从把3000行代码重构成15行代码谈起

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2014-12-01 17:31 by 正式编辑 cao345657340 评论(4) 有8994人浏览

编程框架设计模式

如果你认为这是一个标题党，那么我真诚的恳请你耐心的把文章的第一部分读完，然后再下结论。如果你认为能够戳中您的G点，那么请随手点个赞。

把三千行代码重构为15行

那年我刚毕业，进了现在这个公司。公司是搞数据中心环境监控的，里面充斥着嵌入式、精密空调、总线、RFID的概念，我一个都不懂。还好，公司之前用Delphi写的老客户端因为太慢，然后就搞了个Webform的替代，恰好我对Asp.Net还算了解，我对业务的不了解并不妨碍我称成为这个公司的一个程序员。小公司也有小公司的好，人少，进去很快负责代码开发。我当然也就搞这个数据中心智能管理系统啦。

这个系统非常的庞大，尤其牛逼的是支持客户端组态，然后动态生成网页，数据还能通过Socket实时监控(那时我还真就不懂网络编程)。这个对于当时的我来说，真真是高、大、上呐！！当时跟着了解整个系统大半个月才算能够调试，写一些简单的页面。

在维护系统的过程中，时不时要扩展一些功能，也就接触了下面这个类：

看到没有，就是当年最最流行的三层架构的产物，对于刚出茅庐的毛头小子来说，这是多么专业的文件头注释，还有反射也就算了，这构造函数还能静态的，还能私有的？那时刚接触这么高大上的代码的我，瞬间给跪了！

但是，类写多了，我就感觉越来越别扭，就是下面这段代码：

每增加一个表，除了要改接口、要改DAL、要改BLL之外，还得在这个工厂类添加一个方法，真真是累到手抽筋，即使有当时公司了的G工给我推荐的神器——动软代码生成器，这粘贴复制的几遍，也是让我感觉到异常繁琐，有时候打键盘稍微累了点，还把复制出来代码改错了，你妹的，难道这就是程序员该干的事情，不，绝对不是！我想起了一句至理名言：当你觉得代码重复出现在程序中的时候，就应该重构了。是的，在这句话的指导下，我开始了折腾，决定挑战这个高大上的代码，事实证明，思想的力量是无穷的。

那么，怎么修改呢，仔细观察之后，发现其中className的生成跟返回的类型非常类似，只是一个是类名，一个是字符串，这两者之间应该能够关联起来。于是google了一下(当时GFW还没猖獗起来哈)，隐隐约约就找到了“反射”这两个字，深入了解之后，确定可以完成。

接下来，就是返回的类型了，返回的类型并不固定，但是似乎很有规律……这个似乎好像在哪里见过，对了，模板，C++课程上有讲过的，于是再次google，了解到了C#中使用了泛型代替了C++中的模板。在学习完泛型和反射之后，并参考了网上的一些文章，我捣鼓出了下面的代码：

没错，就是它了，三层架构年代最流行的工厂类……

看着原来滚十几屏幕的代码，变成了十多行的代码，真是爽到了骨子里去了，太干净了！唯一让我担忧的是，我进公司的时候，帮忙整理公司申请软件著作权都是需要代码量的，根据代码多少行来评估软件的大小，万一老板知道了我非但没有帮公司增加代码量，还减少了，会不会立即把我开掉？我没敢给我们老板展示我优秀的成果，所幸，这段代码非但没有出过任何问题，还避免了以前同事老是在新增一个类之后，把代码复制过来，但是没有正确修改的问题，大大提高了效率。虽然，我没敢大事宣布我的劳动成果，但是这次成功的修改，则彻底让我走上了代码重构的不归路。

看到这里，大家应该知道这个案例是否真实的了吧。我相信，从08年开始的码农们，看到这种类似的代码绝对不比我少。那么，我想告诉你们的是什么呢？

要在编程过程中多思考
编程的思想很重要，请多看点经典的书
从小处着眼，慢慢重构，尤其在应对一个大型的系统
当重复出现的时候，你应该考虑重构了
粘贴复制的代码越少，你的系统越稳定

