為本，注重編程中人的自我特長發揮。
2. 強調軟件開發的產品是軟件，而不是文檔。文檔是為軟件開發服務的，而不是開發的主體。
3. 客戶與開發者的關系是協作，不是合約。開發者不是客戶業務的“專家”，要適應客戶的需求，是要客戶合作來闡述實際的需求細節，而不是為了開發軟件，把開發人員變成客戶業務的專家，這是傳統開發模式或行業軟件開發企業的最大面臨問題。
4. 設計周密是為了最終軟件的質量，但不表明設計比實現更重要，要適應客戶需求的不斷變化，設計也要不斷跟進，所以設計不能是“閉門造車”、“自我良好”，能不斷根據環境的變化，修改自己的設計，指導開發的方向是敏捷開發的目標。
敏捷開發避免了傳統瀑布方式的弊端，主要是吸收了各種新型開發模式的“動態”特性，關注點從文檔到開發者，管理方式也從工廠的流水線到團隊的自我放松式的組織。總結敏捷開發與瀑布模式的不同，主要是下面幾個“敏捷”的關注點：
² 迭代。軟件的功能是客戶的需求，界面的操作是客戶的“感覺”，對迭代的強調是縮短了軟件版本的周期
² 客戶參與。以人為本，客戶是軟件的使用者，是業務理解的專家，沒有客戶的參與，開發者很難理解客戶的真實需求
² 小版本。快速功能的展現，看似簡單，但對于復雜的客戶需求，合理地分割與總體上的統一，要很好地二者兼顧是不容易的。
敏捷就是“快”，快才可以適應目前社會的快節奏；要快就要發揮個人的個性思維多一些，個性思維的增多，雖然通過結隊編程、代碼共有、團隊替補等方式減少個人對軟件的影響力，但也會造成軟件開發繼承性的下降，因此敏捷開發是一個新的思路，但不是軟件開發的終極選擇。對于長時間、人數眾多的大型軟件應用的開發，文檔的管理與銜接作用還是不可替代的。如何把敏捷的開發思路與傳統的“流水線工廠式”管理有機地結合，是軟件開發組織者面臨的新課題。
本文出自 “Jack zhai” 博客，請務必保留此出處http://zhaisj.blog.51cto.com/219066/46187
本文出自 51CTO.COM技術博客