大师级程序员,都用哪些工作法?

你好,我是郑晔,《10x 程序员工作法》专栏作者,火币网首席架构师。

程序员是一个忙碌的职业,与这个职业联系在一起的词儿,通常是忙碌、加班、熬夜、过劳、亚健康……当忙碌成为了主旋律,“高效”一词就自然浮出了水面。

可是,程序员工作效率是由编程能力决定的吗?答案是“未必”。

这些年,我一直在研究一件事儿:为什么那些大师级程序员,可以兼顾 N 倍于一般人的工作,还有条不紊?他们究竟用了什么工作法?根据我的观察与总结,他们往往绕不开下面四个工作原则。

1.以终为始
2.任务分解
3.沟通反馈
4.自动化一切
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以终为始

DoD

DoD(Definition of Done,完成的定义),从名字便不难看出,它就是为了解决软件开发中常见的“完成”问题而生的。DoD 本身并不复杂,它就是告诉我们怎样算是完成了,尽量减少因为歧义造成的各种浪费。

既然 DoD 是一个弥补理解差异的做法,那么它就应该在人与人的协同工作中起作用。其中,最常见的做法是在团队中确定好 DoD。比如:

特性开发完成,表示开发人员经过了需求澄清、功能设计、编写代码、单元测试,通过了测试人员的验收,确保代码处于一个可部署的状态,相关文档已经编写完毕。开发完成,表示开发人员编写好功能代码,编写好单元测试代码,编写好集成测试代码,测试可以通过,代码通过了代码风格检查、测试覆盖率检查。

大家都是聪明人,一旦 DoD 确定好了,谁该做什么事就一目了然了。

1、DoD 是一个清单,清单是一个个的检查项,用来检查我们的工作完成情况。DoD 的检查项,就是我们开发产品所需的一系列有价值的活动。比如:编写代码、编写测试代码、通过测试人员验收等。

2、DoD 是团队成员间彼此汇报的一种机制。别把“汇报”想复杂了,最简单的汇报就是说一句“这个功能做完了”。当我们有了 DoD,做事便只有两种状态,即“做完”和“没做完”,根本没有 80% 做完的说法。

3、DoD 的检查项应该是实际可检查的:你说代码写好了,代码在哪里;你说测试覆盖率达标了,怎么看到;你说你功能做好了,演示一下。

在前面的讨论中,我们所说的 DoD 只是从个人层面入手。在团队层面,我们也可以定义 DoD,比如:

1、某个功能的 DoD,比如:这个功能特性已经开发完成,经过产品负责人的验收,处于可部署的状态。

2、一个迭代的 DoD,比如:这个迭代规划的所有功能已经完成。

3、一次发布的 DoD,比如,整个软件处于可发布状态,上线计划已经明确。

精益创业:验证产品特性的思考框架

精益创业提出“开发(build)- 测量(measure)- 认知(learn)”这样一个反馈循环和最小可行产品的概念。

当你有了一个新的想法(idea)时,就把想法开发成产品(code)投入市场,然后,收集数据(data)获取反馈,看看前面的想法是不是靠谱。无非得到两种结果:好想法继续加强、不靠谱的想法丢掉算了。不管是哪种结果,你都会产生新的想法,再进入到下一个循环里。在这个反馈循环中,你所获得的认知是最重要的,因为它是经过验证的。

我们能够接触到的大多数产品都可以放在这个框架内思考。当产品经理要做一个新产品或是产品的一个新特性,我们就可以用精益创业的这几个概念来检验一下产品经理是否想清楚。

比如,你要做这个产品特性,你要验证的东西是什么呢?他要验证的目标是否有数据可以度量呢?要解决的这个问题是不是当前最重要的事情,是否还有其他更重要的问题呢?如果这些问题得到肯定的答复,那么验证这个目标是否有更简单的解决方案,是不是一定要通过开发一个产品特性来实现。