少用代码生成器

我们来分析一下，为什么我之前的前辈会写出上面的代码。我归结起来有以下几点：

因为使用了动软代码生成器，生成代码方便，就没多想了。
三层架构的概念倒是了解了，但是没有去深入思考就拿来应用
遇到重复的代码，没有重构的概念，这是思想的问题——思想比你的能力重要

至今为止，还是很多人使用代码生成器，那么我们应该怎么对待这个问题呢。我认为，代码生成器确实可以减少你不少工作，但是少用，那些重复性的工作，除了部分确实是没有办法的，其他大部分都是可以通过框架解决的，举例来说，像三层架构，真正需要用到代码生成器的，也就是Model类而已，其他的完全可以在框架中完成。因此你要竭尽全力的思考怎么在框架中来减少你的重复性工作，而不是依赖于代码生成器。

另外，如果你还是在用相关的代码生成工具，请重新定义“动软代码生成器”的代码模板，自己写一个模板；或者使用CodeSmith来完全制定自己的代码生成，因为动软给的代码模板真心乱，比如下面这段代码：

for (int n = 0; n < rowsCount; n++)
{
    model = new DBAccess.Model.eventweek();
    if(dt.Rows[n]["GroupNo"].ToString()!="")
    {
        model.GroupNo=int.Parse(dt.Rows[n]["GroupNo"].ToString());
    }
    if(dt.Rows[n]["Week0"].ToString()!="")
    {
        model.Week0=int.Parse(dt.Rows[n]["Week0"].ToString());
    }
    if(dt.Rows[n]["Week1"].ToString()!="")
    {
        model.Week1=int.Parse(dt.Rows[n]["Week1"].ToString());
    }
}

首先，你就不能用 var row=dt.Rows[n] 替代吗?其次，直接用int.Parse效率多低？再次，dt.Rows[n]["Week0"]为NULL怎么办？

不要重复发明轮子

我们再来看看其他的一些代码：

public List<string> GetDevices(string dev){
    List<string> devs=new List<string>();
 
    int start=0;
    for(int i=0;i<dev.Length;i++){
        if(dev[i]=='^'){
            devs.Add(dev.SubString(start,i));
            start=i+1;
        }
    }
 
    return devs;
}

有没有很眼熟，没错，这就是对String.Split()函数的简单实现。我的前辈应该是从c++程序员转过来的，习惯了各种功能自己实现一遍，但是他忽略了C#的很多东西。我们不去评判这段代码的优劣，而实际上他在很长一段时间都运行得很好。我们来看看使用这一段代码有什么不好的地方：

重复发明轮子。花费了额外的时间，函数的健壮性和很差
可读性差。其实是一个很简单的功能，但是用上了这么一段函数，起初我还以为有什么特别的功能。

那么，我们应该怎样去避免重复发明轮子呢？我从个人的经历来提出以下几点，希望能够对各位有所帮助：

了解你所学的编程语言的特性。你可以看一本基础的入门书籍，把所有的特性浏览一遍，或者上MSDN，把相关的内容过一遍。
在你决定动手发明一个轮子之前，先搜索一下现成的解决方案。你还可以到CodeProject、GitHub之类的网站搜索一下。在知乎上有很多大牛其实都在批评，为什么你提问之前，不能首先去搜一下是否有现成的答案，反而指责没有回答他的问题。
你有一定的基础之后，还应该去读一下相关的经典书籍，深入了解其中的原理。比如，你觉得你有一定的基础了，我建议你去吧《CLR Via C#》多读几遍，你了解原理越多，你越是能够利用这编程语言的特性，从而来实现原本那些你认为要靠自己写代码的功能。

