Рефакторинг: когда, зачем и как? Пошаговое руководство

Что такое рефакторинг?

Процесс реструктуризации кода без изменения его исходной функциональности называется рефакторингом (refactoring). Процесс напоминает наведение порядка на рабочем месте и именно из-за него программисты регулярно переписывают чужой готовый код, не добавляя новых функций.

Рефакторинг программного кода не значит оптимизация. Действия проводят одновременно, но у них разные цели. Оптимизация улучшает производительность программы, а рефакторинг повышает понятность кода.

Процесс также часто путают с другими действиями: простым переписыванием, дебаггингом, улучшением функциональной составляющей ПО, когда программное обеспечение совершенствуют с пользовательской точки зрения, а не с точки зрения разработчика. Дебаггинг (debugging) часто используют при выявлении особенностей функциональности в легаси коде.

Определение и цели

Рефакторинг серия небольших преобразований с целью улучшения внутренней структуры, читаемости и удобства сопровождения базы программного обеспечения без преобразования его функциональности.

Процесс помогает устранить технический долг и ускорить дальнейшее программирование в команде. Практика refactoring часто включает в себя идентификацию и объединение дубликатов в новые процедуры, исправление ошибок, а также внесение небольших правок в существующий исходный код, которые не приведут к появлению дополнительных проблем.

Когда необходим рефакторинг

Refactoring code ПО рекомендуется проводить в ситуациях:

1. Снижение производительности и отзывчивости системы. Если код изначально написан с акцентом на скорость разработки, а не на качество, это может привести к проблемам с производительностью. Рефакторинг поможет улучшить производительность без изменения внешнего поведения программы.

2. Сложности с пониманием и поддержкой кода. Когда разработчики сталкиваются с трудностями в понимании существующего кода, ошибки и баги становятся более вероятными. Рефакторинг может сделать код более читабельным и простым в поддержке.

3. Введение новых функций. Когда необходимо добавить новые функции или изменить существующие, рефакторинг поможет убедиться, что новая функциональность удобно интегрируется в существующую структуру кода.

4. Наличие технического долга. Если в коде накопились временные решения и обходные пути, проведенный рефакторинг поможет устранить эти проблемы и улучшить общее качество кода.

5. Дублирование. Рефакторинг помогает обнаружить и объединить повторяющиеся участки кода, сокращая трудозатраты на поддержку и уменьшая вероятность ошибок.

6. Изменения в команде и проекте. Новые члены команды могут испытывать трудности при работе с плохо структурированным codes.

Планирование рефакторинга в оптимальное время позволяет поддерживать снизить технический долг, улучшить читаемость и тестируемость кода, повысить эффективность разработчиков, улучшить качество продукта.

Зачем нужен рефакторинг

Coding можно сравнить с написанием книги командой авторов, где каждый имеет свой стиль письма и личные особенности программирования. Разработчики применяют сильные связи ради скорости, что со временем делает кодовую базу специализированной и хрупкой для изменений.

Разница в подходах программистов может оставить после себя множество проблем для следующего инженера, который будет во всем этом разбираться. Мелкие проблемы постепенно накапливаются, что увеличивает технический долг продукта. Рефакторинг один из способов погашения долга.

Необходимость refactoring может возникнуть в конечном итоге даже в лучшей команде единомышленников-разработчиков. Ведь стандарты постоянно меняются, появляются инновационные инструменты, отчего некогда прекрасный код рискует устареть.

Программное обеспечение должно отражать эволюцию в программировании, оставляя основные функциональные возможности неизменными.

Преимущества и выгоды

Код должен быть лаконичным, хорошо структурированным и понятным это правило знают все разработчики. И даже в успешном проекте необходимо продолжать совершенствовать систему, чтобы предоставлять актуальные функции и решения.

Какие преимущества дает refactoring code:

• Повышение качества и надежности программ;

• Уменьшение количества легаси и исправлений;

• Экономию времени и финансовых затрат на поддержку;

• Сокращение времени реализации нового функционала.

Методы рефакторинга

Существует множество методов, которые можно применять для оптимизации кода. Каждый из них служит уникальной цели, а значит, может использоваться в сценариях для улучшения дизайна, структуры и реализации программного code.

Популярные подходы

Использование популярных подходов к refactoring code помогает сделать этот процесс эффективным и структурированным. Вот некоторые из них:

• Метод чистой архитектуры (Clean Architecture). Предложен Робертом Мартином (дядюшка Боб). Метод основан на принципах независимости бизнес-логики от интерфейса пользователя и инфраструктурного кода, разделения на слои, единственной ответственности компонентов, что делает код более модульным и удобным для изменения.

• Методика Refactoring by Martin Fowler. Набор техник и приемов для улучшения и оптимизации существующего кода: извлечение метода, введение объекта-параметра, разделение больших классов.

• Метод Code Smells. Важная часть рефакторинга для обнаружения и устранения проблем (запахов кода), недостатков в структуре и дизайне кода: слишком больших классов, длинных методов и дублирования кода.

• Тест-ориентированный рефакторинг (Test-Driven Refactoring). Метод, основанный на юнит-тестировании, помогает убедиться, что работа обновленного кода соответствует требованиям и не нарушает существующую функциональность.

• Red-Green-Refactor неотъемлемая часть разработки, когда тесты пишутся перед фактическим coding. Здесь соблюдаются принципы:

Красный: пишем набор тестов, описывающий желаемое поведение. Убеждаемся, что тесты не пройдены.

Зеленый: пишем code реализации, чтобы набор тестов прошел успешно.

Refactoring: оптимизация code.

Этот цикл повторяется для каждой новой функции или для исправления ошибки, в результате чего получается более качественное и надежное ПО.

