淘宝短视频流工程重构（上）：理论篇

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随着视频流业务的发展，业务的复杂性越来越高，视频流老工程在架构设计、代码质量、工程能力等方面的问题也逐渐凸显。在这样的背景下我们开启了一次对老工程的大型重构。

本次重构是一次对大型业务工程进行架构再设计和重构的探索，本文是对这次探索的一次梳理与总结。限于篇幅，文章总共分为理论篇和实践篇两个部分。

思维导图如下所示：

本文是理论篇，主要讲述持续重构的重要性、如何设计好架构以及如何写出好代码，为实践篇做一个理论上的铺垫。

引言

在日常的工作中，我们经常会面临接手一个年久失修“老工程”的情况，这样的工程往往经历过多个人甚至多个团队的维护。大部分人通常会带着短期目的（需求迭代、体验优化）去修改工程代码。

由于没有了解工程的整体架构，整个工程就会随着修改逐渐腐坏变质。最终代码变得越来越难维护，新功能也越来越难扩展，一个小小的改动也可能引起难以预想的 Bug。

“一个人，一杯水，一个 Bug 修一天”

如果不去改善工程架构，最终这个工程会变得难以维护，超过一定阈值后，新的大型功能无法引入，或者大的性能优化无法展开，整个工程只能被迫重写。而改善工程架构的有效手段就是“**持续重构**”。

重构

▐ 什么是重构？

软件设计大师马丁•福勒（Martin Fowler）在他的著作《重构：改善代码既有的设计》是这样定义重构：

重构（refactoring）对软件内部结构的一种调整，目的是在不改变软件可观察行为的前提下，提高其可理解性，降低其修改成本。

在这个定义中指出了重构的两个关键要素：

▐ 重构有什么价值？

重构的价值主要体现在它的软件架构、工程质量、和研发效率的促进作用。

▐ 我的工程需要重构吗？

如果一个工程在开发、测试和发布阶段有以下特征，那么这个工程需要进行重构了。

▐ 重构会面对哪些挑战？

诚然重构会有诸多好处，但是它也会带来很多挑战，我们需要在重构之前需要充分的评估这些挑战。

1）重构的效率问题

2）重构的安全性问题

3）重构的落地问题

面对重构的诸多挑战，我们需要更加科学有效的手段来解决这些问题，具体说来：

如何设计好架构

架构设计的一点体会

▐ 架构的坏味道

“**架构的坏味道**”主要体现在代码设计层面的问题，这些问题会导致整个软件系统难以理解和维护，无法很好的承接当前&以后的业务需求。

我们可以借助一些工具来提升分析架构的效率：

▐ 选择合适的架构

我们平时开发中听的比较多的是“**设计模式**”，所谓“**设计模式**”，其实就是写代码的优秀套路。架构设计也有套路可循，被称为“**架构模式**”或者“架构风格**”**，常见的架构风格如下所示：

以上架构风格都是前人对于架构设计的总结。对于客户端的角度，我们有自己的独特的架构风格，这些架构都是上面一种或者两种演化得来，让其更符合客户端的实际情况。

单体化架构是常见的架构模式之一。所有业务功能都在一个模块里，开发人员都在一起开发。单体架构非常适合团队规模小、业务复杂度低的产品，在项目起始阶段能快速迭代进行验证。

优点：

缺点：

鉴于单体化架构的问题，我们需要去掉每个业务功能之间耦合关系，让每个模块彼此独立，这样业务模块就变成了业务组件，整个架构就朝着组件化架构发展。

组件化架构采用多个模块开发，将代码按照业务功能和基础功能进行划分，拆分成多个独立的组件。开发人员可以基于不同的模块进行独立开发和编译调试，最后发布时再集成所有组件。测试人员可以提前对组件进行功能验收，更快推进测试，避免将所有的测试工作都堆积在最后的集成阶段。

组件化后，复杂度会转移到基础设施之上。这时候我们需要引入路由框架、依赖注入框架、组件通信框架等解决组件通信、组件依赖等问题。并且还需要引入自动化流水线（集成打包平台）来降低组件集成时的复杂度。

优点：

缺点：

上述的组件化架构是针对一个 APP 来说的，我们日常开发更多的时候是面对一个或者几个业务模块，这个时候我们可以借鉴组件化框架“高内聚低耦合”的精髓，实现一套变种的组件化架构。代码可以在一个模块里，用包来划分功能，每个包里面的代码实现“高内聚低耦合”。

组件化架构已经完美解决业务功能耦合问题，实现了业务功能、基础功能的复用。但是业务的每次功能上新都依赖 APP 发版，迭代周期较长，业务团队希望能够动态发布业务需求。在这种诉求下，就需要往插件化架构演进了。

