Экстремальное программирование

Теория

Экстремальное программирование - методология быстрой разработки программного обеспечения. Состоит из набора методик и принципов, позволяющих как по отдельности, так и в комплексе, оптимизировать процесс разработки. Этот подход также регламентирует права разработчиков и заказчиков.

Права и роли

В экстремальном программировании чётко описаны все роли. Каждая роль предусматривает характерный набор прав и обязанностей. Здесь существуют две ключевые роли: заказчик и разработчик.

Заказчик

Человек или группа людей, заинтерисованных в создании конкретного программного продукта. Он имеет следуещие права и обязанности:

Для успешного использования своих прав заказчик должен полагаться на данные, предоставляемые разработчиками.

Разработчик

Один или группа от двух до десяти человек, занимающихся непосредственно программированием и сопутствующими инженерными вопросами. Разработчик наделён следующими правами и обязанностями:

Роли внутри роли

Каждая из базовых ролей экстремального программирования может быть уточнена более мелкими ролями. В XP разрешено совмещение ролей в рамках одного человека.

Сторона заказчика

Составитель историй - специалист предметной области, обладающий способностями доступно изложить и описать требования к разрабатываемой системе. Этот человек или группа людей ответственны за написание историй пользователя и прояснения недопонимания со стороны программистов.

Приёмщик - человек, контролирующий правильность функционирования системы. Хорошо владеет предметной областью. В обязанности входит написание приёмочных тестов.

Большой босс - следит за работой всех звеньев, от разработчиков до конечных пользователей. Он контролирует внедрение системы и сопутствующие организационные моменты. Может быть также инвестором проекта.

Сторона разработчика

Программист - человек, занимающийся кодированием и проектированием на низком уровне. Он достаточно компетентен для решения текущих задач разработки и предоставления правдивых оценок запланированным задачам.

Инструктор - опытный разработчик, хорошо владеющий всем процессом разработки и его методиками. Несёт ответственность за обучение команды аспектам процесса разработки. Внедряет и контролирует правильность выполнения методик используемого процесса. Обращает внимание команды на важные, но по каким-то причинам упущенные моменты разработки. Вместе с тем инструктор, как и любой другой человек, не всезнающий и с вниманием относится к идеям других членов команды.

Наблюдатель - член команды разработчиков, пользующийся доверием всей группы, который следит за прогрессом разработки. Он сравнивает предварительные оценки трудозатрат и реально потраченные, выводя количественные показатели работы команды. Это такие как средняя скорость и процентное соотношение выполненных и запланированных задач. Данная информация предоставляется заказчику для своевременного контроля над ситуацией. Часть этой информации ненавязчиво предоставляется и разработчикам, для знания состояния проекта, мест возникновения затруднений и что ещё можно успеть сделать.

Дипломат - коммуникабельная личность, инициирующая общение между членами команды. Так как документооборот минимизирован, важно постоянное общение и передача опыта внутри команды, лучшее понимание требований к системе. Дипломат регулирует и упрощает общение между заказчиками и разработчиками. Является важным звеном на собраниях. Он препятствует недомолвкам, разгару страстей и ненужным ссорам. Дипломат не может навязывать своего мнения дискуссирующим.

Внешние роли

Консультант - специалист, обладающий конкретными техническими навыками, для помощи разработчикам в трудно разрешимых задачах. Обычно привлекается со стороны.

Правила Экстремального Программирования

Соглашение о кодировании

Вы в команде, которая работает над данным проектом продолжительное время. Люди приходят и уходят. Никто не кодирует в одиночку и код принадлежит всем. Всегда будут моменты, когда необходимо будет понять и скорректировать чужой код. Разработчики будут удалять или изменять дублирующий код, анализировать и улучшать чужие классы и т.п. Со временем нельзя будет сказать кто автор конкретного класса.

Следовательно, все должны подчиняться общим стандартам кодирования - форматирование кода, именование классов, переменных, констант, стиль комментариев. Таким образом, мы будем уверены, что внося изменения в чужой код (что необходимо для агрессивного и экстремального продвижения вперед) мы не превратим его в Вавилонское Столпотворение.

