理解和驾驭软件开发的那些事儿

如何高效学习和掌握新技术，如何驾驭软件开发的复杂度，是摆在每位软件工程师的头等课题。 本文谈谈自己从事软件开发六年半左右的一些思考、感悟和方法。

理解力考验

软件开发的核心基本能力是理解和表达事物的能力。 理解力决定能够抵达的高度。

• 从与主管、客户、产品经理和项目经理沟通的角度来说，需要能够理解他们说话的语境和背景，从而推敲其真正的意图；需要理解他人的需要和意图；表达只有在理解的基础上进行才是有效和有份量的；这里的理解指“自然语言层面的”。

• 从熟悉业务和产品的角度来说，需要能够理解现实中的事物、事务以及相互的关联，并简明扼要地绘制出来；这里的理解指“分析语言层面的”。

• 从开发程序的角度而言，需要对所要处理的事物的性质和规则有深入的了解，能够理解抽象的概念、模型和设计思路。这里的理解是“计算语言层面的”。

• 在实际工作中，需要在有限的时间内处理潮涌而来的大量事务，理解不断涌现的各种新的思想和技术以及新的发现，在必要时作出恰当的反应和行动，包括优先处理重要紧要的事情、需求和项目，适当的忽略和放弃。这即对一个人的理解和表达能力提出了“速度”和“敏捷度”的高要求。

纵观软件开发活动，无非是在持续不断地理解话语、理解事物、理解事务、理解软件设计与实现、表达自己的观点、完成所学所能中完成的。

对于初级工程师来说，执行力和具体做事情会很重要；对于高级工程师，设计规划和把事情想清楚更为重要。

方法论

五环相扣

软件开发是科学亦是工程，需要一套有效的方法论更好地指导工作。

• 分而治之。 复杂任务往往是由简单任务通过多层次组合而形成的；将复杂任务进行分解，分解到每个子任务都在能力掌控范围内。
• 系统思考。 仅仅理解事物的子部分还不够，需要以系统思考的视角，去理解事物组成部分的关联，事物存在的支撑机制。从事基本的开发工作，也许只要分而治之，但要掌握软件工程之道，要有系统思考的全局观。
• 抽象模型。 将事物赋予概念，对事物关联建立简要的模型进行处理。对事物的理解从具象的形式到抽象的意义。比如圆形意味着阻抗低；锁意味着隐私；房子意味着庇护；门意味着可授权的入口；盆意味着开放性容纳等。
• 科学规律。 学习和探索事物与逻辑的性质和运行规则集合。比如数学性质；物理学定律；适当的缓存能提升效率。
• 注重细节。 在宏观理解的基础上，还需要关注细节，解决好细节问题，才能做到更好。

分而治之 - 系统思考 - 抽象模型 - 科学规律 - 注重细节， 是从整体到部分，从局部看到全景，从具体深入抽象，从宏观到微观，从理论到实际的方法总论。

两层视角

开发软件系统与堆积木有很大相似之处。熟悉积木的特性和组合方式，然后运用想象力将积木拼成有趣的事物。 积木对应软件的组件，而最终成品则对应软件本身。

可以从两层视角来看待软件系统：组件层和系统层。 组件层是可以直接使用的部分，内部实现可以在适当的情况下去探索，有时也需要自行设计和创造；而系统层则是要构建的整体服务。系统层通常是基于组件层的业务代码组成，需要全景式的视角，代码逻辑相对容易理解，出问题通常出在业务层； 组件层常常属于框架范围，设计得更加抽象一些，需要花更多时间去理解。一旦理解，也会有助于系统层的设计与实现。

组件本身又是更小的系统层，由多个更小的组件集成而成。 这体现了软件系统的层次性。 设计软件系统，不应过早深入细节，而是先在组件级别思考，需要哪些可靠的组件，怎么将这些组件进行集成。

物人事

物

软件研发的主要产出在于开发自动化、可扩展、可靠、安全、高效的软件系统。 要做到这一点，越来越需要对软件系统的整体有一个全景式的理解，而不是局限于所开发的模块。基于一个已有的软件进行开发，往往需要做一些评估，代码改动和 CodeReview 时都需要评估影响范围和风险，而唯有全景式的理解，才能做出准确的影响和风险评估。

只要坚持做软件研发，专业技能的精益求精是必不可少的。

人

尽管软件研发的主要产出在于软件系统，过程中不可避免要与许多人打交道和合作。 与同组小伙伴、TL、中间件团队、上游业务团队、产品经理、项目经理、架构师、测试同学、运维同学、客满同学、运营同学、HR 同学等，都会有广泛的交流。

沟通技能在研发中起着非常重要的支撑作用。

事

在软件开发的过程中，需要应对许多许多的事情。 文档梳理、设计与开发、会议沟通、方案讨论、线上问题的排查与解决、用户麻烦的临时支持等等。 这些事情往往是交织在一起，而且容易挤在一起，因此，需要做一些有效的规划，才能更从容地应对。

对事情的意义、重要性和优先级的理解和规划，决定着是否可以在有限的时间内做出更有成效的事情。

日常工作

编程开发

编程开发的首要任务是深入理解业务。从用户角度来看，是场景、需求、功能与体验；从系统设计角度来看，是模块、接口与交互； 从底层实现角度来看，是流程、规则、数据、影响范围。

软件是逻辑的大规模组合，是精密的逻辑装置。要想一下子吃掉一个比较大型的软件，往往是吞咽困难的。 怎么办呢？

首先用到的方法是分而治之。将整个大型软件分解为多个子模块，弄清楚每个模块的职责及模块之间的交互； 模块还可以进一步分解为微服务、组件。 在分解的过程中，要坚持用系统思考的视角审视整个系统，做到见树亦见林。

