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在创建构建脚本时,即使是伟大的程序员也常常会遇到困难。就好像最近才学会如何编写程序性 代码似的 —— 他们还会编写庞大的单块构建文件、通过复制-粘贴编写代码、对属性进行硬编码等等。我总是很想知道为什么会这样。也许是因为构建脚本没有被编译成客户最终会使用的东西?然而我们都知道,要创建客户最终使用的代码,构建脚本是中心,如果那些脚本败絮其中,那么要想有效地创建 软件,就需要克服重重挑战。
幸运的是,您可以轻松地在构建(不管是 Ant、Maven 还是定制的)之上部署一些实践,它们虽然可以帮助您创建一致的、可重复的、可维护的构建,但其过程会很长。如何创建更好的构建脚本的一种有效的方法是搞清楚哪些事情不要 去做,理解其中的道理,然后看看做事的正确 方法。在本文中,我将详细论述您应该避免的 9 种最常见的构建中的气味,为什么应该避免它们,以及如何修复它们:
惟 IDE 的构建
复制-粘贴式的编写脚本方法
冗长的目标
庞大的构建文件
没有清理干净
硬编码的值
失败还能构建成功
魔力机
格式的缺失
这里无意给出完整的列表,不过这份列表的确代表了近年来我读过的和写过的构建脚本中,我遇到的较为常见的一些气味。有些工具,例如 Maven,是为处理与构建有关的很多管道而设计的,它们可以帮助减轻部分气味。但是无论使用什么工具,还是有很多问题会发生。
避免惟 IDE 的构建
惟 IDE(IDE-only)的构建是指只能通过开发人员的 IDE 执行的构建,不幸的是,这似乎在构建中很常见。惟 IDE 的构建的问题是,它助长了 “在我的计算机上能运行”问题,即软件在开发人员的环境中可以运行,但是在任何其他人的环境中就不能运行。而且,由于惟 IDE 构建自动化程度不是很高,因而为集成到持续集成(Continuous Integration)环境带来极大的挑战。实际上,没有人为的干预,惟 IDE 常常无法自动化。
我们要清楚:使用 IDE 来执行构建并没有错,但是 IDE 不应该成为能构建软件的惟一环境。特别是,一个完全用脚本编写的构建,可以使开发团队能够使用多种 IDE,因为只存在从 IDE 到构建的依赖性,而不存在相反方向的依赖性,如图 1 所示:
图 1. IDE 与构建的依赖关系
惟 IDE 的构建有碍自动化,清除的惟一方法就是创建可编写脚本的构建。有足够的文档和太多的书籍可以为您提供指导(见 参考资料),而像 Maven 之类的项目也为从头开始定义构建提供了极大的方便。不管采用何种方法,都是选择一种构建平台,然后尽快地让项目成为可编写脚本的。
复制-粘贴就像廉价的香水
复制代码是软件项目当中一个常见的问题。实际上,甚至很多流行的开放源码项目都存在 20% 到 30% 的复制代码。代码复制令软件程序更难于维护,同理,构建脚本中的复制代码也存在这样的问题。例如,想象一下,假设您需要通过 Ant 的 fileset 类型引用特定的文件,如清单 1 所示:
清单 1. 复制-粘贴 Ant 脚本
<fileset dir="./brewery/src" > <include name="**/*.java"/> <exclude name="**/*.groovy"/> </fileset> |
如果需要在其他地方引用这组文件,例如为了编译、检查或生成文档,那么最终您可能会在多个地方使用相同的 fileset。如果在将来某个时候,您需要对那个 fileset 做出修改(比如说排除 .groovy 文件),那么最终可能需要在多个地方做更改。显然,这不是可维护的解决方案。然而,要除掉这股气味其实很简单。
如清单 2 所示,通过 Ant 的 patternset 类型可以引用一个逻辑名称,以表示所需要的文件。那么,当需要向 fileset 添加(或排除)文件时,只需更改一次。
清单 2. 复制-粘贴 Ant 脚本
<patternset id="sources.pattern"> <include name="**/*.java"/> <exclude name="**/*.groovy"/> </patternset> ... <fileset dir="./brewery/src"> <patternset refid="sources.pattern"/> </fileset> |
对于精通面向对象编程的人来说,这种修复方法看上去很熟悉:既定的惯例不是在不同的类中一次又一次地定义相同的逻辑,而是将那个逻辑放在一个方法中,在不同地方都可以调用这个方法。于是,这个方法成为惟一的维护点,从而可以限制错误级联并可以鼓励重用。
不要掺入冗长目标的气味
