推行編程利器之一TDD的思考
我在參與的開發(fā)項目以及咨詢項目中，都有實踐TDD的經驗。直至今日，我仍然會在某些功能開發(fā)時采用TDD的方式實現(xiàn)功能。雖然沒有達到將TDD溶于開發(fā)血液之中形成自然而然的習慣，但至少也是我常用的編程利器之一，偶爾使用，效果還算不錯。
以下內容則是我在某大型團隊中推行TDD時的一些思考。當時的整個咨詢過程，至少在TDD推行上可以稱得上是舉步維艱。如今看來，這些思考仍有現(xiàn)實意義。
1. 開發(fā)人員的質量意識
開發(fā)人員包括管理人員的軟件質量意識，常常立足于清晰可見的外部質量。評價一個開發(fā)人員的績效，很重要的一個指標就是被測試人員發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)。
慣常的軟件開發(fā)思想，總是認為開發(fā)人員不適合做測試，因為他們總是站在自己的角度去看待問題，從而可能忽略真正需要測試的用例。這種思想給了開發(fā)人員一個錯誤信號，認為自己不應該寫測試，即使寫了測試，也寫不好。
殊不知，由開發(fā)人員編寫測試帶來的收益，最重要的一點不在于測試本身，而在于它能促進開發(fā)、測試以及需求分析人員的交流與溝通。而測試先行的方式也能讓開發(fā)者跳出實現(xiàn)的窠臼，而從業(yè)務角度去看待問題，從消費者角度去思考接口的設計。
倘若開發(fā)者總是憊懶地將測試職責委派給專門的測試人員，漸漸地，就會滋生一種依賴心理。測試人員的精確測試當然可以保障質量，但這種測試通常是黑盒測試，這里保障的質量主要還是外部質量。而且，這種測試帶來的反饋總是慢于開發(fā)進度，一旦發(fā)現(xiàn)缺陷，修復缺陷的成本也會變得更高。
軟件質量除了外部質量之外，內部質量同等重要。
軟件成本等于開發(fā)成本與維護成本之和，而維護成本的增加主要歸咎于內部質量的糟糕。
當我們讓開發(fā)人員為原有代碼編寫單元測試時，總是覺得舉步維艱，主因就在于代碼的可測試性不夠好。要測試一個類，竟然連簡單創(chuàng)建它的對象都變成了不可能完成的任務。在為這樣的代碼編寫單元測試時，就好像被落到了蜘蛛網中，被這些網絲牽住，纏住，如何掙扎都無法擺脫;除非，我們能夠快刀斬亂麻。然而，一旦采用這種粗暴的方式，則對于系統(tǒng)而言，就不是維護，而是重寫了。
測試先行的開發(fā)至少在一定程度規(guī)避了這樣的問題。因為開發(fā)人員首先要寫好測試，這就驅使開發(fā)人員必須強制地思考代碼的可測試性。而在足夠多的測試保護下，即使代碼的內部質量欠佳，要進行重構也更為簡單。
然而，這些好處都不是短期能見成效的，且團隊若不能達成共識，只靠一二人堅定地踐行TDD，在測試覆蓋率不夠的情況下，無異于杯水車薪。多數(shù)開發(fā)者在維護別人的丑陋代碼時，可能會罵聲連連，殊不知同時作為罵者自身，其實也在重復被罵者的故事。
2. 需求分析與任務分解
需求分析能力常常是開發(fā)人員的短板。開發(fā)人員養(yǎng)成了一個習慣，看什么事情都會從技術實現(xiàn)的角度去思考。要實現(xiàn)一個網頁，就會想到如何編寫JavaScript來響應用戶的動作，如何編寫CSS，卻很少思考用戶體驗和操作的流程。要完成一個數(shù)據(jù)分析，總會想到數(shù)據(jù)的屬性，轉換和提取數(shù)據(jù)的算法，卻不會想到分析數(shù)據(jù)的價值以及合理的流程。