这里我再举一个我自己的例子。在我现有的程序中，我发现我需要越来越多的线程来执行一些简单的任务，比如在每天检测一下硬盘是否达到90%了，每天9点要控制一下空调的开启而在网上6点的时候把空调关掉。线程使用越来越多，我越是觉得浪费，因为这些现场仅仅只需完成一次或者有限的几次，大部分时间都是没有意义的，那么怎么办呢？我决定自己写一个任务类，来完成相关的事情。说干就干，我很快把这个类写出来了。

public abstract class MissionBase : IMission
{
    private DateTime _nextExecuteTime;
    protected virtual DateTime[] ExecuteTimePoints { get; private set; }
    protected virtual int IntervalSeconds { get; private set; }
    protected IEngine Engine { get; private set; }
 
    public bool IsCanceled{get{……}}
    public bool IsExecuting{get{……}}
    public bool IsTimeToExecute{get{……}}
 
    public abstract bool Enable { get; }
    public abstract string Name { get; }
 
    protected MissionBase(IEngine engine)
    {
        ExecuteTimePoints = null;//默认采用间隔的方式
        IntervalSeconds = 60 * 60;//默认的间隔为1个小时
 
        Engine = engine;
    }
 
    /// 任务的执行方法
    public void Done()
    {
        if (Interlocked.CompareExchange(ref _isExecuting, 1, 0) == 1) return;
 
        try
        {
            ……
        }
        finally
        {
            Interlocked.CompareExchange(ref _isExecuting, 0, 1);
        }
    }
     
    ///实际方法的执行
    protected abstract void DoneReal();
}

但是，实际上这个任务方法，并不好用，要写的代码不少，而且可靠性还没有保障。当然，我可以继续完善这个类，但是我决定搜索一下是否还有其他的方法。直到有一天，我再次阅读《CLR Via C#》，看到线程这一章，讲到了System.Threading.Timer以及ThreadPool类时，我就知道了，使用Timer类完全可以解决我的这个用尽量少的线程完成定时任务的问题。

因为从原理上来说，Timer类无论你声明了多少个，其实就只有一个线程在执行。当你到了执行时间时，这个管理线程会用ThreadPool来执行Timer中的函数，因为使用的ThreadPool，执行完成之后，线程就马上回收了，这个其实就完全实现了我所需要的功能。

等你无法重构的时候再考虑重写

我带过很多优秀的程序员，也与很多优秀的程序员共事过。有一大部分的程序员在看到一套系统不是那么满意，或者存在某些明显的问题，就总是忍不住要把整套系统按自己觉得可以优化的方向来重写，结果，重写结构往往并不令人满意。系统中确实存在很多不合理的地方，但是有不少的这种代码，恰恰是为了解决一些特定场景下的问题的。也就是说，所有的规范以及编程的原则，其实也是有条件限制的，他可能在大部分的时候是正确的，能够指导你完成你的任务，但是，并不是在所有地方都是适用的。比如数据库范式，但实际中我们的设计往往会考虑冗余，这是违背范式的，但是为什么还有那么多人趋之若鹜呢？因为我们可能需要用空间换时间。

如果我们一开始就考虑重写，那么你可能会陷入以下的困境：

需要花更大的精力来完成一些看似简单的BUG
再也无法兼容老的系统了
过度设计，导致重写计划迟迟无法完成
无法有效利用现有系统已经完成并测试的代码

我举个例子，说明如何通过重构更好的利用现有代码的。

我有一个非常庞大的系统，其中有一块功能是用于数据采集、存储、告警管理以及电话、短信等告警通知。大致的结构如下：

class MainEngine:IEngine{
    public MainEngine(ConfigSettings config){
         
    }
 
    public void Start();
    public void Stop();
}

需要增加新的业务功能时，程序员写的代码往往是这样的：首先时修改配置类

class ConfigSettings{
    public bool NewFuncEnable{get;private set;}
    public ConfigSettings(){
        NewFuncEnable=xx;//从配置文件读取
    }
}

接着修改主程序：

class MainEngine:IEngine{
    private NewFuncClass newCls=new NewFuncClass();
    public MainEngine(ConfigSettings config){
    }
 
    public void Start(){
        if(config.NewFuncEnable)
            newCls.Start();
    }
    public void Stop(){
        if(config.NewFuncEnable)
            newCls.Stop();
    }
}