Martin Fowler 在他撰写的 Refactoring 这本书中,对代码中存在冗长方法的气味这个问题做了精妙的描述 —— 过程越长,越难理解。实际上,冗长方法最终会担负太多的责任。当谈到构建时, 冗长目标这种构建气味是指更难于理解和维护的脚本。清单 3 就展示了一个相当冗长的目标:
清单 3. 冗长目标
<target name="run-tests"> <mkdir dir="${classes.dir}"/> <javac destdir="${classes.dir}" debug="true"> <src path="${src.dir}" /> <classpath refid="project.class.path"/> </javac> <javac destdir="${classes.dir}" debug="true"> <src path="${test.unit.dir}"/> <classpath refid="test.class.path"/> </javac> <mkdir dir="${logs.junit.dir}" /> <junit fork="yes" haltonfailure="true" dir="${basedir}" printsummary="yes"> <classpath refid="test.class.path" /> <classpath refid="project.class.path"/> <formatter type="plain" usefile="true" /> <formatter type="xml" usefile="true" /> <batchtest fork="yes" todir="${logs.junit.dir}"> <fileset dir="${test.unit.dir}"> <patternset refid="test.sources.pattern"/> </fileset> </batchtest> </junit> <mkdir dir="${reports.junit.dir}" /> <junitreport todir="${reports.junit.dir}"> <fileset dir="${logs.junit.dir}"> <include name="TEST-*.xml" /> <include name="TEST-*.txt" /> </fileset> <report format="frames" todir="${reports.junit.dir}" /> </junitreport> </target> |
这个冗长的目标(相信我,我还见过冗长得多的目标)要执行四个不同的过程:编译源代码、编译测试、运行 JUnit 测试和创建一个 JUnitReport。要担负的责任已经够多了,更不用说将所有 XML 放在一个地方所增加的相关的复杂性。实际上,这个目标可以拆分成四个不同的、逻辑上的目标,如清单 4 所示:
清单 4. 提取目标
<target name="compile-src"> <mkdir dir="${classes.dir}"/> <javac destdir="${classes.dir}" debug="true"> <src path="${src.dir}" /> <classpath refid="project.class.path"/> </javac> </target> <target name="compile-tests"> <mkdir dir="${classes.dir}"/> <javac destdir="${classes.dir}" debug="true"> <src path="${test.unit.dir}"/> <classpath refid="test.class.path"/> </javac> </target> <target name="run-tests" depends="compile-src,compile-tests"> <mkdir dir="${logs.junit.dir}" /> <junit fork="yes" haltonfailure="true" dir="${basedir}" printsummary="yes"> <classpath refid="test.class.path" /> <classpath refid="project.class.path"/> <formatter type="plain" usefile="true" /> <formatter