敏捷開發(fā)在嵌入式編程中的應(yīng)用與實(shí)踐

呂金華 韋卉

【摘要】本文介紹了敏捷開發(fā)方法在嵌入式軟件項(xiàng)目中的應(yīng)用與實(shí)踐。敏捷開發(fā)方法是當(dāng)前業(yè)內(nèi)流行的軟件開發(fā)方法，本文主要通過模擬對(duì)講機(jī)項(xiàng)目（嵌入式軟件項(xiàng)目）中的串口調(diào)試信息模塊的實(shí)施來探討敏捷開發(fā)的工程實(shí)踐。

【關(guān)鍵詞】敏捷開發(fā);測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā);重構(gòu);迭代

1.敏捷開發(fā)簡介

敏捷開發(fā)是一種以用戶的需求進(jìn)化為核心，迭代、循序漸進(jìn)的開發(fā)方法。在敏捷開發(fā)中，軟件項(xiàng)目的構(gòu)建被切分成多個(gè)子項(xiàng)目，各個(gè)子項(xiàng)目的成果都經(jīng)過測(cè)試，具備集成和可運(yùn)行的特征。敏捷開發(fā)是針對(duì)傳統(tǒng)的瀑布開發(fā)模式的弊端而產(chǎn)生的一種新的開發(fā)模式，目標(biāo)是提高開發(fā)效率和響應(yīng)能力。

敏捷開發(fā)中常見的思想有：計(jì)劃游戲;結(jié)對(duì)編程;簡單設(shè)計(jì);測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā);持續(xù)集成;代碼重構(gòu)等。

本文將以模擬對(duì)講機(jī)項(xiàng)目（嵌入式軟件項(xiàng)目）中串口調(diào)試信息模塊的實(shí)施作為例子，實(shí)踐敏捷開發(fā)的過程。

2.敏捷過程實(shí)踐

2.1 需求

模擬對(duì)講機(jī)項(xiàng)目中的串口調(diào)試信息模塊，為模擬對(duì)講機(jī)系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)輸出功能，根據(jù)需要輸出系統(tǒng)的運(yùn)行信息，方便開發(fā)、測(cè)試人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤分析。此模塊的實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目的成功開展較為緊急和重要，且功能相對(duì)獨(dú)立，適用于選用敏捷開發(fā)方法。

開展敏捷開發(fā)實(shí)踐項(xiàng)目的第一期活動(dòng)：搜集用戶素材。邀請(qǐng)部門的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、測(cè)試人員作為客戶，與開發(fā)人員共同確定用戶素材。

需求收集過程：與客戶討論，共同確認(rèn)素材;分解已有素材，過大的素材需要進(jìn)行分解，過小的素材需要進(jìn)行合并;以一周為一個(gè)迭代周期，確定四個(gè)迭代周期所執(zhí)行的素材。

根據(jù)用戶素材，制定任務(wù)與時(shí)間的跟蹤表，跟蹤項(xiàng)目進(jìn)度，如表1所示。

2.2 實(shí)踐過程

2.2.1 艱難的第一步——測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)

在以往的項(xiàng)目開發(fā)中，開發(fā)工程師一般是先寫代碼，然后用測(cè)試用例覆蓋代碼，寫測(cè)試代碼的工程師與開發(fā)代碼的工程師是不同的人員，因此在測(cè)試用例的覆蓋上會(huì)有遺漏的可能。

敏捷開發(fā)方法中，推薦測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)的開發(fā)方法，在設(shè)計(jì)程序前先設(shè)計(jì)測(cè)試方案，除非缺少某行代碼將導(dǎo)致測(cè)試失敗，否則決不在程序中增加一行代碼。使用測(cè)試驅(qū)動(dòng)開發(fā)方法有幾個(gè)好處：

（1）程序中每一項(xiàng)功能都有測(cè)試來驗(yàn)證它的操作的正確性;

（2先編寫測(cè)試用例可以迫使開發(fā)工程師使用不同的觀察點(diǎn);

（3）迫使開發(fā)工程師把程序設(shè)計(jì)為可測(cè)的，解除軟件中的耦合;

（4）測(cè)試可以作為一種無價(jià)的文檔形式，這樣的文檔是可編譯和執(zhí)行的，因此它是準(zhǔn)確和可靠的。

兩位工程師首次一起坐到電腦面前，開始結(jié)對(duì)編程的“旅程”。開始讓工程師們非常迷茫，一般開發(fā)工程師都慣于在了解大概需求后便開始寫代碼，寫代碼的過程再考慮周詳。而敏捷開發(fā)方法卻需要先寫測(cè)試用例。