對于繁瑣的需求描述，我們總是沒有耐心去深入研讀，而是在掌握了大體意思后，就開始匆匆進行開發(fā)與實現(xiàn)。TDD要求我們在編寫測試之前要做好合理的任務分解。若沒有很好地理解需求，任務分解就無法順利進行。
這就帶來了團隊協(xié)作的問題。
若我們能從需求的源頭進行改進，或許TDD會變得更容易。例如，對故事的拆分更合理，遵循User Story的INVEST原則，那么，要實現(xiàn)的Story在測試性、獨立性方面就會有更好的改觀。如果需求分析人員能夠非常明確地編寫出驗收標準(Acceptance Cretiria)，任務分解也會變得更加容易。
更進一步，若需求分析人員能夠參考甚至遵循Specification By Example的方式，采用Given-When-Then的模式來描繪各個用例場景;那么，再要進行任務分解，不就變得輕而易舉嗎?所以說，推行TDD之所以非常艱難，或許***的原因是我們僅僅將目光放到了開發(fā)者身上，卻忽略了需求分析人員扮演的關鍵角色。正所謂：“問渠那得清如許，為有源頭活水來。”
我一直強調任務分解是有層次的。分析需求時，不能一個猛子就扎進繁瑣的實現(xiàn)細節(jié)。要從用戶價值出發(fā)，先梳理出最外層的需求任務，然后抽絲剝繭，條分縷析地層層遞進，如此方能理清思路，掌控復雜邏輯。基本上，任務分解可以分為三個層次，即業(yè)務價值——>業(yè)務功能——>業(yè)務實現(xiàn)。這個層次是一種“遞歸”的狀態(tài)，視需求的復雜度可以不停向下拆分。
任務分解是TDD的核心，是驅動設計和開發(fā)的重要力量，卻被很多人忽略了。不能不說是一種誤解與遺憾。
3. 測試先行的編程習慣
正所謂“江山易改本性難移”，數(shù)年養(yǎng)成的開發(fā)習慣不可能一朝一夕改變。這恰恰成為許多人反對TDD的借口，鑄造了一塊堅硬的用于防守的盾。
然而，以我個人經驗以及我所觀察到的情況來看，這其中固然有習慣的力量作祟，然而主因還是因為對TDD方法的掌握程度以及一些誤解導致。
前面已經述及，任務分解應該是TDD的起點。多數(shù)開發(fā)者未能形成任務分解的習慣。因此在改變?yōu)闇y試先行的時候，錯以為應該一上來就寫測試。因為思路沒有理清，腦子里一片亂麻，再加上本身對TDD不夠熟悉，編寫測試就變得舉步維艱，總覺得束手束腳，就好像被綁了一只手，又好像是在泥沼中掙扎。許多時候，甚至發(fā)揮不出自己哪怕三分的功力。
一貫以來，我們都在強調測試先行。這容易產生一種錯覺，就是認為TDD必須一開始就寫測試，“簡單設計”嘛，于是就沒有了設計。這讓那些習慣于事先設計的開發(fā)者更難以接受。
那么，TDD是否需要事先設計呢?Martin Fowler的文章Is Design Dead其實就是對此問題的正本清源。我個人認為，視場景而定，測試驅動開發(fā)仍可進行事先設計。
設計并不僅包含技術層面的設計如對OO思想乃至設計模式的運用，它本身還包括對需求的分析與建模。若不分析需求就開始編寫測試，就好像沒有搞清楚要去的地方，就開始快步前行，***才發(fā)現(xiàn)南轅北轍一般。
測試驅動開發(fā)提倡的任務分解，實際上就是一種需求的分析。如何尋找職責，以及識別職責的承擔者則可以視為建模設計。
測試驅動像是一種培養(yǎng)設計專注力的手段，就像冥想者通過盤腿靜坐的手段來體悟天地一樣，測試驅動可以強迫你站在測試的角度(就是使用者的角度)去思考接口，如此才能設計出表現(xiàn)意圖的接口。
