十年磨一剑:那些关于长期软件开发的思考,架构设计中如何做好技术选型

在这个快节奏的软件开发时代,持续集成(CI)、持续部署(CD)让我们习惯了快速迭代,但很多领域却不适用这种"边做边改"的开发方式,比如核电站、航空系统、心脏起搏器,以及......选举软件。

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这些领域需要的不是短期快速开发,而是"能用十年甚至更久"的软件。那么,如何开发能经得起时间考验的代码?这是一个既复杂又有趣的话题。


依赖:少即是多

先来聊聊依赖(Dependencies)。开发者都知道,任何软件都无法独立存在,无论是基础编程语言,还是各种第三方库和框架,都构成了你的技术栈。但是,依赖是"双刃剑" ,一旦选择错误,代价可能是数年后的"技术债爆发"。

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在这里,我将依赖分为四个层级:

    1. 基础语言和平台
      比如 Java、Python 或 C++,这些是项目的基石,变更语言几乎等于重写整个项目。因此,选择语言时,一定要考虑长远,比如社区的活跃度、支持年限以及性能需求。
    1. 核心框架
      框架(如 React、Spring)与代码紧密耦合,替换它们往往需要"外科手术"式的大规模改造。
    1. 数据库
      数据库的切换相对框架更容易,但仍然会涉及到数据迁移、语法调整等问题。
    1. 辅助库
      这些库通常是实现特定功能的小工具,比如日期处理库、日志库等,替换起来代价较小。

如何挑选依赖?问自己十个问题

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面对多如牛毛的依赖库,挑选时不妨问自己以下问题:

  • • 这个库的源码质量如何?你能看懂吗?
  • • 有哪些知名公司或项目也在用?
  • • 开发者是谁?他们的维护意图是什么?
  • • 这个库有活跃的社区吗?如果作者跑路了,社区能接盘吗?
  • • 是否有安全更新?历史上是否出现过严重漏洞?
  • • 依赖的功能是否对项目关键?能用其他方式实现吗?

例如,如果你选择了一个小众的 JSON 解析库,它的开发者突然弃坑,可能会让你在五年后焦头烂额。

一个简单的经验法则是:少依赖,多审查。 在实际项目中,尽量减少直接使用的大量依赖库,而是优先选择稳定、历史悠久的工具。


测试:写到你怀疑人生

你可能听过一句话:"测试是软件工程的生命线。"但在长期软件开发中,这句话需要再加重语气------多测试,疯狂测试,直到你觉得无趣为止。

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为什么测试重要?原因很简单:依赖和技术环境会变。没有测试,三年后的代码就像一颗定时炸弹,你甚至不知道它何时会爆。

测试应该包括:

    1. 单元测试

    针对小模块,验证它们的输入和输出是否符合预期。

    java 复制代码
    def add(a, b):
        return a + b
        
    def test_add():
        assert add(2, 3) == 5
        assert add(-1, 1) == 0
    1. 集成测试

    验证模块之间的协作是否正常。

    1. 回归测试

    检查代码改动是否引入了新问题。

    1. 长时间运行测试

    模拟真实环境中的长期运行行为,特别是对于服务器类应用非常关键。


复杂度:一切问题的源头

代码复杂度是开发中的头号敌人。过于复杂的代码不仅难以理解,还容易引发隐性 bug,甚至让开发团队在几年后陷入"维护地狱"。

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我们可以用一个简单的图来表示代码复杂度与团队承受能力的关系:

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为了避免走向"崩盘",你需要:

    1. 定期重构

    删掉不必要的代码,合并重复逻辑。

    1. 减少功能需求的范围

    如果可以实现 90% 的需求,别为了剩下的 10% 把代码写得像天书。

    1. 写"无聊"的代码

    不要炫技,写简单易读的代码。正如 Brian Kernighan 所说:

    "调试比编写代码要难两倍。如果你用最聪明的方法写代码,那你几乎没办法调试它。"


日志与监控:数据才是王道

对于长期运行的软件,日志和监控等同于"黑匣子" 。当问题出现时,日志会告诉你它们是如何发生的,监控会告诉你它们对系统的影响。

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  • 日志应包括:
    • • 错误和异常堆栈信息
    • • 关键用户行为
    • • 性能指标
  • 监控应覆盖:
    • • 系统响应时间
    • • 内存和 CPU 占用
    • • 数据库查询延迟

通过这些数据,你可以快速定位问题,避免漫无目的的排查。


团队与文化:让人留下来

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软件开发是团队的合作艺术。一个软件能否坚持十年,不仅看代码,还要看团队是否稳定。如果每年都有人离职,哪怕代码写得再好,新的成员也需要大量时间去熟悉旧代码。

如何留住开发者?

  • 创造学习与成长的环境
  • 公平的薪酬与福利
  • 对技术决策的尊重

总结一下以上

写一段能活十年的软件代码是每个开发者的梦想,但实现这一目标绝非易事。核心在于:

  • 精挑细选依赖,减少不必要的技术债务
  • 测试先行,保持代码可维护性
  • 拒绝复杂,写简单的代码
  • 建立强大的日志与监控体系
  • 创造稳定的团队文化

这些道理看似简单,但真正做到却需要时间和耐心。希望这篇文章能为你未来的开发旅程带来一些启发!

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