代码整洁之道--告别码农,做一个有思想的程序员
阿里妹导读
我心中理想的代码
我喜欢我的代码优雅且高效。 逻辑应该简单明了,这样 bug 就很难隐藏;依赖关系最小化,以便于维护;错误处理应该根据明确的策略完成;性能应该接近最佳,以免诱使人们通过无原则的优化使代码变得混乱。 干净的代码可以很好地完成一件事。
阅读上赏心悦目,修改上得心应手。
代码简洁明了,尽量减少冗余和复杂性。
模块化,高内聚低耦合,便于维护和扩展。
可测试性,需要有UT、E2E保证代码的可修改性。
适当的注释和文档,解释代码的意图和实现细节。
现实中的代码
圈复杂度
iLogtail代码复杂度探讨
iLogtail 作为一款阿里云日志服务(SLS)团队自研的可观测数据采集器,目前已经在 Github 开源,其核心定位是帮助开发者构建统一的数据采集层。不仅仅是在功能、性能上表现突出,代码层面也一直在追求整洁优雅,详见《跟着iLogtail学习设计模式》。
iLogtail部分关键模块代码,代码行数跟圈复杂度基本是控制在比较合理的范畴。
业务逻辑复杂:业务逻辑复杂的代码,如果初期没有很好的设计导致不易扩展;后期又不断引入新的特性,加剧了代码的复杂度。
开发阶段时间紧张:为了快速开发使用重复或结构差的代码来实现,以及后面再补的思维。
缺乏代码重构:当代码不断变得不易维护时,开发人员没有进行及时意识到代码的坏味道,并进行有效的重构,导致代码越来越复杂。
缺乏单元测试和集成测试:导致历史代码没人敢动,只能维持现状。
重构
识别代码的坏味道
过长函数
重复代码
过长参数列表
过多全局变量
霰弹式修改
冗余的注释
重构的方式
重新组织函数
///////////////////// 原始代码 /////////////////////
void printOwing() {
Enumeration e = _orders.elements();
double outstanding = 0.0;
// print banner
System.out.println("***************************");
System.out.println("******** Custor Owes ******");
System.out.println("***************************");
// calculate outstanding
while (e.hasMoreElements()) {
Order each = (Order) e.nextElement();
outstanding += each.getAmount();
}
// print details
System.out.println("name:" + _name);
System.out.println("amount" + outstanding);
}
///////////////////// 重构后 /////////////////////
void printBanner() {
System.out.println("***************************");
System.out.println("******** Custor Owes ******");
System.out.println("***************************");
}
void printDetails(double outstanding) {
System.out.println("name:" + _name);
System.out.println("amount" + outstanding);
}
double getOutstanding() {
Enumeration e = _orders.elements();
double outstanding = 0.0;
while (e.hasMoreElements()) {
Order each = (Order) e.nextElement();
outstanding += each.getAmount();
}
return outstanding;
}
void printOwing() {
printBanner();
double outstanding = getOutstanding();
printDetails(outstanding);
}
避免函数参数过多
///////////////// 重构前 /////////////////
// 1
public User getUser(String username, String telephone, String email);
// 2
public void postBlog(String title, String summary, String keywords, String content, String category, long authorId);
///////////////// 重构后 /////////////////
// 考虑函数是否职责单一,是否能通过拆分成多个函数的方式来减少参数。
public User getUserByUsername(String username);
public User getUserByTelephone(String telephone);
public User getUserByEmail(String email);
// 将函数的参数封装成对象
public class Blog {
private String title;
private String summary;
private String keywords;
private Strint content;
private String category;
private long authorId;
}
public void postBlog(Blog blog);
学会使用解释性变量
///////////////// 重构前 /////////////////
if (date.after(SUMMER_START) && date.before(SUMMER_END)) {
// ...
} else {
// ...
}
///////////////// 重构后 /////////////////
// 引入解释性变量后逻辑更加清晰
boolean isSummer = date.after(SUMMER_START)&&date.before(SUMMER_END);
if (isSummer) {
// ...
} else {
// ...
}
移除过深的嵌套层次。嵌套最好不超过两层,超过两层之后就要思考一下是否可以减少嵌套。
// 重构前的代码
public List<String> matchStrings(List<String> strList,String substr) {
List<String> matchedStrings = new ArrayList<>();
if (strList != null && substr != null) {
for (String str : strList) {
if (str != null) {
if (str.contains(substr)) {
matchedStrings.add(str);
}
}
}
}
return matchedStrings;
}
// 重构后的代码:先执行判空逻辑,再执行正常逻辑
public List<String> matchStrings(List<String> strList,String substr) {
if (strList == null || substr == null) { //先判空
return Collections.emptyList();
}
List<String> matchedStrings = new ArrayList<>();
for (String str : strList) {
if (str != null && str.contains(substr)) {
matchedStrings.add(str);
}
}
return matchedStrings;
}
重构的方法很多,这里无法一一列举。
重构的时机
微重构 开发新功能时:让新功能更易扩展。一般可以秉承事不过三的原则。
阅读一段代码时:让代码读起来更简单。
Bugfix 和 CodeReview 时:发现旧代码的质量问题,并按计划根治解决。 模块级重构 代码已经不堪重负,可维护性极差,严重阻碍开发迭代进度。 架构级重构 代码结构已经跟不上架构发展的需求。
重构从“战胜对老代码的恐惧”开始!
