如何理解软件系统中的热力学第二定律
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1.破窗理论
设想下有两个团队正在同时进展同样的项目。团队A,在项目开发过程中,尽管制定了详细和周全的计划,拥有能力最强的工程师,项目的最终结果也不尽人意,随着项目时间推移,代码变得很差。
而另外一个团队B,在开发项目时,尽管也遇到了很大的困难和接二连三的问题,但是却能保持良好的代码状态,圆满的完成了项目任务。
是什么原因造成了这个差异呢?
在城市中,我们总能发现事物相反面,例如:有整洁漂亮的建筑,而另一些却是破烂不堪的房子。是什么造成了这么强烈的冲击感呢?
这两个现象的原因是一致的,就是“破窗理论”。
以一幢有少许破窗的建筑为例,如果那些窗不被修理好,可能将会有破坏者破坏更多的窗户。最终破坏者甚至会闯入建筑内,如果发现无人居住,甚至就在里面定居或者纵火。在相当短的一段时间内,建筑就会以惊人的速度被破坏掉,而且业主也不愿意去修理这个破烂的房子了。
对应到软件开发领域时,这个”破窗户“,可能是工程师不经意间留下,可能是考虑不周导致,可能是低劣的设计遗留,也可能是错误的需求导致。
之前我们团队内部重构过代码架构,很多业务都进行了重新设计,但是随着时间的推移,破窗开始出现,后面就迅速就变得难以维护,臃肿。当然还有其他原因,但是最重要的原因就是对有问题代码置之不理。
不要留着“破窗户”,见到一个就就修一个。如果没有足够多的时间去修复,最好就加上注释或者是打个bug标记,表示这部分代码需要进行修复,防止窗户破的越来越多。
2.温水煮青蛙
美国康奈尔大学的科学家做过的一个温水煮蛙实验:将一只青蛙放进沸水中,青蛙一碰沸腾的热水会立即奋力一跃从锅中跳出逃生;
又尝试把这只青蛙放进装有冷水的锅里,青蛙如常在水中畅游,然后慢慢将锅里的水加温,直到水烫得无法忍受时,青蛙再想跃出水面逃离危险的环境却已四肢无力,最终死在热水中。
实验说明的是由于对渐变的适应性和习惯性,失去了警惕和反抗力的道理。
在程序系统中也是适用的,程序员们工作时间久了,就会进入一种安逸的状态,称之为“舒适区”。在舒适区中,程序员往往是一种麻痹的状态,对外界的变化感知麻木。
软件代码在时间的长河中,慢慢地、悄无声息的发生着变化,这个变化最终将会失去控制。
大多数的软件系统都会从微不足道的小bug开始,慢性死亡。
软件项目被各种各样的小bug折腾,只能一天天的延期。
软件项目中的每一个需求,就像是衣服上破的洞,被打上一个个的补丁,最后已经无法看清软件架构本身的模样,就像已经无法看清衣服本身的颜色。
最可怕的是,每一个程序员都承认这是正常、可以接受的状态,每天乐此不疲的进行bugfix,他们就像温水里的青蛙,享受着这种状态。丝毫没有感受到整个软件系统正在变成垃圾,变的满目全非。最后迎接他们的是臃肿的、难以维护的代码。
水煮蛙和破窗效应是不同的,他们的不同点在于是否有主观意愿。
破窗问题上,软件系统变得杂乱无章,是程序员们在看到“破窗”时,并没有及时阻止这种事情发生,从而认为没有人会注意到这个问题。
而煮蛙问题上,重点是“慢”,如果放在热水中或者是快速升温,青蛙是会奋力的一跳,逃出生天的。所以程序员真的只是没有察觉,软件系统就在慢慢的走向死亡。
3.自我为中心
下图是一副非常有名的画作,名为『从主教花园望见的索尔兹伯里大教堂』,作者康斯太勃尔,英国的著名油画家。
有一天,康斯太勃尔去他的金主大教堂的主教Fisher先生家里玩。
Fisher主教跟画家先生说:“亲爱的画家,你帮我画一幅画吧。把我和我美丽的妻子以及我这大教堂一起画到画里。我要把画留在教堂,成为镇堂之宝。”于是康斯太勃尔先生很高兴的接下这个项目。
画家开始了辛苦的工作,经过一段时间终于把这幅画完成了。
画家画这幅画时可能心情不好,所以在教堂塔尖上方的天空有一片乌云。Fisher主教看到这幅画后,很不满意。虽然画家把主教大人、主教夫人和教堂都画进去了,但是两口子只在左下角露了个背影,这也就忍了。“下面那几头牛是怎么回事,为什么比我们占的镜头还多?”主教问。画家说:“你没看懂?我是在恭维您呢,是说您和您夫人好牛!”。Fisher先生没什么话说了,然后又找到了新的吐槽点:“为什么天空的云都是乌云?”。
他邀请画家再去他家做客,重新观察,以便于修改画作。画家很不高兴了,就单独把画展出了。展出之后得到很多好评,于是回信给Fisher主教:“你看,大家都说很好看,不用改了。”,Fisher主教收到信后也怒了,回信就说了一句话:“给我改!!!”。
这就是关于需求的故事,我们再看上图,看看教主和教主夫人被画到了哪里?您能找到吗?
大鱼教主想要一幅画,画里有他们夫妻二人和教堂,需求表达完后,并没有再对需求进行更具体的说明。
更深入的思考,为何总是会存在描述不清的情况呢?
读者们肯定也遇到过类似问题,究其更深层次原因,就是“自我中心”。
人的成长过程就是一个“去中心化的”的过程。大约6岁之后,儿童的自我去中心化的能力得到了发展。开始能够认识到别人的感受、观点,但是每个人在社会化过程中,会呈现出不同的去自我中心化的状态。
可以说是每一个成年人都有自我中心,我们的感受,想法,认识不可能做到完全的客观。所以我们需要利用结构化思维,(可以参考我的另一篇文章《程序员必备能力——结构化思维》)和系统化思考(可以参考我的一篇文章《程序员必备能力——深度思考》)。
在软件开发过程中,同样适用这个结论,我认为至少表现如下几点:
程序员在设计、开发时,如果没有做到完全的按照产品经理的需求进行,难免对代码的设计进行反复修改,导致熵增
程序员正在开发时,随意变更、打乱架构框架,导致代码耦合增大,难以维护
4.业务
代码熵增的常见的客观原因是主要是业务压力大,导致没有时间或意愿讲究代码质量。因为向业务压力妥协而生产烂代码之后,开发效率会随之下降,导致业务压力更大,形成一种典型的恶性循环。
到此,相信大家对“如何理解软件系统中的热力学第二定律”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是创新互联网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!
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