Вышесказанное означает, что все члены команды должны договориться об общих стандартах кодирования. Неважно каких. Правило заключается в том, что все им подчиняются. Те, кто не желает их соблюдать покидает команду.

Коллективное владение кодом

Коллективное владение кодом стимулирует разработчиков подавать идеи для всех частей проекта, а не только для своих модулей. Любой разработчик может изменять любой код для расширения функциональности, исправления ошибок или рефакторинга.

С первого взгляда это выглядит как хаос. Однако принимая во внимание что как минимум любой код создан парой разработчиков, что Unit тесты позволяют проверить корректность внесенных изменений и что в реальной жизни все равно так или иначе приходится разбираться в чужом коде, становится ясно что коллективное владение кодом значительно упрощает внесение изменений и снижает риск связанный с высокой специализацией того или иного члена команды.

CRC Сессия

Используйте Class, Responsibilities, Collaboration (CRC - Класс, Обязанности, Взаимодействие) карточки для дизайна системы командой. Использование карточек позволяет легче приучиться мыслить обьектами а не функциями и процедурами. Также карточки позволяют большему количеству людей участвовать в процессе дизайна (в идеале - всей команде), а чем больше людей делает дизайн, тем больше интересных идей будет привнесено.

Каждая CRC карточка представляет собой экземпляр обьекта. Класс обьекта может быть написан сверху, обязанности слева, взаимодействия справа. Мы говорим "могут быть написаны", поскольку когда CRC сессия в разгаре, участникам обычно нужно небольшое число карточек с именами классов и не обязательно они должны быть полностью заполнены.

CRC сессия происходит так: каждый из участников воспроизводит систему говоря какие сообщения он шлет каким обьектам. Проходит по всему процессу сообщение за сообщением. Слабые места и проблемы сразу выявляются. Альтернативы дизайна также хорошо видны при симуляции процесса.

Для наведения порядка часто используется ограничение числа одновременно взаимодействующих двумя.

Заказчик

Одно из требований XP - заказчик всегда доступен. Он должен не просто помогать команде разработчиков, а быть ее членом. Все фазы XP проекта требуют коммуникации с заказчиком, лучше всего лицом к лицу - на месте. Лучше всего, просто назначить одного или нескольких заказчиков в команду разработчиков. Остерегайтесь, заказчик потребуется на длительное время, и контора заказчика может постараться отдать вам какого-нибудь стажера в качестве эксперта. Вам нужен эксперт.

User Stories пишутся заказчиком с помощью разработчиков. Заказчик помогает удостовериться что большинство желаемых функций системы покрыто User Story.

Во время планирования релиза заказчику необходимо обсудить выбор User Stories которые будут включены в планируемый релиз. Также, возможно, потребуется согласовывать период самого релиза. Заказчик принимает решения относящиеся к целям бизнеса.

Выбирайте самое простое решение

Простой дизайн всегда легче реализовать, чем сложный. Поэтому всегда делайте простейшее решение, которое может работать. Если находите что-нибудь сложное - замените это чем-нибудь простым. Всегда оказывается быстрее и дешевле заменить сложный код простым до того как начнешь разбираться в сложном коде.

Рефакторите чужой код если он кажется вам сложным. Если что-то выглядит сложным - это верный признак проблемы в коде.

Сохраняйте решения насколько возможно простыми как можно дольше. Никогда не добавляйте функциональность на будущее - до того как появляется в ней необходимость. Однако имейте в виду: сохранять дизайн простым - тяжелая работа.

Функциональные тесты

Приемочные тесты (ранее их также называли Функциональные) пишутся на основе User Story. Они рассматривают систему как черный ящик. Заказчик ответственен за проверку корректности функциональных тестов. Эти тесты используются для проверки работоспособности системы перед выпуском ее в производство. Функциональные тесты автоматизируются так, чтобы имелась возможность их часто запускать. Результат сообщается команде и команда отвечает за планирование исправлений функциональных тестов.