任务分解

马斯克的任务分解

特斯拉的创始人伊隆·马斯克(Elon Musk)同时还创建了太空探索公司 SpaceX。SpaceX 有一个目标是,送 100 万人上火星。美国政府曾经算过一笔账,把一个人送上火星,以现有技术是可行的,但需花费 100 亿美金。如果送 100 万人上火星就要 1 万万亿,这笔钱相当于美国 500 年的 GDP,贵到连美国政府都无法负担。

马斯克怎么解决这个问题呢?他的第一步是准备把人均费用降到 50 万美元,相当于一个人在地球上房子的钱。把原来的 100 亿降到 50 万,降低 2 万倍即可。

当然,降低 2 万倍依然是一个听起来很遥远的目标。关注点来了,马斯克的第二步是,把 2 万分解成“20×10×100”,这是一道简单的数学题,也是马斯克三个重点努力的方向。

“20”:现在的火星飞船一次只能坐 5 个人,马斯克打算把火箭造大一点,一次坐 100 人,这样,就等于把成本降低 20 倍。如果你关注新闻的话,SpaceX 确实在进行这方面的尝试。

“10”:马斯克认为自己是私营公司,效率高,成本可以降到 1/10。事实上,SpaceX 的成本目前已经降到了同行的 1/5。

最后的 100 是什么呢?就是回收可重复使用的火箭。如果这个目标能实现,发射火箭的成本就只有燃料成本,这也就是我们频频看到 SpaceX 试飞火箭新闻的原因。

这么算下来,你是不是觉得马斯克的目标不像最开始听到那样不靠谱了呢?正是通过将宏大目标进行任务分解,马斯克才能将一个看似不着边际的目标向前推进。

微操作

在 ThoughtWorks 工作时,我的 Sponsor 是 ThoughtWorks 现任 CEO 郭晓(Sponsor,类似于工厂里师傅带徒弟的关系),他也是写代码出身的。他和我讲过他和 Wiki 的发明者 Ward Cunningham 一起结对编程的场景。

Ward 每天拿到一个需求,并不急于写代码,而是和郭晓一起做任务分解,分解到每个任务都很清晰之后,一个个任务完成就好了。当时郭晓虽然觉得工作很紧张,但思路却非常清晰。有时,他也很奇怪,因为在开始工作之前,他会觉得那个问题非常难以解决,结果一路分解下来,每一步都是清晰的,也没遇到什么困难就完成了。

任务分解是个好习惯,但想要掌握好它,大量的练习是必须的。我自己也着实花不少时间进行练习。随着我的练习增多,我越发理解任务分解的关键在于“小”。小到什么程度呢?有时甚至可以小到你认为这件事不值得成为一件独立的事,比如,升级一个依赖的版本,做一次变量改名。这样做好处就是,它保证了我可以随时停下来。

我曾读到过一个关于著名高尔夫球手“老虎”伍兹的故事。高尔夫球手在打球的时候,可能会受到一些外界干扰,一般情况下还好,如果他已经开始挥杆,这时候受到了干扰,一般选手肯定是继续把杆挥下去,但通常结果是打得不理想。而伍兹遇到这种情况,他会停下来,重新做挥杆的动作,保证了每一杆的标准。

伍兹能停下来,固然是经过了大量的练习,但还有一个关键在于,对于别人而言,挥杆击球是一个动作,必须一气呵成,而对伍兹来说,这个动作是由若干小动作组成,他只不过是刚好完成了某个小动作,而没有做下一个小动作而已。换句话说,大家同样都是完成一个原子操作,只不过,伍兹的原子操作比其他人的原子操作小得多。

一个经过分解后的任务,需要关注的内容是有限的,我们就可以针对这个任务,把方方面面的细节想得更加清晰。很多人写代码之所以漏洞百出,一个重要的原因就是任务粒度太大。

沟通反馈

可视化:技术雷达

ThoughtWorks 技术雷达用来追踪技术,通过可视化的方式给程序员提供了一种更系统、直观地了解新技术的方式。

在雷达图中,组织技术的方式也并不复杂。每一项技术表示为一个 blip,也就是雷达上的一个光点。然后用“象限”(quadrant)和“圆环”(ring)组织这些 blip。

