重构改善既有代码的设计-- 重构原则

重构定义：对软件内部结构的一种调整，目的是在不改变软件可观察行为的前提下，提高其可理解性，降低其修改成本。

为何重构：重构改进软件设计、重构使软件更容易理解、重构帮助找bug、重构提高编程速度

何时重构：三次原则（三次再做类似的事）、添加功能时重构、修补错误时重构、复审代码时重构

是什么让程序如此难以修改？四个原因：

1、难以阅读的程序，难以修改；

2、逻辑重复的程序，难以修改；

3、添加新行为时需要修改已有代码的程序，难以修改；

4、带复杂条件逻辑的程序，难以修改

我们希望程序：容易阅读；所有逻辑都只在唯一地点制定；新的改动不会危及现有行为；尽可能简单表达条件逻辑。

修改接口：让旧街口调用新接口。当你要修改某个函数名称时，请留下就函数，让它调用新函数。千万不要复制函数实现，那会让你陷入重复代码的泥沼中难以自拔。你应该使用Java提供的deprecation（不建议使用）设置，将旧接口标记为deprecated。这么一来你的调用者就会注意到它了。

何时不该重构：重写（而非重构）的一个清楚讯号就是：现有代码根本不能正常运作。你可能只是试点做点测试，然后就发现代码中满是错误，根本无法稳定运作。记住，重构之前，代码必须起码能够在大部分情况下正常运作。

重构和设计：预先设计-写代码-重构。使用CRC卡或类似的东西来检验各种不同想法，然后才得到第一个可被接受的解决方案，然后才能开始编码，然后才能重构。

附录一：劳而无获—RonJeffries

ChryslerComprehensiveCompensation（克莱斯勒综合薪资系统）的支付过程太慢了。虽然我们的开发还没结束，这个问题却已经开始困扰我们，因为它已经拖累了测试速度。
　　KentBeck、MartinFowler和我决定解决这个问题。等待大伙儿会合的时间里，凭着我对这个系统的全盘了解，我开始推测：到底是什么让系统变慢了？我想到数种可能，然后和伙伴们谈了几种可能的修改方案。最后，关于「如何让这个系统运行更快」，我们提出了一些真正的好点子。
　　然后，我们拿Kent的量测工具度量了系统性能。我一开始所想的可能性竟然全都不是问题肇因。我们发现：系统把一半时间用来创建「日期」实体（instance）。更有趣的是，所有这些实体都有相同的值。
　　于是我们观察日期的创建逻辑，发现有机会将它优化。日期原本是由字符串转换而生，即使无外部输入也是如此。之所以使用字符串转换方式，完全是为了方便键盘输入。好，也许我们可以将它优化。
　　于是我们观察日期怎样被这个程序运用。我们发现，很多日期对象都被用来产生「日期区间」实体（instance）。「日期区间」是个对象，由一个起始日期和一个结束日期组成。仔细追踪下去，我们发现绝大多数日期区间是空的！
　　处理日期区间时我们遵循这样一个规则：如果结束日期在起始日期之前，这个日期区间就该是空的。这是一条很好的规则，完全符合这个class的需要。采用此一规则后不久，我们意识到，创建一个「起始日期在结束日期之后」的日期区间，仍然不算是清晰的代码，于是我们把这个行为提炼到一个factorymethod（译注：一个著名的设计模式，见《DesignPatterns》），由它专门创建「空的日期区间」。
　　我们做了上述修改，使代码更加清晰，却意外得到了一个惊喜。我们创建一个固定不变的「空日期区间」对象，并让上述调整后的factorymethod每次都返回该对象，而不再每次都创建新对象。这一修改把系统速度提升了几乎一倍，足以让测试速度达到可接受程度。这只花了我们大约五分钟。
　　我和团队成员（Kent和Martin谢绝参加）认真推测过：我们了若指掌的这个程序中可能有什么错误？我们甚至凭空做了些改进设计，却没有先对系统的真实情况进行量测。
　　我们完全错了。除了一场很有趣的交谈，我们什么好事都没做。
　　教训：哪怕你完全了解系统，也请实际量测它的性能，不要臆测。臆测会让你学到一些东西，但十有八九你是错的。

附录二：优化一个薪资系统—RichGarzaniti

　　将ChryslerComprehensiveCompensation（克莱斯勒综合薪资系统）交给GemStone公司之前，我们用了相当长的时间开发它。开发过程中我们无可避免地发现程序不够快，于是找了JimHaungs—GemSmith中的一位好手—请他帮我们优化这个系统。
　　Jim先用一点时间让他的团队了解系统运作方式，然后以GemStone的ProfMonitor特性编写出一个性能量测工具，将它插入我们的功能测试中。这个工具可以显示系统产生的对象数量，以及这些对象的诞生点。
　　令我们吃惊的是：创建量最大的对象竟是字符串。其中最大的工作量则是反复产生12,000-bytes的字符串。这很特别，因为这字符串实在太大了，连GemStone惯用的垃圾回收设施都无法处理它。由于它是如此巨大，每当被创建出来，GemStone都会将它分页（paging）至磁盘上。也就是说字符串的创建竟然用上了I/O子系统（译注：分页机制会动用I/O），而每次输出记录时都要产生这样的字符串三次﹗
　　我们的第一个解决办法是把一个12,000-bytes字符串缓存（cached）起来，这可解决一大半问题。后来我们又加以修改，将它直接写入一个filestream，从而避免产生字符串。
　　解决了「巨大字符串」问题后，Jim的量测工具又发现了一些类似问题，只不过字符串稍微小一些：800-bytes、500-bytes……等等，我们也都对它们改用filestream，于是问题都解决了。
　　使用这些技术，我们稳步提高了系统性能。开发过程中原本似乎需要1,000小时以上才能完成的薪资计算，实际运作时只花40小时。一个月后我们把时间缩短到18小时。正式投入运转时只花12小时。经过一年的运行和改善后，全部计算只需9小时。
　　我们的最大改进就是：将程序放在多处理器（multi-processor）计算器上，以多线程（multiplethreads）方式运行。最初这个系统并非按照多线程思维来设计，但由于代码有良好分解（wellfactored），所以我们只花三天时间就让它得以同时运行多个线程了。现在，薪资的计算只需2小时。
　　在Jim提供工具使我们得以在实际操作中量度系统性能之前，我们也猜测过问题所在。但如果只靠猜测，我们需要很长的时间才能试出真正的解法。真实的量测指出了一个完全不同的方向，并大大加快了我们的进度。