Частая интеграция

Разработчики, по-возможности, должны интегрировать и выпускать свой код каждые несколько часов. В любом случае никогда нельзя держать изменения дольше одного дня. Частая интеграция позволяет избежать отчуждения и фрагментирования в разработке, когда разработчики не могут общаться в смысле обмена идеями или повторного использования кода. Каждый должен работать с самой последней версией.

Каждая пара разработчиков должна отдавать свой код как только для этого появляется разумная возможность. Это может быть когда все UnitTest-ы проходят на 100%. Отдавая изменения несколько раз в день, Вы сводите проблемы интеграции практически к нулю. Интеграция - это деятельность вида "заплати сейчас или заплати больше позднее". Поэтому интегрируя изменения ежедневно маленькими порциями вы не окажетесь перед необходимостью тратить неделю чтобы связать систему в одно целое непосредственно перед сдачей проекта. Всегда работайте над последней версией системы.

Для менеджера. Если разработчик не отдает изменений дольше одного дня - это ясный индикатор серьезной проблемы. Вы должны немедленно разобраться в чем дело. Весь опыт XP команд говорит что всегда причиной задержки является плохой дизайн и его всегда потом приходится переделывать.

Планирование Итерации

Iteration Planning Meeting созывается перед началом каждой итерации для планирования задач которые будут сделаны в этой итерации. Для итерации выбираются User Stories, которые выбрал заказчик в плане релиза начиная с самых важных для заказчика и самых плохих (сопряженных с риском) для разработчиков. Также в итерацию включаются неработающие Функциональные тесты.

User Stories и невыполненные Функциональные тесты разбиваются на задачи. Задачи записываются на карточках. Эти карточки и есть детальный план на итерацию. Каждая задача должна быть продолжительностью от 1 до 3 идеальных дней.

Разработчики разбирают задачи и оценивают продолжительность времени, необходимого для их выполнения. Таким образом, каждый разработчик оценивает сколько времени задача займет именно у него. Это важно, чтобы конечную оценку обьема работ делал сам разработчик.

Скорость проекта определяет помещаются ли ваши задачи в итерацию или нет. Общая продолжительность задач запланированных на итерацию не должна превышать скорости, достигнутой в предыдущей итерации. Если вы набрали слишком много, то заказчик должен решить какие User Stories, отложить на следующую итерацию. Если набрали слишком мало, то надо добавить следующую User Story. В некоторых случаях можно попросить заказчика разделить одну из User Story, на две, чтобы включить часть в текущую итерацию.

Откладывание User Story на следующую итерацию может выглядеть страшно, но не позволяйте себе жертвовать рефакторингом и Unit Test-ами чтобы сделать больше. Задолженность по этим категориям быстро замедлит вашу скорость. Не делайте того, что по-вашему понадобится в следующих итерациях - делайте только то что необходимо для выполнения текущих User Stories.

Следите за скоростью проекта и отложенными User Stories. Вполне возможно, что план релиза придется переделывать каждые три-пять итераций. Это нормально. Ведь план релиза - это взгляд в будущее и естественно ожидать что ваши предсказания придется корректировать.

Итерации

Итеративная разработка увеличивает гибкость процесса. Разделите ваш план на итерации продолжительностью от 2 до 3 недель. Сохраняйте постоянную продолжительность итерации на время проекта. Пусть итерации будут пульсом вашего проекта. Это тот ритм который позволит сделать измерение прогресса и планирование простым и надежным.

Не планируйте задач заранее. Вместо этого собирайте Планирование Итерации в начале каждой итерации чтобы запланировать что будет сделано. Также нарушением правил считается забегать вперед и делать то, что не запланировано в этой итерации. Таким образом, становится возможным держать под контролем изменяющиеся требования Заказчика.

Принимайте всьерьез сроки завершения итерации. Измеряйте прогресс в процессе работы. Если видно, что вы не сможете сделать все запланированные задачи к сроку, то снова собирайте Планирование Итерации и оцените задачи заново и отложите часть задач.

Сконцентрируйте усилия на завершении самых важных задач, выбранных Заказчиком, вместо того чтобы иметь несколько незаконченных задач, выбранных разработчиком.