插件化架构通常是基于组件化架构演化来的，目的就是支持组件的动态加载和升级。这种架构适用于业务复杂度高且需要独立迭代、快速触达用户的产品。

它一方面可以有效减少应用的体积，另一方面可以让业务插件进行独立的规划演进。

优点：

缺点：

插件化架构的发展核心动力还是源于业务快速增长时期，业务对于迭代效率以及包大小的诉求，早期的插件化技术都是通过 hook 系统 API 的方式进行的插件加载，例如Altas、irtualApp、Shadow、RePlugin等，直到后来 Google 推出了官方的动态化方案Android App Bundle。

插件化架构有效的提升了迭代效率，但是随着市场竞争的加剧，业务团队希望能够支持更多的平台，实现一码多端，一来进一步提升研发效率，而来减小不同平台之间的功能差异。这个时候架构就朝着容器化架构演进。

容器化架构

移动互联时代下，很多产品都需要支持多个平台，如 Android、iOS、鸿蒙等。为了减少跨平台的开发和维护成本，容器化跨平台技术成了目前主流的架构形式之一。

跨平台技术始终在效率和性能两个指标间寻找平衡，从WebView渲染、原生渲染（React Native、Weex）再到自建渲染（Flutter），也发展出了很多方案。

优点：

缺点：

如何写出好代码？

▐ 代码的坏味道

“**代码的坏味道**”是代码中设计不合理的地方，它们虽然不是Bug，但是会影响代码的可读性、可扩展性以及可维护性。以及在将来埋下线上隐患。

“**当你在看一个巨长的类时**”

神秘命名**：**不够直观/难以理解的类名、函数名与字段名。一个不够清晰的命名不仅阻碍了其他人去理解代码，也侧面反应了代码存在设计上的问题，例如职责不单一等，进而导致无法找到一个合适的名字。

重复代码**：多段重复/相似的代码。这类代码往往都是“拷贝式编程”**带来的问题，担心引入新问题或者懒得写新的，直接拷贝一份代码实现自己的逻辑。重复/相似的代码需要提炼成函数。

无用代码**：**存在未被调用的类、方法。增加了认知负担和维护成本。

全局类/全局数据/静态类**：**全局/静态类是一种反模式的实现，它破坏了封装性，在代码的任何地方都可以调用/修改它。除此之外，还会导致内存泄露等问题。

可变数据/集合**：**数据/集合的随处修改会引发难以预料的问题，破坏了封装性，对于变量尽量定义成final的，非必要不暴露set方法。对于集合，如何需要可以进行保护性拷贝。

滥用的继承**：继承本身是用来复用代码，但是当一个继承变得庞大，继承链变得很长，那这套继承就变得难以维护。继承的使用提升父类的封装性，控制继承链的长度。非必要不使用继承，可以用“对象组合替代继承”**。

过长的函数**：**动辄铺满一个屏幕的函数。什么样的函数算长，IDE一个屏幕都看不完的函数就算长，上下滑动IDE会打乱看代码人的思维。函数越长，越难以理解，大函数需要按照功能拆解成小函数。

过长的参数列表**：“一个函数，N个参数，神秘的Boolean入参，函数传参像是在排列组合**”。过长的参数列表，会大大的增加使用者的理解成本和出错机会。参数过多的时候，可以把这个参数定义一个类，把类作为入参。

过大的类**：**动辄几千行的超大类，每次功能迭代，都会改到这个类，无穷无尽的代码冲突和线上Bug。过大类也是代码质量的万恶之源。过大类可以按照功能拆分成更小的类。

过少/过多的注释**：“程序员最讨厌的两件事情，自己去写注释，别人不写注释**”。没有注释当然是不好的，别人读你的代码会像读天书一样。满屏的注释也是不好的，写代码不是写作文，精简你的注释，保留必要的代码说明，“**良好的函数命名，让代码会说话**”。

▐ 编码规范与静态扫描

一般的编码问题我们都可以用Android Studio Lint扫描出来。

如果你想自定义扫描规则、支持更多语言、甚至搭建自己的静态扫描服务，推荐使用Sonar Lint+Sonar Qube这套方案。相比Android Studio Lint，Sonar Lint扫描出问题以后还会提供解决建议。

▐ 设计原则与设计模式

上文提到可以借助Lint工具扫描出大部分的不优雅代码实现。而对于代码设计上的问题，我们则需要借助设计原则、设计模式这些手段来加以解决。关于这部分的内容网上有很多资料，就不再展开了。这里列举了常用的设计原则和设计模式。

设计原则：

设计模式：

理论篇的内容就讲到这里了，下一篇《淘宝短视频流工程重构（下）：实践篇》将讲述如何从 0 到 1 对一个大型的业务工程开展重构。我们将按照定义架构解决的问题**、设计架构的实现方式、**重构前的准备、开始重构代码、新架构灰度放量的顺序来进行讲述，将于6月14日进行推送，让我们开启重构之旅吧!

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