其次，要理解组件，则需要运用抽象的方法。 抽象表达了组件的整体特征。以抽象的角度来看组件，就更容易找到组件的普遍特征和差异化特征，做到更好的扩展性。

组件再往下深入一层，就是科学规律。 比如 TreeMap 是基于红黑树实现的。红黑树的原理是什么呢？ 是基于着色的二叉查找树的性质。 理解科学规律，才能更好地理解组件的实现。

弄清楚组件的原理和规律后，还需要重点关注： 细节。 细节可以小到一个字段的类型是否合理兼容，中到并发执行的顺序问题，大到整体错误处理的层次性和设计。细节常常决定成败。

工程技术

理解和开发软件系统，可以分为两个层次： 组件，以及组件连接的系统全景图。开发和实现可靠的组件，需要精湛的技术知识；而将组件连接成可维护的软件系统，则需要工程技术。工程技术关注的是组件之上的系统集成层。

软件工程的主要目标是管理复杂性。 复杂性来源何处？

• 缺乏全局的架构设计，代码逻辑散落在各处，相关文档缺失，无从追觅其缘由；
• 作为一项团体协作的产出，不同人的代码风格不一致，导致阅读理解上的困难；
• 市场业务的多样与演进，历史债务与当前需求的交织，设计与实现的不一致，导致系统容易成为一个难以理解和维护的大杂烩；
• 持续保障线上服务的稳定运行，阻止负面影响的 BUG 和故障，需要严格的测试工程和流程保障。

相应的对策有哪些呢 ？ 我能想到的如下：

• 规划各个应用和模块的职责与定位，收拢逻辑， 梳理业务的服务依赖关系。
• 制定开发规范，在整体上保持一致的风格，可以允许个性化的创造，更多体现在设计能力上。
• 进行持续而严谨的 CodeReview ， 增强团队成员的代码质量意识和技能。
• 迭代消减历史债务，用新方式替换老的方式；对于新需求，遵循设计先行原则，认真评估设计方案。
• 与测试同学密切合作，学习测试方法和技术，保障测试充分。
  
  

质量驾驭

要编写出没有 BUG 的程序几乎不可能，但要编写出满足需求，没有负面影响的 BUG 的程序，不造成线上故障，还是可以的。

首先是细心和用心。对于较大的发布，用文档记录涉及应用的发布、任务、配置及其顺序。 发布时，严格按照顺序，允许的话分成几个时段发布，降低一次的发布压力；发布后，半小时内不离开，观察线上服务情况和机器状态。切忌发布过程中离开。

接着，评估改动的影响范围。对于基础部分和必经之路的改动，要高度敏锐，哪怕只是一行 setter 。 反复推敲每一行的改动是否有影响，切忌局部改动影响整体。

然后，遵循良好的代码风格和习惯，掌握常用的编程技巧，避开常见的陷阱。 可以参阅 “从实战角度看如何构建高质量的软件：一线工程师的一份质量手记” 。 积少成多，冰冻三尺非一日之寒。

开发完成后，要遵循严格的测试准则。单测、接口测试，必要的时候进行对比测试。

最后，对于设计问题，要及时吸取教训。

经过一系列的关卡，代码上线就会更有自信更安全。

项目掌控

通常是指互联网企业中存在的多项目并行情况。比如一个项目在提测中，一个在预发中，两个在开发中，涉及的点也比较多，还有两个正在全力赶过来。如何提升多项目的掌控力呢？

从项目经理的角度来看，每个模块的职责在于： 1. 完成预先评估的任务和工作，为整体流程和功能质量提供保障； 2. 在适当可接受的时间范围内完成，保障项目进度，减少延期时间。

• 优先级与预先评估。仔细查看各项目的联调、提测、预发、上线时间，确定优先级，错开时间；留出缓冲余地。此时，并不涉及实际开发，而是涉及到评估。 评估意味着：1. 需求理解； 2. 现有实现； 3. 改动点评估； 4. 任务拆分与工作量评估； 5. 时间评估。 评估性的活动，与编程是同等有挑战的事情。

• 关键点评估。 一定要事先评估好该项目的关键点、重点、难点，识别出风险点，及时报备，并考虑到估时中。

• 充分开发自测。 要提升联调效率，要充分评估到改动点和开发自测，否则联调和提测的问题找上门来，一样让人吃不消。比较理想的情况是，自己的改动点都在掌控之中，只要部署好了，关注项目进度即可。

• 时间管理。 为改动点比较大的项目安排整段的时间，专注地解决问题。减少不必要的任务间切换。

• 申请资源。 再能干的人，多个项目同时挤压过来，也是很可能扛不住的。要及时申请资源，并说明充足理由。 很多事情，需要在做之前就想好。

• 拓展项。 不局限于自己的模块，而是理解整个项目的技术栈，重难点问题及解决方案，收获更多。

交流沟通

• 深入理解事理，下足功夫，准备充分，有说服力；

• 语气和方式委婉柔和。

• 换位思考。从对方的处境考虑问题，理解对方的立场和视角。

实战总结

在实战中学习、总结、提炼经验，做案例分析；通过实战追溯理论，扎实基础，用更好的方式去思考和解决实际问题。探索式工作与学习。

对于重要的案例及经历，要及时加以记录。记录下来的将是工程师职业生涯中的宝贵财富。 因为不记录下来， 三个月或半年或一年之后， 就会忘得干干净净。 这时候，得到的只是“似曾相似”的感觉，而不是确切的可以随时调用的知识和能力。

心境

• 适当地运动、休息和饮食，保证健康的身体状况。
• 放开心灵，观察和探索整个的世界，深入细致地去理解和分析事物。
• 克服急于求成的心理，把事情想清楚再行动。
• 保持进击的状态，进击中自由探索，时而放松。