基于敏捷方法的校園拼單購物系統(tǒng)分析與設計

郭峰+麻強

摘 要：在拼單購物系統(tǒng)開發(fā)過程中，應用了敏捷方法思想和原則，取得了較好的效果。在管理和過程方面應用Scrum原則和方法，在具體實施方法上采用極限編程的多項實踐，在開發(fā)過程中采用版本控制工具來管理變更，提高了系統(tǒng)開發(fā)效率和軟件質量。

關鍵詞：敏捷方法；軟件過程；拼單購物系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻標志碼：A

0 引言

本文項目是北京市大學生科研與創(chuàng)業(yè)項目，由在校本科生自主選題，并在指導教師指導下開展研究與開發(fā)工作。

近十年來，電子商務發(fā)展非常迅猛，尤其是BtoC形式的在線購物對實體店造成巨大沖擊，知名的購物平臺如淘寶、京東、亞馬遜、當當?shù)让刻飚a(chǎn)生大量的在線訂單。但是隨著人力成本的增加，購物平臺的免運費限額逐步提高，網(wǎng)民購物時頗費腦筋，有時需要買的商品達不到免運費限額，只好多出運費或者拼湊一些暫時不需要的商品以節(jié)省運費，同時網(wǎng)購商家經(jīng)常搞一些滿減等優(yōu)惠活動，但是通常一位用戶如果參與該活動會出現(xiàn)購買的商品數(shù)量超出消費能力，于是拼單購物就成為受大眾歡迎的一種購物形式。在這種背景下，由北方工業(yè)大學計算機專業(yè)5名本科生組成的開發(fā)小組，開發(fā)服務于移動拼單購物平臺。

在軟件開發(fā)過程中，開發(fā)團隊往往對寫代碼比較重視，為了追求開發(fā)進度往往會忽略組織管理等工作，容易在工程進度、工程質量方面造成負面影響。本項目采用敏捷方法，取得了較好的效果。

1 敏捷方法概述

敏捷方法是對一類方法涵蓋性術語。某些軟件項目具有需求易變、快速交付的特點，傳統(tǒng)的工程化方法過于嚴格，一些經(jīng)驗豐富的軟件設計人員在開發(fā)實踐中分別總結出多種獨特而且有效的軟件開發(fā)方法，被業(yè)界概括為敏捷軟件開發(fā)方法。敏捷方法具有類似價值觀，一般都具有以人為本、循環(huán)迭代、響應變化等特點，目標在于能高質量地快速交付客戶滿意的軟件系統(tǒng)。其中最就有代表性的獲得廣泛應用的方法是“極限編程”和“Scrum”。

在《解析極限編程——擁抱變化》一書中提出了極限編程方法，極限編程包括了一組簡單、具體的實踐，這些實踐都是編程活動中常見的技術方法，結合在一起形成一個敏捷開發(fā)過程。這些實踐之間存在相互關聯(lián)，共同支撐敏捷方法的價值觀，如平穩(wěn)的工作效率體現(xiàn)以人為本，根本目的還是要提高開發(fā)軟件的效率和質量，現(xiàn)場用戶體現(xiàn)與客戶的合作重于合同的談判，代碼規(guī)范、測試驅動開發(fā)、集體擁有代碼項目關聯(lián)，集體擁有代碼必然大量涉及項目成員之間的代碼交流，代碼規(guī)范使代碼的可理解性強，測試驅動開發(fā)限制修改代碼的隨意性，持續(xù)集成、小版本發(fā)布使得用戶能夠盡早發(fā)現(xiàn)問題。極限編程所包括的實踐不是特有的，而是一些通用的經(jīng)過實際應用證明有效的開發(fā)方法，可以在軟件開發(fā)中直接應用，也可以擴充一些實踐，其中的某些實踐也可以根據(jù)項目的各方面特點進行調(diào)整修改。