• Абстракция помогает уменьшить количество дубликатов и упрощает обновление общих функций в будущем.

Например, есть два класса со схожими методами, которые выполняют одни и те же вычисления. Разработчик извлекает общую логику в абстрактный класс и создает единую реализацию, которую оба класса смогут наследовать или реализовывать.

• Извлечение или фрагментация метод разбиения больших классов на более мелкие и более управляемые компоненты. Подход улучшает читаемость codes и облегчает понимание логики, упрощает обслуживание и тестирование.

• Перемещение объектов метод переназначения между классами для улучшения связности и уменьшения связанности. Перераспределение создает более сбалансированный и логичный дизайн, который легче поддерживать и расширять.

• Упрощение через встроенный refactoring codeпроводится за счет удаления ненужных абстракций и объединения избыточного кода.

Инструменты для рефакторинга

Инструменты автоматизации способны ускорить и упростить процесс. Выбор инструмента зависит от языка программирования, среды разработки и конкретных потребностей. Прежде, чем включать их в рабочую программу разработки, важно оценить функции, совместимость и поддержку сообщества каждого инструмента.

Популярные инструменты включают в себя:

IntelliJ IDEA. Интегрированная среда разработки (IDE), которая предоставляет поддержку для фреймворков и различных языков программирования, инструменты для рефакторинга, интеграции с системами контроля версий.

Eclipse. Среда разработки, которая поддерживает реструктуризацию для Java, C/C++ и Python и предлагает извлечение, встроенный метод и переименование.

Visual Studio. Интегрированная среда разработки Microsoft включает встроенные функции для C#, Visual Basic и C++. Обеспечивает извлечение метода, переименование и извлечение интерфейса.

ReSharper. Инструмент для Microsoft Visual Studio, поддерживающий языки C# и VB.NET, предлагает множество вариантов проверок codes и предложений по улучшению качества.

SonarLint. Инструмент, который легко интегрируется со многими средами программирования (IDE). Позволяет выявлять и устранять проблемы с качеством кода в режиме реального времени.

JUnit. Среда тестирования, которая обеспечит сохранение ожидаемого поведения.

Пошаговое руководство

Шаг 1. Аудит текущего состояния архитектуры приложения для изучения структуры, оценки осуществимости и выявления областей, требующих внимания.

Шаг 2. Определение целей и объема refactoring.

Шаг 3. Стратегия снижения рисков: планирование развертывания изменений, связанных с модернизацией.

Шаг 4. Создание продуктовой стратегии: оценка соответствия приложения бизнес-требованиям.

Шаг 5. Разработка новой архитектуры, которая отвечает потребностям пользователей.

Шаг 6. Создание системы контроля версий, чтобы своевременно отслеживать преобразования в coding базе при совместной работе нескольких разработчиков.

Шаг 7. Разбивка задач на небольшие шаги, определение необходимых ресурсов, поэтапное внедрение изменений.

Подготовка

Основная цель подготовительного периода заложить базу для будущей разработки. Подготовка включает в себя активную реструктуризацию кодовой базы и помогает устранить технический долг, упростить, улучшить удобство сопровождения, расширяемости и читаемости code перед внедрением новых функций.

Поддержка рабочей кодовой базы кода важна на протяжении всего процесса, как и тестирование, чтобы гарантировать неизменное поведение.

Проведение рефакторинга

Ключевые рекомендации refactoring code:

• Понимание codes. Необходимо иметь представление о существующей кодовой базе до начала процесса.

• Понимание целей: какие аспекты нуждаются в улучшении?

• Тестирование. Важно регулярно запускать тесты в действии, чтобы оперативно выявить ошибки или регрессии.

• Трансформация. Реорганизацию стоит проводить поэтапными шагами без крупномасштабных изменений. Это упрощает отслеживание воздействия каждой модификации и упрощает отладку, если проблемы возникнут.

• Сохранение функциональности. Процедура не должна вносить незапланированные правки.

• Проверка. Важно получать обратную связь, чтобы понимать, что замены соответствуют стандартам и coding-практикам.

• Устранение дублирования, чтобы не допустить перерасхода ресурсов по обслуживанию и появления риска несогласованности.

• Следование принципам проектирования, чтобы улучшить общую архитектуру и дизайн кодовой базы.

• Применение систем контроля версий для отслеживания и управления изменениями кода позволяет при необходимости возвращаться к предыдущим версиям, обеспечивая безопасность разработки.

Проверка и тестирование

Проверка начинается с оценки текущего тестового покрытия. Области, в которых отсутствуют тесты, реструктуризировать небезопасно. Поэтому предварительно необходимо внедрить надежный набор автотестов (модульные, интеграционные, сквозные), чтобы охватить максимум кодовой базы.

Тестирование. Проводится для реструктуризации изменений, чтобы заранее выявить потенциальные проблемы и обеспечить соблюдение стандартов кодирования. Для решения сложных задач и выявления потенциальных проблем в режиме реального времени стоит рассмотреть возможность парного программирования.

Рефакторинг не стоит смешивать с преобразованием функциональности продукта или добавлением новых функций.

Рекомендуется применять флаги для функций, чтобы включать или отключать новые пути refactoring code. Это позволит вносить изменения постепенно и быстро отключать новые функции при появлении проблем. Стратегии ветвления помогают изолировать работу от основной линии программирования и обеспечивают более безопасное экспериментирование.

Важно сделать refactored постоянным действием, чтобы поддерживать качество кода и предотвращать накопление технического долга.

Преимущества для бизнеса от refactoring code не всегда очевидны, однако инвестиции в работу разумны. В конечном итоге вы получаете более качественный код, спокойный и продуктивный рабочий процесс производства программного продукта.