Меняйтесь задачами

Необходимо периодически менять задачи у разработчиков для уменьшения риска концентрации знаний и узких мест в коде. Если только один человек в вашей команде может работать в данной области и этот человек уходит или вам просто надо много всего сделать в данном сегменте программы, вы обнаружите что ваш проект еле-еле продвигается вперед.

Cross Training обычно является важным аспектом в компаниях которые стараются избежать концентрации знаний в одном человеке. Перемещение людей по коду в комбинации с парным программированием незаметно делает Cross Training для вас. Вместо одного человека, который знает все о данном куске кода, каждый в вашей команде знает много о коде в каждом модуле.

Команда становится намного более гибкой если все знают достаточно о каждой части системы чтобы начать работать над ней. Вместо того чтобы ждать пока "гуру" закончит работу над критическим куском кода, несколько программистов могут работать над ним одновременно.

При начале новой итерации каждый разработчик должен перейти на новую задачу. Парное программирование помогает преодолеть проблему адаптации (это значит что новый разработчик может начать работать в паре с опытным в данной области разработчиком).

Такая практика также стимулирует появление новых идей и улучшение кода.

Оставляйте оптимизацию на потом

Никогда не оптимизируйте ничего до окончания кодирования. Никогда не пытайтесь угадать где будут узкие места по производительности. Измеряйте!

Сделайте чтобы это работало, затем чтобы работало правильно, затем чтобы работало быстро.

Парное программирование

Весь код для продукционной системы (а это значит за исключением пробных решений) пишется парами. Два разработчика сидят рядом. Один набирает, другой смотрит. Время от времени они меняются. Не разрешается работать в одиночку. Если по какой-то причине второй из пары пропустил что-то (болел, отходил и т.п.) он обязан просмотреть все изменения сделанные первым.

Звучит необычно, но XP утверждает что после небольшого периода адаптации большинство людей прекрасно работают в парах. Им даже нравится, поскольку работа делается заметно быстрее. Действует принцип "Одна голова хорошо, а две лучше". Пары обычно находят более оптимальные решения. Кроме того существенно увеличивается качество кода, снижается число ошибок и ускоряется обмен знаниями между разработчиками.

Безжалостно Рефакторить!

Мы, программисты, склонны держаться за дизайн долго после того как он становится неуклюжим. Мы продолжаем повторно использовать неудобный в сопровождении код поскольку он все еще как-то работает и мы боимся испортить его. Но действительно ли это выгодно? XP принимает точку зрения что это невыгодно. Когда мы убираем избыточность, улучшаем устаревший дизайн убираем неиспользуемые куски - мы делаем рефакторинг. Рефакторинг в конечном итоге экономит время и улучшает качество продукта.

Безжалостно пересматривайте любой код для того, чтобы сохранять дизайн простым по мере разработки. Сохраняйте код ясным и понятным чтобы его было легко понять, модифицировать и расширять. Удостоверьтесь что все написано один и только один раз. В конечном итоге, это занимает меньше времени чем доводить до ума запутанную систему.

План Релиза

План Релиза разрабатывается на собрании по планированию Релиза. Релиз Планы описывают взгляд на весь проект и используются в дальнейшем для планирования итераций.

Важно, чтобы технические люди делали технические решения и люди бизнеса - бизнес решения. Планирование Релиза определяет набор правил, которые позволяют всем принимать свои решения. Эти правила определяют метод выработки удовлетворяющего всех плана работ.

Сущность собрания по планированию релиза для команды разработчиков в том, чтобы оценить каждую User Story в идеальных неделях. Идеальная неделя - это сколько по-вашему займет время выполнение задачи если ничто больше вас не будет отвлекать. Ни зависимостей, ни дополнительных задач, но включая тесты. Заказчик затем решает какие задачи наиболее важны или имеют более высокий приоритет.

User Stories записываются на карточках. Разработчики и Заказчик вместе тасуют карточки на столе пока не получится набор User Stories которые вместе будут составлять первый (или следующий) Релиз. Всем хочется выпустить как можно раньше полезную систему которую можно протестировать.