在修改的过程中，往往是根据配置文件来判断新功能是否启用。上面代码会造成什么问题呢：

主程序代码和扩展功能耦合性太强，每增加一个功能都要修改主程序代码，这里非常非常容易出错。尤其是新的人进度开发组，很容易就忘主程序中增加了一些致命性的代码。比如上述的扩展功能，可能是在特定的项目中才会有这个扩展功能，但是，写代码的人忘记增加是否启用的配置选项了，导致所有的项目都应用了这个功能，而这个功能需要特定的表，这样就悲剧了。即使是你增加了配置，也是非常的不美观，因为在通用的版本中使用了这个配置，往往会让定制项目以外的人员感到困惑。
增加扩展功能的人还需对整个MainEngine代码有一定的熟悉，否则，他根本就不知道在Start方法和Stop方法进行newClas的对应方法的调用
如果你打算对这段代码进行重写，那么，你会感到非常的困难，因为你分不清楚newCls这个新实例的作用，要么你花大精力去把所有代码理清楚，要么直接就把这段新增的业务代码去掉了。

那么我们如何对这段代码进行重构呢。首先，我们把新功能注册的代码抽取出来，通过反射来实现新的功能的注册。

private void RegisterTaskHandlerBundles()
   {
       var bundles = xxx.BLL.Caches.ServiceBundleCache.Instance.GetBundles("TaskHandlerBundle");
       if (bundles != null && bundles.Count > 0)
       {
           var asmCache = new Dictionary<string, Assembly>();
           foreach (var bundle in bundles)
           {
               try
               {
                   if (!asmCache.ContainsKey(bundle.Category)) asmCache.Add(bundle.Category, Assembly.Load(bundle.AssemblyName));
                   var handler = (ITaskHandler)asmCache[bundle.Category].CreateInstance(bundle.ClassName, false, BindingFlags.Default, null,
                       new object[] { this, bundle }, null, null);
                   _taskHandlerBundles.Add(bundle, handler);
               }
               catch (Exception e)
               {
                   NLogHelper.Instance.Error("加载bundle[Name:{0},Assembly:{1}:Class:{2}]异常：{3}", bundle.Name, bundle.AssemblyName, bundle.ClassName, e.Message);
               }
           }
       }
   }

修改MainEngine代码

class MainEngine:IEngine{
    private NewFuncClass newCls=new NewFuncClass();
    public MainEngine(ConfigSettings config){
        RegisterTaskHandlerBundles();
    }
 
    public void Start(){
        _taskHandlerBundles.Start();
    }
    public void Stop(){
        _taskHandlerBundles.Stop();
    }
}

OK，现在我们再来看看怎么实现原来的新增功能：你只需按规范新建一个类，继承ITaskHandler接口，并实现接口的方法。最后在XTGL_ServiceBundle表中新增一条记录即可。我们再来看看这么做有什么好处：

新增的类只需按规范写即可，完全对MainEngine代码没有任何影响。你甚至可以把这个MainEngine代码写在一个新建的Dll中。
新增功能的这个业务类跟原来的代码解耦，非常方便进行新功能的业务测试，而无需考虑原有框架的影响
新增功能的业务类与架构完全分离，我们在重写代码中只要保证接口的稳定性，无论我们怎么把系统架构重写，我们可以马上就重用上原有的业务功能代码。

重构的目标之一，就是把框架和业务完全分离。

有志于深入了解的同学，可以了解下反射、Ioc和插件话编程等。
学会单元测试，培养你的重构意识

可能上面说了这么多，还是有很多人并不理解重构。没关系，在这里我教你们一个快速入门的办法，就是单元测试。什么是单元测试，请自行google。单元测试有什么要求？就是要求你要把每个方法都弄成尽量可以测试的。尽量让你的方法变成是可测试的，就是培养你重构意识的利器。在你要求把方法变成可测试的过程，你就会发现你必须得不断的修改你的方法，让它的职责尽量单一，让它尽量的与上下文无关，让它尽可能通过方法参数的输入输出就能完成相关的功能，让依赖的类都尽量改为接口而不是实例。最终，你就会发觉，这就是重构！而且是在不知不觉中，你重构的功力就会大大提升，你编程的水平也会大大提升！