極限編程偏重技術方面，在管理和過程方面比較薄弱，Scrum起到互補的作用。Scrum提供了一個增量式的、迭代的過程框架。在基于Scrum的軟件項目開發(fā)中，若干稱為Sprint的較短的迭代組成一個完整的軟件開發(fā)過程。每個Sprint的長度根據(jù)軟件的復雜程度進行調(diào)整，一般在2～4周。Scrum方法中，軟件需求通過產(chǎn)品Backlog來描述和管理，產(chǎn)品backlog采用用戶故事的形式進行描述，這些用戶故事按照商業(yè)上的優(yōu)先級進行排序。采用Scrum的開發(fā)團隊首先針對商業(yè)價值高的需求展開開發(fā)工作，將最高優(yōu)先級的需求分配到最初的Sprint中，在后續(xù)的Sprint迭代周期中逐步實現(xiàn)較低優(yōu)先級的需求。在每個迭代過程中，召開Sprint計劃會議，對挑選出的需求進行討論、分析和估算得到相應的任務列表，這些任務列表稱為Sprint backlog。每個Sprint的工作完成之后，開發(fā)團隊提交可交付的增量產(chǎn)品，這一產(chǎn)品通過評審意味著本次迭代結束。

2 基于敏捷方法的開發(fā)過程

本項目規(guī)模不大，需求不夠清晰，需要在開發(fā)過程中逐步確定，在開發(fā)過程中，采用了極限編程和Scrum相結合的方法。在軟件過程上采用了SCRUM中的迭代周期，具體的實現(xiàn)技術上采用了極限編程的最佳實踐，如簡單設計、測試驅動的開發(fā)、平穩(wěn)的工作效率、持續(xù)集成等。

2.1 確定需求

從需求層次角度來看，本系統(tǒng)業(yè)務需求是明確的，但用戶需求較難確定，由于本系統(tǒng)并非針對具體明確的用戶進行開發(fā)，只能采用調(diào)查問卷的形式向潛在客戶了解需求。

為便于準確了解需求及應對需求的變化，極限編程采用現(xiàn)場客戶實踐加強與客戶的溝通。本項目潛在的用戶無法通過駐留開發(fā)現(xiàn)場的方式參與系統(tǒng)的開發(fā)，通過調(diào)查問卷的方式了解潛在客戶的需求，在開發(fā)過程中通過電話或者免談的方式與潛在客戶溝通，逐漸確定需求細節(jié)。

系統(tǒng)隱喻是極限編程方法中用于各方利益相關者溝通的基礎，便于各方人員對需求有一個整體上的共同理解，由于對系統(tǒng)的業(yè)務需求比較清楚，在開發(fā)過程中沒有特意構造一個系統(tǒng)隱喻。

2.2 簡單設計

簡單設計就是簡化傳統(tǒng)方法的設計過程和設計產(chǎn)品，能夠表達主要的思想，而不追求文檔的完整性和豐富性?；诤唵卧O計的實踐，本項目系統(tǒng)架構圖如圖1所示。

軟件系統(tǒng)分為3個部分：基于安卓的移動客戶端、基于Windows操作系統(tǒng)的后臺服務器、存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。移動客戶端通過HTTP協(xié)議將代表拼單信息的數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺服務器，后臺服務器訪問數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)操作，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)處理訪問請求后返回數(shù)據(jù)集，后臺服務器根據(jù)返回的數(shù)據(jù)集進行處理并返回操作結果。

根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，獲得系統(tǒng)的軟件結構圖，如圖2所示。

2.3 編碼環(huán)節(jié)

在編程環(huán)節(jié)，本系統(tǒng)采用了測試驅動開發(fā)、編碼規(guī)范、集體擁有代碼、重構這些實踐。

測試驅動開發(fā)目前軟件開發(fā)中的常見做法，極限編程將其列為12個基本實踐之一，按照一般的開發(fā)流程，需要先實現(xiàn)功能模塊的代碼，然后進行測試，測試驅動開發(fā)采用了逆向的技術路線，在編寫功能代碼之前要求先寫出測試代碼。系統(tǒng)基于Java進行開發(fā)，JUNIT包提供了單元測試的相關類，在設計工作完成之后，首先開發(fā)了核心類的測試代碼。

在開發(fā)及維護過程中，由于需求的變化和調(diào)整或者設計缺陷不可避免地會出現(xiàn)修改代碼的情況，隨著修改量的增加，代碼結構會逐漸混亂難以理解。重構就是提高代碼可讀性可禮節(jié)性的一種重要手段，重構是在不改變程序功能的情況下，對程序結構進行調(diào)整和優(yōu)化的過程。按照極限編程的要求，在軟件開發(fā)過程中，代碼處于團隊共享狀態(tài)，每個人不只對自己寫的代碼有所有權，對任何團隊成員寫的代碼也具有所有權，從而允許團隊中的任何人有權利重構任何一段代碼，但是要求重構后的代碼一定要通過測試，測試驅動開發(fā)就變得非常重要，為重構以及代碼共有提供了技術基礎。