type="xml" usefile="true" /> <batchtest fork="yes" todir="${logs.junit.dir}"> <fileset dir="${test.unit.dir}"> <patternset refid="test.sources.pattern"/> </fileset> </batchtest> </junit> </target> <target name="run-test-report" depends="compile-src,compile-tests,run-tests"> <mkdir dir="${reports.junit.dir}" /> <junitreport todir="${reports.junit.dir}"> <fileset dir="${logs.junit.dir}"> <include name="TEST-*.xml" /> <include name="TEST-*.txt" /> </fileset> <report format="frames" todir="${reports.junit.dir}" /> </junitreport> </target> |
可以看到,由于每个目标只担负一种责任,清单 4 中的代码理解起来要容易得多。根据用途分离目标,不但可以减少复杂性,还为在不同上下文中使用目标创造了条件,必要时还可以重用。
庞大的构建文件也有一种很重的气味
Fowler 还将 庞大的类也看作一种代码气味。就构建脚本而言,有这种类似气味的就是庞大的构建文件,它相当难以读懂。很难知道哪个目标是做什么的,目标的依赖关系是什么。这同样会给维护带来问题。而且,庞大的构建文件通常有相当多的剪切-粘贴的痕迹。
为了缩小构建文件,可以从脚本中找出逻辑上相关的部分,将它们提取到更小的构建文件中,由主构建文件来执行这些较小的构建文件(例如,在 Ant 中,可以使用 ant 任务调用其他构建文件)。
通常,我喜欢根据核心功能拆分构建脚本,确保它们可以作为独立脚本来执行(想想构建组件化)。例如,在我的 Ant 构建中,我喜欢定义四种类型的开发者测试:单元、组件、系统和功能。而且,我还喜欢运行四种类型的自动检查工具:编码标准、依赖性分析、代码覆盖范围和代码复杂度。我不是将这些测试和检查工具的执行放在一个庞大的构建脚本中(还加上编译、数据库集成和部署),而是将测试和检查工具的执行目标提取到两个不同的构建文件中,如图 2 所示:
图 2. 提取构建文件
更小、更简洁的构建文件维护和理解起来要容易得多。实际上,这种模式对于代码而言同样适用。我们似乎在这里看到了模式的概念,不是吗?
没有清理
没有严格减少所有底层假设的构建无疑是一颗定时炸弹。例如,如果构建没有避免一些简单的假设,例如会去掉用陈旧的数据生成的二进制文件,那么前一次构建遗留下来的文件就会引起错误。或者,正是由于前一次构建留下的文件,构建竟然得以"成功",这种情况更糟糕。
幸运的是,这个问题的解决办法很直观:只需删除任何之前的构建留下的所有目录和文件,就可以很容易地消除假设。这个简单的动作就可以减少假设,保证构建的成功或失败都是正确的。清单 5 演示了通过使用 delete Ant 任务删除之前的构建所使用的所有文件或目录,从而清理构建环境的一个例子:
清单 5. 事先清理
<target name="clean"> <delete dir="${logs.dir}" quiet="true" failοnerrοr="false"/> <delete dir="${build.dir}" quiet="true" failοnerrοr="false"/> <delete dir="${reports.dir}" quiet="true" failοnerrοr="false"/> <delete file="cobertura.ser" quiet="true" failοnerrοr="false"/> </target> |
众所周知,旧的构建遗留下来的文件会导致很多不必要的麻烦。为了自己的方便,在运行一个构建之前,务必先删除构建所创建的任何工件。
硬编码的臭味
复制-粘贴式的编程有碍重用,将值进行硬编码又何尝不是呢。当构建脚本包含硬编码的值时,如果某个方面需要修改,那么就需要在多个地方修改那个值。更糟糕的是,很可能会忽略了某个地方而没有改那个值,从而引起与不匹配的值相关的错误,这种错误是很隐蔽的。而且,如果相信我的建议,选择使用多个构建脚本,那么硬编码的值将可能会成为构建维护中最终的挑战。在这一点上也请相信我!