其中,象限表示一个 blip 的种类,目前有四个种类:技术、平台、工具和语言与框架。圆环表示一个 blip 在技术采纳生命周期中所处的阶段,目前这个生命周期包含四个阶段:采用(Adopt)、试验(Trial)、评估(Assess)和暂缓(Hold)。

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雷达图是一种很好的将知识分类组织的形式,它可以让你一目了然地看到了解所有知识点,并根据自己的需要,决定是否深入了解。

比如,每次技术雷达发布之后,我会特别关注一下“采用”和“** 暂缓”两项。“采用”** 表示强烈推荐,我会去对比一下自己在实际应用中是否用到了,比如,在 2018 年 11 月的技术雷达中,事件风暴(Event Storming)放到了“采用”中。

暂缓”则表示新项目别再用这项技术了,这会给我提个醒,这项技术可能已经有了更优秀的替代品,比如,Java 世界中最常见的构建工具 Maven 很早就放到了“暂缓”中,但时至今日,很多人启动新项目依然会选择 Maven,多半是不了解技术趋势。

在我看来,雷达图不仅仅适用于组织,也可以适用于团队。

我也曾经按照雷达图的方式将自己的团队用到的技术组织起来。把最需要了解的技术必须放在内环,比如:一个 Java 项目,我会要求程序员了解 Java,向外扩展的就是你在这个团队内工作会逐渐接触到的技术,像 Docker 这种与部署相关的知识。至于最外面一层,就是被我们放弃掉的技术,比如,Maven。

这样一来,团队成员可以更清晰地了解到团队中所用的技术。当有新人加入团队时,这个雷达可以帮助新人迅速地抓住重点,他的学习路径就是从内环向外学习。

Fail Fast

写程序有一个重要的原则叫 Fail Fast,遇到问题,尽早报错。

很多人以构建健壮系统为由,兼容了很多奇怪的问题,反而会把系统中的 Bug 隐藏起来。靠 debug 来定位问题是最为费时费力的一种做法,别怕系统有问题,有问题早点报出来。

举个例子,我做了一个查询服务,可以让你根据月份查询一些信息,一年有 12 个月,查询参数就是从 1 到 12。

问题来了,参数校验应该在哪做呢?如果什么都不做,这个查询参数就会穿透系统,传到你的数据库上。如果传入的参数是合法的,当然没有任何问题,这个查询会返回一个正常的结果。但如果这个参数是无意义的,比如传“13”,那这个查询依然会传到数据库上。

事实上,很多不经心的系统就是这么做的,一旦系统出了什么状况,你很难判断问题的根源。在这个极度简化的例子里,你可以一眼看出问题出在输入参数上,一旦系统稍具规模,请求来自不同的地方,这些请求最终都汇集到数据库上,识别来源的难度就会大幅度增加。尤其是系统并发起来,很难从日志中找出这个请求的来源。

你可能会说,“为了方便服务对不同数据来源进行识别,可以给每个请求加上一个唯一的请求 ID 吧?”看,系统就是这么变复杂的,我经常调侃这种解决方案,就是没有困难创造困难也要上。当然,即便以后加上请求 ID,理由也不是这个。

稍有经验的人都知道,参数校验应该放在入口的位置上,不合法的请求就不让它往后走了。这种把可能预见的失败拦在外面的做法就是 Fail Fast,有问题不可怕,让失败尽早到来。

上面这个例子很简单,我再给你举一个例子。如果配置文件缺少了一个重要参数,比如,缺少了数据库最大连接数,你打算怎么处理?很多人会选择给一个缺省值,这就不是 Fail Fast 的做法。既然是重要参数,少了就报错,这才叫 Fail Fast。