在編碼規(guī)范方面，項目組制定了具體的程序風格，包括編程環(huán)境的背景色、文本的顏色字體、縮進的格式、注釋的類型和要求、標識符命名的規(guī)范、界面元素的顏色樣式等等。

因為團隊成員少，極限編程中著名的也存在一定爭議的結對編程，本系統(tǒng)開發(fā)過程沒有采用。

2.4 人員管理

軟件項目開發(fā)不是全速短跑，而是馬拉松長跑，在人員管理方面采用了極限編程保持平穩(wěn)的工作效率這一實踐，更容易提高整體的工作效率和質量。在開發(fā)過程中，項目組成員盡量不通過加班加點解決問題，而是保持一種穩(wěn)定的進度。

在scrum框架中，團隊成員分為3種角色：產(chǎn)品負責人，項目經(jīng)理和團隊成員。項目組成員按照3種角色進行了分工。

2.5 開發(fā)過程

本系統(tǒng)開發(fā)周期為1年，5位同學參加該項目，由于還有上課任務，在scrum過程框架的基礎上做了一些調(diào)整。系統(tǒng)開發(fā)過程如下：

（1）確定需求：首先通過調(diào)查問卷，小組會議的形式討論系統(tǒng)的功能需求，并以用戶故事的形式進行描述，將獲得的用戶故事按照優(yōu)先級進行排列，形成產(chǎn)品需求列表，即Product Backlog。

（2）然后根據(jù)產(chǎn)品需求列表，估算待開發(fā)系統(tǒng)的規(guī)模，以千行（KL）為單位進行衡量，以系統(tǒng)規(guī)模為基礎做初步的進度安排。

（3）接下來開始一個Sprint， 每個Sprint啟動時召開Sprint計劃會議，該會議的任務是從系統(tǒng)的產(chǎn)品需求列表中挑選一個用戶故事作為本次迭代完成的目標， 本項目為每個Sprint迭代制定的時間周期是兩個星期，然后細化本次選中的用戶故事，形成更小粒度的用戶故事，這些新的用戶故事就是本次迭代要完成的任務，稱為Sprint Backlog；根據(jù)Sprint Backlog為團隊成員分配任務，每項任務應該在兩天內(nèi)能完成。

（4）上述Sprint迭代過程持續(xù)開展，直到所有的產(chǎn)品需求都已實現(xiàn)為止。

站立會議是敏捷方法中的顯著特色，體現(xiàn)了高效靈活以解決問題為目的而不追求形式的特點，站立會議如字面所示參加會議的人員站著開會，每次會議控制在15分鐘左右，團隊成員介紹昨天的任務完成情況，并向所有成員承諾今天要完成什么任務，遇到不能解決的問題也可以在會議上提出，每個人介紹完成后，要更新自己的Sprint燃盡圖，由于還有上課任務，本項目沒有采用每天開會的形式，每周碰面一次，在開發(fā)過程中微信QQ交流為主。

2.6 版本控制

在軟件開發(fā)尤其是團隊形式的軟件開發(fā)過程中，會產(chǎn)生大量的文檔和代碼，對文檔和代碼的管理和控制是一個關鍵的任務。這個任務如果靠人工完成，當軟件規(guī)模較大時，會造成極大的混亂，由于軟件開發(fā)中的文檔和代碼會不斷修改，人工管理的方式只能通過對目錄或者文件編號進行，難以有效地記錄、跟蹤、查找文檔和代碼的變化。本課題開發(fā)過程中采用的版本控制服務器軟件為VisualSVN Server，以TortoiseSVN作為客戶端，這兩者都是免費的，項目組將開發(fā)過程中的文檔和源程序保存在服務器端的中央版本庫，服務器能夠自動記錄對文檔和代碼的修改，自動維護版本的變化，開發(fā)人員只需要從服務器上下載和上傳相關文檔和代碼即可，簡化了管理的難度，提高了開發(fā)效率。

結語

通過在拼單購物系統(tǒng)的分析和設計中應用敏捷方法，對軟件工程這一學科有了更為深刻的認識，一方面在軟件開發(fā)中要采用工程化的方法，另一方面要根據(jù)軟件及開發(fā)團隊的特點，采用靈活高效的方法和技術。敏捷方法和傳統(tǒng)的軟件方法不是對立的，存在一定的區(qū)別也有密切的聯(lián)系，根本目的都在于如何提高軟件開發(fā)的效率和質量。

參考文獻

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