重构前需要对整体有清晰的认识:架构设计梳理、模块间交互、周边交互。进而指导后续的重构过程。
最主要的是测试先行,良好的测试体系是进行重构的关键。当然最理想的是测试(UT、E2E、Benchmark等)应该做到首次开发时、做到平时。 核心场景梳理,特别是可靠性场景、异常场景的处理以及微小的长尾细节。放过任何一处都可能是一个bug,而且有些微小细节的问题可能暴露的时间会很长。
设计模式
抽象与分层
抽象是忽略细节的。抽象类是最抽象的,忽略的细节也最多,就像抽象牛,只是几根线条而已。在代码中可以类比到 Abstract Class 或者 Interface。
抽象代表了共同性质。类(Class)代表了一组实例(Instance)的共同性质,抽象类(Abstract Class)代表了一组类的共同性质。
抽象具有层次性。抽象层次越高,内涵越小,外延越大,也就是说它的涵义越小,泛化能力越强。比如,牛就要比水牛更抽象,因为它可以表达所有的牛,水牛只是牛的一个种类(Class)。
创建型模式:这些模式关注于对象的创建和初始化方式,用于解决对象创建的复杂性问题。创建型模式包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式等。
结构型模式:这些模式关注于对象之间的关系,用于解决对象的组合和属性之间的问题。结构型模式包括适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰器模式、外观模式、享元模式和代理模式等。
行为型模式:这些模式关注于对象之间的通信、交互和责任分配,用于解决对象之间的复杂交互问题。行为型模式包括责任链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式和访问者模式等。
场景1:如何避免冗长的if-else
public class OrderService {
public double discount(Order order) {
double discount = 0.0;
OrderType type = order.getType();
if (type.equals(OrderType.NORMAL)) { // 普通订单
//...省略折扣计算算法代码
} else if (type.equals(OrderType.GROUPON)) { // 团购订单
//...省略折扣计算算法代码
} else if (type.equals(OrderType.PROMOTION)) { // 促销订单
//...省略折扣计算算法代码
}
return discount;
}
}
// 定义策略接口
public interface DiscountStrategy {
double calDiscount(Order order);
}
// 具体策略实现
// 省略NormalDiscountStrategy、GrouponDiscountStrategy、PromotionDiscountStrategy类代码...
// 建立策略工厂
public class DiscountStrategyFactory {
private static final Map<OrderType, DiscountStrategy> strategies = new HashMap<>();
static {
strategies.put(OrderType.NORMAL, new NormalDiscountStrategy());
strategies.put(OrderType.GROUPON, new GrouponDiscountStrategy());
strategies.put(OrderType.PROMOTION, new PromotionDiscountStrategy());
}
public static DiscountStrategy getDiscountStrategy(OrderType type) {
return strategies.get(type);
}
}
// 策略的使用
public class OrderService {
public double discount(Order order) {
OrderType type = order.getType();
DiscountStrategy discountStrategy = DiscountStrategyFactory.getDiscountStrategy(type);
return discountStrategy.calDiscount(order);
}
}
场景2:善用组合
场景3:巧用适配器模式提高系统的可扩展性
外部系统的可替代性:当需要把项目中依赖的一个外部系统替换为另一个外部系统的时候(例如日志系统从Elasticsearch切换到SLS),利用适配器模式可以减少对代码的改动及测试复杂度。
多外部系统接口统一:某个功能的实现依赖多个外部系统,通过适配器模式,将它们的接口适配为统一的接口定义,然后就可以使用多态的特性来复用代码逻辑。
兼容老版本接口:在做版本升级的时候,对于一些要废弃的接口,往往不直接将其删除,而是暂时保留,并且标注为deprecated,并将内部实现逻辑委托为新的接口实现。这样做的好处是,让使用它的项目有个过渡期,而不是强制进行代码修改。
结束语:为了更美好的生活,请写好代码!
参考
跟着iLogtail学习设计模式
设计模式之美
代码整洁(Clean Code)之路
代码整洁之道-微重构消除坏味道
[1]https://github.com/alibaba/ilogtail/blob/main/core/config_manager/ConfigManagerBase.cpp#L376C25-L376C45
[2]https://github.com/alibaba/ilogtail/blob/main/core/event_handler/EventHandler.cpp#L460
[3]https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=selcuk-usta.code-complexity-report-generator
欢迎加入【阿里云开发者公众号】读者群
微信扫码关注该文公众号作者