自动化

SOLID 原则

《敏捷软件开发:原则、实践与模式》的作者 Robert Martin 提出的面向对象设计原则:SOLID,为软件设计的目标“高内聚、低耦合”提供了很好的指导。“SOLID”其实是五个设计原则的缩写,分别是

单一职责原则(Single responsibility principle,SRP)
开放封闭原则(Open–closed principle,OCP)
Liskov 替换原则(Liskov substitution principle,LSP)
接口隔离原则(Interface segregation principle,ISP)
依赖倒置原则(Dependency inversion principle,DIP)

什么是单一职责原则呢?Robert Martin 把单一职责原则的定义修改成“一个模块应该仅对一类 actor 负责”,这里的 actor 可以理解为对系统有共同需求的人。

这可能不是很好理解,我举个例子你就懂了。在一个工资管理系统中,有个 Employee 类,它里面有三个方法:

calculatePay(),计算工资,这是财务部门关心的。

reportHours(),统计工作时长,这是人力部门关心的。

save(),保存数据,这是技术部门关心的。

之所以三个方法在一个类里面,因为它们的某些行为是类似的,比如计算工资和统计工作时长都需要计算正常工作时间,为了避免重复,团队引入了新的方法:regularHours()。

接下来,财务部门要修改正常工作时间的统计方法,但人力部门不需要修改。负责修改的程序员只看到了 calculatePay() 调用了 regularHours(),完成了他的工作,财务部门验收通过。但上线运行之后,人力部门产生了错误的报表。

如果你问程序员,为什么要把 calculatePay() 和 reportHours() 放在一个类里,程序员会告诉你,因为它们都用到了 Employee 这个类的数据。

但是,它们是在为不同的 actor 服务,所以,任何一个 actor 有了新的需求,这个类都需要改,它也就很容易就成为修改的重灾区。更关键的是,很快它就会复杂到没人知道一共有哪些模块与它相关,改起来会影响到谁,程序员也就越发不愿意维护这段代码了。

人的大脑容量有限,太复杂的东西理解不了。所以,我们唯一能做的就是把复杂的事情变简单。我在“任务分解”模块中不断强调把事情拆小,同样的道理在写代码中也适用。单一职责原则就给了你一个指导原则,可以按照不同的 actor 分解代码。

领域分层

分层,实际上是在构建抽象,构建抽象,最核心的一步是构建出你的核心模型,核心模型就是表达你业务的那部分代码。换句话说,别的东西都可以变,这部分不能变。

这么说有点抽象,我们回到前面提到的三层架构的演变:REST 服务的兴起,让 Controller 逐渐退出了历史舞台,资源层取而代之。换句话说,访问服务的方式可能会变。

放到计算机编程的发展中,这种趋势就更明显了,从命令行到网络,从 CS(Client-Server) 到 BS(Browser-Server),从浏览器到移动端。所以,怎么访问不应该是你关注的核心。同样, 关系型数据库也不是你关注的核心,它只是今天的主流而已。从前用文件,今天还有各种 NoSQL。

如此说来,三层架构中的两层重要性都不是那么高,最重要的是剩下的部分,我们习惯上称之为服务层,但这个名字并不能很好地反映它的作用,更恰当的说法是“领域模型”(Domain Model),它便是我们的核心模型,也是我们做软件设计时,真正应该着力的地方。

为什么“服务层”不是好的说法呢?这里会遗漏领域模型中一个重要的组成部分:领域对象。很多人理解领域对象有一个严重的误区,认为领域对象属于数据层。数据存储只是领域对象的一种用途,它更重要的用途还是用在各种领域服务中。

由此还引出另一个常见的设计错误,领域对象中只包含数据访问,也就是常说的 getter 和 setter,而没有任何逻辑。如果只用于数据存储,只有数据访问就够了,但如果是领域对象,就应该有业务逻辑。比如,给一个用户修改密码,用户这个对象上应该有一个 changePassword 方法,而不是每次去 setPassword。

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