Релиз можно планировать по времени или по обьему. Для того чтобы определить сколько User Stories могут быть реализованы к конкретной дате или сколько реального времени займет данный набор задач используют скорость проекта. Если планируете по времени, умножьте количество итераций на скорость проекта для того чтобы узнать сколько User Story может быть реализовано. При планировании по обьему, разделите общее количество идеальных недель необходимых для всех User Stories на скорость проекта и вы получите количество итераций необходимых для окончания релиза.

Если менеджмент не устраивают сроки завершения, может появиться соблазн уменьшить оценки обьема работ. Вы никогда не должны этого делать. Заниженные оценки обязательно создадут множество проблем позже. Вместо этого ведите переговоры с менеджерами, разработчиками и заказчиками пока не выработаете приемлемый для всех план релиза.

Частые Релизы

Разработчики должны выпускать версии системы пользователям (или бета-тестерам) как можно чаще.

Планирование Релиза используется для поиска небольших функциональных фрагментов имеющих значимый бизнес-смысл и которые могут быть выпущены в реальное окружение на ранних стадиях разработки. Это критично для своевременного получения полезных отзывов, чтобы иметь возможность влиять на процесс разработки. Чем больше вы задерживаете выпуск важной части системы тем меньше у вас будет времени исправить ее.

Пробное решение

Создавайте пробные решения для ответа на сложные технические вопросы, для обоснования тех или иных технологических решений. При принятии любого технологического решения существует риск и пробные решения призваны уменьшить его.

Сделайте программу которая воспроизводит исследуемую проблему и игнорирует все остальное. Большинство пробных решений не предназначены для последующего использования так что ожидайте что они будут выброшены. Цель их создания - уменьшить риск принятия неправильного технического решения или более точная оценка времени на реализацию User Story.

Собрание стоя

Каждое утро проводится собрание для обсуждения проблем, их решений и для усиления концентрации команды. Собрание проводится стоя для избежания длительных дискуссий не интересных всем членам команды.

В типичном собрании большинство участников ничего не вносят, просто участвуют чтобы послушать что скажут другие. Большое количество времени людей тратится чтобы получить небольшое количество коммуникации. Поэтому участие всех людей в собраниях уводит ресурсы из проекта и создает хаос в планировании.

Для такого рода коммуникаций и нужно собрание стоя. Намного лучше иметь одно короткое обязательное собрание, чем множество длинных на которых большинство разработчиков должно все равно присутствовать.

Если у вас проводятся ежедневные собрания стоя, то все остальные собрания должны посещать только те люди, которые необходимы и будут что-либо привносить. Более того, имеется возможность даже избежать некоторых собраний. С ограничением участников, большинство собраний может быть проведено спонтанно перед монитором, где обмен идеями намного более интенсивен.

Ежедневное утреннее собрание это не еще одна трата времени. Оно позволит вам избежать многих других собраний и сэкономит больше времени, чем на него затрачено.

Метафора Системы

Всегда выбирайте System Metaphor - простую и понятную концепцию чтобы члены команды называли все вещи одинаковыми именами. Для понимания системы и исключения дублирующего кода чрезвычайно важно как вы называете обьекты. Если вы можете предположить как называется какой-либо обьект в системе (если вы знаете что он делает) и он правда так называется - вы сохраните уйму времени и сил. Создайте систему имен для своих обьектов так, чтобы каждый член команды мог пользоваться ею без специальных знаний о системе.

Unit Test-ы

Unit тесты играют ключевую роль в XP. Они позволяют быстро менять код не боясь наделать новых ошибок. Unit тест пишется для каждого класса, тест должен проверять все аспекты работы класса - тестировать все что может не работать.

Хитростью здесь является то, что тест для класса должен быть написан раньше самого класса. Это значит, что как только вы выпустите первый работающий результат, он будет поддерживаться системой тестирования. Для проведения тестов пишется специальная система тестирования со своим интерфейсом.

Unit тест для класса хранится в общем репозитории вместе с кодом класса. Никакой код не может быть выпущен без Unit теста. Перед отдачей кода разработчик должен удостовериться что все тесты проходят без ошибок. Никто не может отдать код, если все не прошли 100%. Другими словами поскольку до ваших изменений все тесты проходили, то если вы имеете ошибки, то это результат ваших изменений. Вам и исправлять. Иногда бывает неправильным или неполным код теста. В таком случае надо исправлять его.