例如,在清单 6 中,run-simian 任务有很多硬编码的路径和值,即 _reports 目录:
清单 6. 硬编码的值
<target name="run-simian"> <taskdef resource="simiantask.properties" classpath="simian.classpath" classpathref="simian.classpath" /> <delete dir="./_reports" quiet="true" /> <mkdir dir="./_reports" /> <simian threshold="2" language="java" ignoreCurlyBraces="true" ignoreIdentifierCase="true" ignoreStrings="true" ignoreStringCase="true" ignoreNumbers="true" ignoreCharacters="true"> <fileset dir="${src.dir}"/> <formatter type="xml" toFile="./_reports/simian-log.xml" /> </simian> <xslt taskname="simian" in="./_reports/simian-log.xml" out="./_reports/Simian-Report.html" style="./_config/simian.xsl" /> </target> |
如果硬编码 _reports 目录,那么当我决定将 Simian 报告放到另一个目录时,就会很麻烦。而且,如果其他工具在脚本的其他地方使用这个目录,那么很可能会有人输错目录名称,导致报告显示在不同的目录中。这时可以定义一个属性值,由这个属性值指向这个目录。然后,在整个脚本中都可以引用这个属性,这意味着当需要更改的时候,只需光顾一个地方,即属性的定义。清单 7 展示了重构之后的 run-simian 任务:
清单 7. 使用属性
<target name="run-simian"> <taskdef resource="simiantask.properties" classpath="simian.classpath" classpathref="simian.classpath" /> <delete dir="${reports.simian.dir}" quiet="true" /> <mkdir dir="${reports.simian.dir}" /> <simian threshold="${simian.threshold}" language="${language.type}" ignoreCurlyBraces="true" ignoreIdentifierCase="true" ignoreStrings="true" ignoreStringCase="true" ignoreNumbers="true" ignoreCharacters="true"> <fileset dir="${src.dir}"/> <formatter type="xml" toFile="${reports.simian.dir}/${simian.log.file}" /> </simian> <xslt taskname="simian" in="${reports.simian.dir}/${simian.log.file}" out="${reports.simian.dir}/${simian.report.file}" style="${config.dir}/${simian.xsl.file}" /> </target> |
硬编码的值不仅没有提高灵活性,反而拟制了灵活性。就像在源代码中很容易硬编码数据库连接 String 一样,在构建脚本中也应该避免将路径之类的东西硬编码。
测试失败时,构建却能成功
构建远远不止于单纯的源代码编译,它还可能包括自动化开发者测试的执行,如果想让软件一直正常运行,那么决不能允许构建中有任何失败的测试。别忘了,如果测试都得不到信任,那么还要测试干什么呢?
清单 8 是这种构建气味的一个例子。注意 junit Ant 任务的 haltonfailure 属性被设置为 false(它的缺省值)。这意味着即使任何 JUnit 测试是失败的,构建也不会失败。
清单 8. 气味:测试失败,构建却成功
<junit fork="yes" haltonfailure="false" dir="${basedir}" printsummary="yes"> <classpath refid="test.class.path" /> <classpath refid="project.class.path"/> <formatter type="plain" usefile="true" /> <formatter type="xml" usefile="true" /> <batchtest fork="yes" todir="${logs.junit.dir}"> <fileset dir="${test.unit.dir}"> <patternset refid="test.sources.pattern"/> </fileset> </batchtest> </junit> |
有两种方法防止构建中的这种气味。第一种方法是将 haltonfailure 属性设置为 true。这样就可以防止测试失败构建却成功的情况发生。
对于这种方法,我惟一不喜欢的地方是,我想看看有多大百分比的测试遭到了失败,以便弄清楚失败的模式。因此第二种方法就是,每当有测试失败,就设置一个属性。然后,我对 Ant 进行配置,使得当执行了所有的测试之后,构建最终失败。这两种方法都行之有效。清单 9 演示了使用 tests.failed 属性的第二种方法:
清单 9. 测试令构建失败
<junit dir="${basedir}" haltonfailure="false" printsummary="yes" errorProperty="tests.failed" failureproperty="tests.failed"> <classpath> <pathelement location="${classes.dir}" /> </classpath> <batchtest fork="yes" todir="${logs.junit.dir}" unless="testcase"> <fileset dir="${src.dir}"> <include name="**/*Test*.java" /> </fileset> </batchtest> <formatter type="plain" usefile="true" /> <formatter type="xml" usefile="true" /> </junit> <fail if="tests.failed" message="Test(s) failed." /> |
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