【构建之法】第2章-个人技术和流程

Myth丶恋晨 2024-04-18 22:55 70阅读 0赞

***本章重点：***

*  单元测试
 *  回归测试
 *  效能分析
 *  个人软件开发流程（PSP）

# 1 单元测试 #

如何能让自己负责的模块功能定义尽量明确，模块内部的改变不会影响其他模块，而且模块的质量能得到稳定的、量化的保证？**单元测试**就是一个很有效的解决方案。

## 1.1 创建单元测试 ##

**创建单元测试的主要步骤是**：

*  设置数据；
 *  使用被测试类型的功能；
 *  比较实际结果和预期的结果。

## 1.2 好的单元测试的标准 ##

*  **单元测试应该在最基本的功能/参数上验证程序的正确性**：要测试API中的每一个方法及每一个参数；
 *  **单元测试必须由最熟悉代码的人（程序的作者）来写**；
 *  **单元测试过后，机器状态保持不变**：这样就可以不断地运行单元测试，且保证单元测试不受以前单元测试实例的干扰。若单元测试创建了临时地文件或目录，则应该在Teardown阶段删掉；
 *  **单元测试要快（一个测试的运行时间是几秒钟，而不是几分钟）**：可分层次进行测试；
 *  **单元测试应该产生可重复、一致的结果**：如果单元测试的结果是错的，那一定是程序出了问题，而且这个错误一定是可以重复的；
 *  **独立性-单元测试的运行/通过/失败不依赖于别的测试，可以认为构造数据，以保持单元测试的独立性**；
 *  **单元测试应该覆盖所有代码路径**：但要注意，100%的代码覆盖率并不等同于100%的正确性；
 *  **单元测试应该集成到自动测试的框架中**：这样每个人都能随时、随地运行单元测试。\*\*\*团队一般是在每日构建之后运行单元测试的，这样单元测试的错误就能及时被发现并得到修改；
 *  **单元测试必须和产品代码一起保存和维护**：保证源代码和测试代码一致。

# 2 回归测试 #

在单元测试的基础上，我们就能够建立关于这一模块的回归测试（Regression Test）。在软件项目中，如果一个模块或功能以前是正常工作的，但是在一个新的构建中出了问题，那么这个模块就出现了一个**退步（Regression）**，从正常工作的状态退化到不正常工作的状态。在一个模块的功能逐步完成的同时，与此功能有关的测试用例也同样在完善中。一旦有关的测试用例通过，我们就得到了此模块的**功能基准线（Baseline）**，一个模块的所有单元测试就是这个模块最初的Baseline。

**针对一个Bug Fix，我们也要做Regression Test，目的是**：

*  验证新的代码的确改正了缺陷；
 *  同时要验证新的代码有没有破坏模块的现有功能，有没有Regression。

# 3 效能分析工具 #

可用三方工具实现代码的效能分析，有两种分析方法：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">/</th> 
   <th align="left">抽样（Sampling）</th> 
   <th align="left">代码注入（Instrumentation）</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>定义</strong></td> 
   <td align="left">当程序运行时，Visual Studio（或其他编译工具）时不时看一看这个陈旭运行在哪一个函数内，记录下来。程序结束后，Visual Studio就会得出一个关于程序运行时间分布的大致印象</td> 
   <td align="left">将检测的代码加入到每一个函数中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>优点</strong></td> 
   <td align="left">不需要改动程序，运行较快，可以很快找到瓶颈</td> 
   <td align="left">程序的一举一动都被记录在案，程序的各个效能数据都可以被精确地测量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><strong>缺点</strong></td> 
   <td align="left">不能得出精确的数据，也不能准确表示代码中的调用关系树（Call Tree）</td> 
   <td align="left">程序地运行时间会大大加长，还会产生很大地数据文件，也相应增加了数据分析地时间。同时，注入地代码也影响了程序真实地运行情况</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 4 个人开发流程（PSP） #

卡内基梅隆大学（CMU）的能力成熟度模型（CMM和CMMI），是用来衡量一个团队能力的一套模型。CMU的专家们针对软件工程师也有一套模型，叫**Personal Software Process（PSP）**。

## 4.1 PSP流程介绍 ##

根据最新版本（彼时最新，PSP 2.1）来看一个软件工程师在接到一个任务之后应该怎么做：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">PSP 2.1</th> 
   <th align="left">软件工程师的任务清单</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">Planning<br> -Estimate</td> 
   <td align="left">计划<br> -明确需求和其他相关因素，指明时间成本和依赖关系</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Development<br> -Analysis<br> -Design Spec<br> -Design Review<br> -Coding Standard<br> -Design<br> -Coding<br> -Code Review<br> -Test</td> 
   <td align="left">开发<br> -分析需求<br> -生成设计文档<br> -设计复审（和同事审核设计文档）<br> -代码规范（为目前的开发制定合适的规范）<br> -具体设计<br> -具体编码<br> -代码复审<br> -测试（包括自测，修改代码，提交修改）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Record Time Spent</td> 
   <td align="left">记录用时</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Test Report</td> 
   <td align="left">测试报告</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Size Measurement</td> 
   <td align="left">计算工作量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Postmortem</td> 
   <td align="left">事后总结</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">Process Improvement Plan</td> 
   <td align="left">提出过程改进计划</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 4.2 PSP数据比较 ##

**大学四年级学生 vs 工作三年的软件工程师**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NmYW45Mjc_size_16_color_FFFFFF_t_70]

可以看到，工程师在**需求分析**和**测试**这两方面明显地要花更多的时间（多60%以上）；但是在**具体编码**上，工程师比学生要少花1/3的时间。

## 4.3 PSP的特点 ##

*  不局限于某一种软件技术（如编程语言），而是着眼于软件开发的流程，这样，开发不同应用的软件工程师可以互相比较；
 *  不依赖于考试，而主要靠工程师自己收集数据，然后分析、提高；
 *  在小型、初创的团队中，很难找到高质量的项目需求，这意味着给程序员的输入质量不高。在这种情况下，程序员的输出（程序/软件）往往质量也不高，然而这并不能全部由程序员负责；
 *  PSP依赖于数据：
    
     *  需要工程师输入数据，记录工程师的各项活动，这本身就需要不小的时间代价；
     *  如果数据不准确或有遗失，怎么办？让工程师编造一些？
     *  如果一些数据不利于工程师本人（例如：花很多时间修改缺陷），我们怎么能保证工程师愿意如实地记录这些数据呢？
 *  PSP的目的是记录工程师如何实现需求的效率，而不是记录顾客对产品的满意度。工程师有可能很高效地开发出一个顾客不喜欢的软件（例如用户界面很差，功能未能解决用户实际问题，等等），那么这位工程师还是一个优秀的工程师么？

# 3 参考 #

\[1\]邹欣. 构建之法:现代软件工程（第三版）\[M\]. 人民邮电出版社.

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