【软件构造】第二章 软件构建的过程和工具（2）

二．软件构造的编程、系统、工具

【广义软件构造的过程】

 

1. 编程

（1）开发语言：Java、C、C++、Python等

·IDE：集成开发环境

　　- 方便编写代码和管理文件

　　- 能够编译、构建

　　- 结构清晰

　　- 有GUI界面

　　- 支持第三方扩展工具

·以Eclipse为例

　　- 开始支持多种语言的开发

　　- 允许第三方插件

　　- 运行内核：启动基础功能、动态发现和运行插件

　　- OSGi：Java动态化模块化系统的一系列规范

（2）建模语言：UML等

·针对不同流程可使用不同语言

·结构由一组一致的规则定义

·目的是对系统的设计进行可视化，推理，验证和交流

（3）配置语言：XML、YAML、JSON等

·配置程序的参数和初始设置

　　- 应用程序应提供工具来创建，修改和验证其配置文件的语法

　　- 某些计算机程序只能在启动时读取其配置文件

　　- 其他人定期检查配置文件的变化

·目的实例

　　- 部署环境设置

　　- 应用程序功能的变体

　　- 组件之间连接的变量

2. 静态代码分析：在没有实际执行程序的情况下执行的计算机软件分析

（1）代码评审

·正式代码评审：一种结构化的检查代码与文档缺陷的过程

·轻量代码评审：电子邮件、结对编程、工具辅助代码审查

（2）该过程提供了对代码结构的理解，并有助于确保代码符合行业标准。

（3）自动化工具可以帮助程序员和开发人员进行静态分析。

3. 动态代码分析：通过执行程序执行的软件分析

（1）目标程序必须执行足够的测试输入以产生行为。

（2）使用软件测试措施观察程序的一组可能行为。

（3）配置：一种动态程序分析的形式，用于度量程序的空间或时间复杂度，特定指令的使用情况或函数调用的频率和持续时间。

4. 调试和测试

（1）测试

·狭义：程序能否正常运行、能否满足所有需求

·广义：联想V字模型、测试需求文档

（2）调试：定位问题、解决问题

5. 重构：不改变函数和接口的外在表现，优化内部结构

（1）投入短期时间/工作成本，对系统的整体质量进行长期投资

（2）保留语义使代码更易维护和修改、进行单元测试以证明代码正常工作

 

【狭义软件构造过程】

1. 构建系统：典型的BUILD场景

（1）编写用传统编译语言编写的软件，如C，C ++，Java等。

·用解释性语言编写的软件（如Perl和Python）的打包和测试。

·基于Web的应用程序的编译和打包。

　　- 使用静态HTML页面

　　- 使用Java或C# 编写的源代码

　　- 使用JSP，ASP或PHP语法编写的混合文件以及多种类型的配置文件

·单元测试的执行与代码的其余部分对软件进行隔离验证。

·执行静态分析工具来识别程序源代码中的错误。

·生成PDF或HTML文档。

（2）编译语言：C、C ++、Java、C# 等

·源文件被编译成目标文件，然后链接到代码库或可执行程序中。

·生成的文件被收集到可安装在目标机器上的发行包中。

·版本控制工具。

·源树和对象树：特定开发人员使用的源文件和编译对象文件集。

·编译工具：输入文件并生成输出文件的工具（例如，将源代码文件转换为目标代码和可执行程序）。编译工具的常见示例包括C或Java编译器，但它们还包括文档和单元测试发电机。

·构建机器：执行编译工具的计算设备。

·发布打包和目标机器：打包软件，分发给最终用户，然后安装到目标机器上的方法。

（3）解释类型语言

·解释的源代码不会被编译到目标代码中，所以不需要对象树。 源文件本身被收集到一个发行包中，可以安装在目标机器上。

·编译工具专注于转换源文件并将它们存储在发行包中。

·编译成机器码不会在构建时执行，即使它可能在运行时发生。

（4）基于Web的应用程序：编译代码，解释代码和配置或数据文件的混合

·静态HTML文件，只包含标记数据，直接复制到发行包。

·包含代码的JavaScript文件将由最终用户浏览器解释，直接复制到发行包。

·JSP，ASP或PHP页面，包含HTML和程序代码的混合，由Web应用程序服务器而不是构建系统编译和执行，复制到发布包，准备安装到Web服务器上。

·构建系统在编译打包Java类文件之前执行转换。Java类在Web应用程序服务器上或浏览器内（小程序）执行。

2. 构建系统的组件

（1）源树：程序的源代码被存储为多个磁盘文件，将这些文件安排到不同的地方称为源树，其结构通常反映了软件的体系结构。

（2）对象树：一个单独的树层次结构，用于存储由构建过程构建的任何对象文件或可执行程序。

（3）编译工具：将可读的源文件转换为机器可读的可执行程序文件的程序。

·编译器：源文件 -> 对象文件

·链接器：多个相关的目标文件 -> 可执行的程序映像

·基于UML的代码生成器：模型 -> 源代码文件

·文件生成器：脚本 -> 文件

（4）发布打包和目标机器：生成可以实际安装在用户机器上的东西。

·从源和目标树中提取相关文件并将它们存储在发行包中。

·发行包应该是单个磁盘文件，并且应该进行压缩以减少下载所需的时间。

·任何不重要的调试信息都应该被删除，以免它使软件的安装变得混乱。

（5）包装类型：

·档案文件：zip和解压缩

·软件包管理工具：UNIX风格，例如.rpm和.deb

·定制的GUI安装工具：Windows风格

3. 构建过程和构建描述

（1）构建过程：端到端的事件序列，构建工具调用每个编译工具来完成工作。

（2）构建描述：基于文本格式编写，如使用Make时，将以规则的形式指定interfile依赖信息，存储在Makefile中。

（3）如何构建系统

·开发人员构建：开发人员已检出VCS的源代码并正在专用工作区中构建软件，结果发布包将用于开发人员的私人开发。

·发布版本：为测试组提供一个完整的软件包供验证，软件的质量足够高时为客户提供相同的软件包。用于发布版本的源代码树只编译一次，永不修改。

·Sanity构建：与发布版本类似，但并非针对客户，可以每天发生多次，并且趋向于完全自动化。

4. Java中的编译工具

（1）Java开发工具包（JDK）

（2）GNU Java编译器

（3）Eclipse Java编译器（ECJ）

5. 子目标和构建变体

（1）三种不同的构建方法

·构建子目标：仅重建开发人员正在处理的树的部分。

·构建不同版本的软件：定制输出以改变软件的行为。

·构建不同的目标体系结构：为各种不同的CPU类型和操作系统编译相同的源文件集，包括x86，MIPS和PowerPC等CPU以及Linux，Windows和Mac OS X等操作系统。

（2）构建子目标

·任何大型软件都可以分成许多子组件，通常采用静态或动态库的形式。

·避免耗费时间，最好限制构建子组件的数量。

6. 构建工具：Make、Ant、Maven、Gradle、Eclipse