Огромным искушением является сэкономить на Unit тестах когда мало времени. Но этим Вы только обманываете себя. Чем сложнее написать тест, тем больше времени он потом сэкономит. Это доказано практикой.

Unit тесты позволяют осуществить коллективное владение кодом. Они позволяют относительно легко пересматривать плохой код. Также Unit тесты позволяют в любой момент иметь стабильно работающую систему.

User Story

User Story (что-то типа рассказа пользователя) - это описание того как система должна работать. Каждая User Story написана на карточке и представляет какой-то кусок функциональности системы, имеющий логический смысл с точки зрения Заказчика. Форма - один-два абзаца текста понятного пользователю (не сильно технического).

User Story пишется Заказчиком. Они похожи на сценарии использования системы, но не ограничиваются пользовательским интерфейсом. По каждой истории пишутся функциональные тесты, подтверждающие что данная история корректно реализована - их еще называют приемочными (Acceptance tests).

Каждой User Story дается приоритет со стороны бизнеса (пользователь, заказчик, отдел маркетинга) и оценка времени выполнения со стороны разработчиков. Каждая история разбивается на задачи и ей назначается время когда ее начнут реализовывать.

User Stories используются в XP вместо традиционных требований. Главное отличие User Story от требований (requirements) - уровень детализации. User Story содержит минимум информации, необходимой для обоснованной оценки того, сколько времени надо на ее реализацию.

Типичная User Story занимает 1-3 недели идеального времени. История требующая менее 1 недели слишком детализирована. История требующая более 3 недель может быть разбита на части - отдельные истории.

Скорость проекта

Скорость Проекта (или просто скорость) это мера того, как быстро выполняется работа в вашем проекте.

Чтобы измерить скорость проекта, вы просто должны посчитать обьем User Stories, или как много (по времени) задач было выполнено за итерацию. Просто посчитайте суммарное время оценки обьема работы (идеальное время).

Во время планирования релиза скорость проекта используется для оценки того сколько User Stories может быть сделано.

Во время планирования итерации, скорость проекта в предыдущей итерации используется для определения того сколько User Stories надо планировать в текущую итерацию.

Этот простой механизм позволяет разработчикам восстановиться после трудной итерации. Если у вас после восстановления остается свободное время - идете к заказчику и просите еще User Story. В результате скорость опять возрастет.

Не надо использовать этот параметр как абсолютный. Он не подходит для сравнения продуктивности двух проектов, поскольку каждая команда имеет свои особенности. Этот параметр важен только для команды чтобы держать ее на "ровном киле".

Вы должны ожидать небольшие изменения скорости проекта во время работы. Но если скорость изменяется сильно, необходимо провести перепланирование релиза. Как только новая система уходит к пользователям, ожидайте изменения скорости проекта, так как у вас появятся задачи по поддержке.

Когда обнаружена ошибка

Если обнаруживается ошибка, то создается тест, чтобы предотвратить ее повторное появление. Ошибка, произошедшая в рабочей системе (уже установленной), требует написания функционального теста. Создание функционального теста непосредственно перед диагностикой ошибки позволяет заказчикам четко описать проблему и довести эту проблему до разработчиков.

Невыполнившийся функциональный тест требует создания Unit Test. Это помогает сфокусировать усилия по отладке и четко показывает когда ошибка исправлена.

Вам это не понадобится

Воздержитесь от заполнения системы вещами, которые понадобятся вам в будущем. Только 10% от ожидаемого действительно понадобится вам в первоначальном виде, то есть 90% вашего времени будет потрачено впустую.

Всегда есть искушение добавить функциональность сейчас а не потом, потому что мы видим как сейчас добавить ее и чувствуем что система будет намного лучше. Но мы всегда должны напоминать себе что это нам никогда не понадобится. Дополнительная функциональность только замедляет прогресс и съедает ресурсы. Забудьте про будущие требования и дополнительную гибкость. Сконцентрируйтесь на том, что необходимо сделать сейчас.

Использованы материалы сайта http://xprogramming.ru/.