在探索下，開發(fā)工程師努力抑制了“先寫代碼實(shí)現(xiàn)試試看”的想法，完成了第一個(gè)接口的測(cè)試用例。開發(fā)工程師發(fā)現(xiàn)編寫測(cè)試用例的時(shí)間遠(yuǎn)比代碼編寫的時(shí)間長。開發(fā)工程師困惑了，要犧牲時(shí)間來換取質(zhì)量是否值得？答案是肯定的。隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，編寫測(cè)試用例越來越熟練，測(cè)試用例的編寫不再被認(rèn)為浪費(fèi)時(shí)間，相反它一直在提高程序編寫的速度，原因是開發(fā)工程師把每次添加新代碼后的測(cè)試時(shí)間省下來了。由于每個(gè)測(cè)試用例都是可編譯可運(yùn)行的，在每次添加新代碼后，要測(cè)試新代碼是否對(duì)原接口造成沖擊，開發(fā)工程師只需要運(yùn)行測(cè)試用例，就可以查看是否出錯(cuò)，加快了調(diào)試的速度，而且代碼越龐大，測(cè)試用例的優(yōu)越性越能體現(xiàn)。

這第一步走得很艱難，但是也是最有價(jià)值的，這個(gè)步驟讓開發(fā)工程師留下了一份準(zhǔn)確可靠的文檔——測(cè)試用例，測(cè)試用例是一份與代碼保持同步更新的文檔。

2.2.2 走出“能用”的誤區(qū)——重構(gòu)

在每天完成代碼后，開發(fā)工程師會(huì)先運(yùn)行測(cè)試用例，測(cè)試通過后，開始進(jìn)入代碼重構(gòu)的環(huán)節(jié)。重構(gòu)過程包括去除重復(fù)，簡化復(fù)雜邏輯和澄清模糊的代碼。重構(gòu)時(shí)，需要對(duì)代碼進(jìn)行無情的針砭，以改進(jìn)其設(shè)計(jì)。

這種做法，與以往的做法又造成了一定的對(duì)比和沖擊，以往寫完代碼，只要驗(yàn)證能用，迫于進(jìn)度要求，就交付使用了。后續(xù)添加到代碼越多，修改代碼時(shí)發(fā)現(xiàn)原來的代碼有很多冗余，甚至出現(xiàn)邏輯太復(fù)雜，看不懂的情況。重構(gòu)讓代碼朝健康簡潔的方向發(fā)展，重構(gòu)投入的時(shí)間和一次性修正過于冗余復(fù)雜的代碼需要的時(shí)間相比是非常少的。

2.2.3 短周期持續(xù)集成——迭代

迭代是一次又一次循環(huán)逼近的過程。每次迭代結(jié)束時(shí)會(huì)給客戶演示當(dāng)前可以運(yùn)行的程序，要求客戶對(duì)程序的功能和性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，客戶會(huì)以新的用戶素材的方式進(jìn)行反饋。通過一次次迭代，項(xiàng)目進(jìn)入可以預(yù)測(cè)和舒適的開發(fā)節(jié)奏。開發(fā)人員看到的是可估算和可度量的開發(fā)計(jì)劃。

本模塊共進(jìn)行四次迭代，成功完成預(yù)計(jì)內(nèi)的功能，目前已成功投入使用。在每次迭代完成時(shí)，開發(fā)工程師會(huì)給客戶演示程序，以確定程序是符合客戶預(yù)期的，如與客戶的意圖出現(xiàn)偏差，則可以及時(shí)調(diào)整，確保滿足客戶的需求。

3.結(jié)語

在本次實(shí)踐的過程中，工程師犯了不少錯(cuò)誤（涵蓋需求、設(shè)計(jì)、編碼各方面），但重要的是，采用敏捷方法進(jìn)行迭代非常方便地快速識(shí)別并修正了錯(cuò)誤。開發(fā)工程師第一次進(jìn)行結(jié)對(duì)編程，所有代碼都是由結(jié)對(duì)的開發(fā)工程師共同完成的。結(jié)對(duì)編程使編寫程序不再是一項(xiàng)枯燥的個(gè)人奮斗，而是多人協(xié)作共同的成果。在結(jié)對(duì)工作的過程中，各位開發(fā)者從對(duì)方學(xué)到了不少知識(shí)，促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)知識(shí)的傳播，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)成員的溝通，提高了團(tuán)隊(duì)工作效率的工作能力，這是一次愉快的實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)

[1][美]Robert C.Martin.敏捷軟件開發(fā)：原則、模式與實(shí)踐[M].鄧輝，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[2][美]Joshua Kerievsky.重構(gòu)與模式[M].楊光，劉基誠，譯.北京：人民郵電出版社，2006.

[3][美]Mike Cohn.Scrum敏捷軟件開發(fā)[M].廖靖斌，呂梁岳，陳爭云，陽陸育，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2010.

作者簡介：

呂金華（1982—），女，廣東江門人，大學(xué)本科，軟件設(shè)計(jì)師，現(xiàn)供職于廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司，研究方向：嵌入式軟件設(shè)計(jì)。

韋卉（1981—），女，廣西梧州人，大學(xué)本科，軟件測(cè)試師，現(xiàn)供職于廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司，研究方向：嵌入式軟件測(cè)試。