在開始測試驅動開發(fā)之前，做適度的事先設計，還有利于我們仔細思考技術實現(xiàn)的解決方案。它與測試驅動接口的設計并不相悖。解決方案或許屬于實現(xiàn)層面，若過早思考實現(xiàn)，會干擾我們對接口的判斷;但完全不理會實現(xiàn)，又可能導致設計方向的走偏。
例如，我們要實現(xiàn)XML消息到Java對象的轉換。
一種解決方案是通過jaxb將消息轉換為Java對象，然后再定義轉換映射的Transformer，通過硬編碼或者反射的方式將其轉換為相關的領域對象;然后在執(zhí)行了業(yè)務操作后，再將返回的結果轉換為另一個Jaxb對象。另一種解決方案則是通過引入模板，例如StringTemplate或者Velocity，定義轉換的模板，然后進行替換實現(xiàn)。這兩種解決方案的區(qū)別，直接影響了我們劃分任務的方式。
所以，在運用TDD時，先不要一巴掌拍死，可以先抱著開放的態(tài)度嘗試嘗試。何況，TDD并非一招鮮，吃遍天，總要有適合它的場景。例如UI的開發(fā)，交互協(xié)作的控制邏輯，數(shù)據(jù)庫開發(fā)，并發(fā)處理，都不是運用TDD的好場景。
4. 重構能力
TDD的核心是紅——綠——重構。這意味著重構是TDD非常重要的一環(huán)，它直接關系到TDD開發(fā)出來的代碼質量。沒有好的重構能力，TDD就會有缺失。若說代碼的內部質量是生命的話，重構就是靈魂，缺少了它，代碼就沒有靈性了。多數(shù)時候實施TDD，都會因為重構能力的缺乏而陷入困境。
重構的關鍵首先在于如何識別代碼的壞味道。這需要代碼閱讀的千錘百煉，而非死記硬背Martin Fowler在《重構》一書中總結的壞味道。當這些壞味道變成你的一種直覺，甚至就像與生俱來的一種能力時，你就會降低對糟糕代碼的容忍度。在你眼中，這些爛代碼就是垃圾，必須清掃，否則無法“安居”。
重構手法與代碼壞味道一一對應。若有測試保障，重構就變得安全。但盡可能地，我們還是希望運用工具提供的自動重構功能，這既提高了重構效率，也在一定程度下確保了重構的安全。
當然，重要的是要找到重構的節(jié)奏感，即小步前行，每次重構必運行測試的良好習慣。若能結合分布式版本管理系統(tǒng)如Git，做到原子提交，就會更加方便。即使重構出現(xiàn)問題，也可以快速地回到前面的版本快照。
在TDD過程中，若能結對自然是上佳選擇。當一個人在掌控鍵盤時，另一個人就可以重點關注代碼的可讀性，看看代碼是否散發(fā)出臭味。兩個人的眼睛終歸要更銳利一些，至少視野的范圍更廣泛。
及時重構是重構諸多實踐中最重要的一點。不要讓重構成為你在未來償還債務的殺手锏。越拖到后面，償還債務的成本就越高。以重構而論，如果將重構拖到***，則需要的重構能力就更強，因為程序結構會變得更復雜。當然，只要你的代碼能夠保證足夠的覆蓋率，以及較好的松散耦合，重構依舊可行。采用TDD，基本能滿足這兩條要求。但以成本而論，小步前行才是重構之道。
5. 單元測試的基礎設施
***說說單元測試的基本設施。很多時候，這可能不是問題;但很多時候，這可能會成為大問題。面對諸如測試數(shù)據(jù)準備等問題，需要認真分析，找到應對方案。
原則上，***能找到一些開源的測試框架，包括生成測試數(shù)據(jù)，模擬測試行為等。因為你遇到的問題，別人可能早已遇見過。這個世界上有很多聰明而又樂于分享的程序員，不要局限在自己公司一隅。睜大眼睛看看滿世界吧。所謂“君子生非異也，善假于物也”。好程序員，也要這樣。
說不定，你會拋棄TDD，因為你找到了更好的適合你的做法。
【本文為51CTO專欄作者“張逸”原創(chuàng)稿件，轉載請聯(lián)系原作者】