看到这里，有经验的程序员就会问，你这是在鼓励我使用TDD吗？不，不是的。TDD(Test-Driven Development)鼓励的是测试驱动开发，未开发之前先编写单元测试用例代码，测试代码确定需要编写什么产品代码。这是一种比较先进的开发方法，但是在编程的实践过程中，我认为它过于繁琐，很多中小企业很难实施，更别提我们个人开发者。我这里提倡你用单元测试培养你的重构意识，可以说是一种后驱动，用于提高你的重构能力和重构愿望，你完全可以把我的这个方法称为“TDR(Test-Driven Refactoring)——测试驱动重构”。当然，在开发之前如果你有意识的让方法可测试，那么你写出来的函数将会是比较高质量的代码。当你的函数都是一个个可重用性高的函数之时，你将会发现，写代码其实就像堆积木一样，可以把一个大型的需求分解成无数细小的功能，很快的把需求实现。

以下是一个超大方法中的一段代码，如果你懂得怎样让这段代码编程一个可测试的方法，那么，恭喜你，你入门了。

所谓重构

如果你有耐心看到这里，你应该知道，我并非一个标题党，而这篇文章也许称为“如何在编程中应用重构的思想”更为贴切，但是我不想用这么严肃的标题。

很多编程初学者，或者有多年编程经验的人都觉得阅读别人的代码非常困难，重构更是无从谈起，他们要么对这些代码望洋兴叹，要么就是推翻从来。但是，如果我们有重构的意识，以及在编程的过程中熟悉一些代码调整和优化的小技巧，你自然而然就会培养出重构的能力。

重构，其实很简单：

把基础打牢固
多看点优秀的代码
避免复制粘贴，如果看见重复代码时应该有意识要消灭它
减少对代码生成器的依赖
在处理现有代码时尽量用重构代替重写，在重写之前一定要先重构
尽量让所有的方法都是可测试的

如果你坚持这么去做了，一段时间之后感觉自然就出来了。

重构的目的，是让你的代码更为精简、稳定、能够重用，是最大程度的让功能和业务分离。在重构的过程中，你的阅读代码的能力、写出优秀代码的能力以及系统架构能力都会稳步提升。你成为一个优秀的程序员将指日可待。

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评论共 4 条请登录后发表评论

4 楼 happysoul 2014-12-03 13:53

sqc1112 写道

为什么人人写文章都要说当时多么笨，而文章体现的是现在多牛逼的感觉

所有的人看自己当初写的代码都会觉得笨~ 能写文章说明自己认识了当初的不足，或许N多年后再翻看现在的文章依旧会觉得很笨。
人人都需要有一定的满足感来鼓舞自己继续前进，当你看到别人写的东西很牛的时候自然会激发你自己要学习的斗志。除非你不是正常人或者你能一直只能做个学生不愿分享自己学到的东西。
另外说正是因为有一群这样分享自己经验的人不停的写东西你才能百度到你不会的东西。在指责别人炫耀自己的时候想想自己为别人共享了什么...

3 楼 sqc1112 2014-12-02 14:02

为什么人人写文章都要说当时多么笨，而文章体现的是现在多牛逼的感觉

2 楼 ljl961890233bear 2014-12-02 11:49

ray_linn 写道

只能说你还没看透人生，“帮忙整理公司申请软件著作权都是需要代码量的，根据代码多少行来评估软件的大小”。。。你的前辈都不是傻子。。。

屁精屁精的

1 楼 ray_linn 2014-12-02 11:41

只能说你还没看透人生，“帮忙整理公司申请软件著作权都是需要代码量的，根据代码多少行来评估软件的大小”。。。你的前辈都不是傻子。。。

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