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建議收藏！一個完整的軟體研發流程

藏色散人

Dec 06, 2022 pm 04:47 PM

軟體研發

以基準產品開發流程為例

一般情況下，企業開發軟體時會依照基準和客製化兩塊並行方式執行專案開發工作。無論什麼公司，都需要遵從一套成熟的產品研發過程體系，才能做出品質較好的產品。因此，如果出現專案較多的情況，應該合理地安排基準和客製化先前的里程碑，讓基準產品能夠盡量收集使用者的通用型需求，為客製化專案進度實現技術支撐，減少客製化專案中大量變更程式碼、需要新增模組情況發生。此外，產品研發流程體係也需要依照業務實際時間要求變化，不要拘泥於一定要按照瀑布方式，或是敏捷方式進行管理，凡事都需要找到契合自己的方式。鞋合不合腳，只有腳知道。

我們這裡以一個基準產品開發過程作為流程解釋基礎，需要注意的是，以下所描述的各個階段，在專案執行前要明確各個階段的目標、指定計劃、及時溝通，並確保各時期所有成員對項目理解一致。

專案啟動會

專案啟動會的目標是明確該產品開發專案的目標。目標不是孤立存在的，目標與計劃相輔相成，目標指導計劃，計劃的有效性影響目標的達成。所以在執行目標的時候，考慮清楚自己的行動計劃，怎麼做才能更有效地完成目標，是每個人都要詳情清楚的問題，否則，目標越是不清晰或是過高，都會影響專案的實際結果。

專案啟動會需要說明專案目標、階段劃分、組織架構、管理流程等關鍵事項，並將這些內容寫入PPT（最好是有固定格式和範文，讓團隊內部或公司內部共同遵守規範），需要大家達成一致。對於關鍵角色任命，事前也需要聽取相關領導和計畫主要幹係人的意見。

用戶需求

軟體開始開發前需要確定代價和所獲得價值的對比，也就是ROI（Return On investment），一旦確定需要創建，就需要安排一系列的資源來支撐這個軟體的生存。這是需求的最原始描述。

為什麼既要有使用者需求，也要有產品需求？
因為兩者是有差異的，使用者需求由使用者提出，對技術一般不描述，只描述產品目標。產品需求是根據使用者需求轉化而來的技術實現需求，需要針對使用者提出的產品目標進行細分，總結出具體的每一個功能點，再針對每一個功能點細分為各種不同的操作流程，對每一個操作流程進行技術化定義。

用戶需求和產品需求容易發生不一樣，這是因為雖然大家都在談需求，但是出發點可能不同，造成了雙方關注點和思維方式不同。使用者需求關注的是系統如何支援業務流程，背後的需求是「實現業務目標」。技術人員關注的是合理技術方案，背後的需求是「工作量」、「實現難度」和「系統效能」。

產品需求

我們需要弄清楚產品經理或專案需求提出者為什麼要做這個專案？這是最本質的業務需求。需求分析確定的業務需求，都是從業務需求推導出來的，都必須為業務需求服務。

產品需求一般包括產品需求規格說明書和產品需求矩陣。產品需求矩陣一般依照子系統、功能集、執行單元的結構列出所有的功能需求，每列則對應每項功能的工作步驟以及每個步驟的工作量。

產品需求寫完後，需要進行評審。在需求評審會上，產品、技術詳細評審需求是否完整，產品功能的正常情境是什麼？是否形成閉環？異常場景是什麼？是否考慮周全？

需求評審後，開發和測試負責人，分別編寫技術方案和測試案例。
技術方案評審，開發負責人拉上涉及到其他系統的負責人一起討論，技術方案中必須要有業務流程圖和時序圖，業務流程圖是為了梳理開發對業務的理解，是否和需求一致。時序圖是了梳理本次需求所涉及的系統互動。技術方案評審通過後，確認工作量和交付時間，並回饋給產品。

設計階段的目標主要是處理開發系統的架構進行分析和設計，並建立系統架構的基線，以便為事後的實作工作提供一個穩定的基礎。

設計階段包含了系統架構的輸出，一個好的系統架構設計可以幫助人類梳理業務邏輯且抓住核心需求，設計穩定可擴展的業務系統，評估業務開發週期和開發成本，有效的規避風險。例如蓋房子的時候得有建築圖紙，有了圖紙，才能計算施工週期。

整體設計是整個系統的框架型設計，意義及其重大，一般情況下不能省略（只有維護項目可以省略總體設計，因為基準項目已經設計完畢），所有的產品開發項目均需要首先進行整體設計，它是設計首要步驟，絕不允許本末倒置，不能出現先編碼後設計的情況，這是軟體開發的第二大痛點（第一大是需求不明確、任意變更需求！）。

整體設計分為三個階段：

#第一階段：初始設計。在對給定的資料流程圖進行複審和精化的基礎上，將其轉換為初始的模組結構圖。
第二階段：精化設計。依據模組「高內聚低耦合」的原則，精化初始的模組結構圖，並設計其中的全域資料結構和每個模組的介面。
第三階段：設計複審階段，對前兩個階段所得到的高層軟體結構進行複審，必要時還可能需要對軟體結構做一些精化工作。

概要設計

概要設計的目的是描述系統的每個模組的內部設計，對整體設計和詳細設計承擔承上啟下的作用。

概要設計依照結構化設計方法進行設計。結構化設計方法的基本想法是：依照問題域，將軟體逐級細化，分解為不必再分解的的模組，每個模組完成一定的功能，為一個或多個父模組服務（即接受呼叫），也接受一個或多個子模組的服務（即呼叫子模組）。模組的概念，和程式語言中的子程式或函數是對應的。

概要設計階段把軟體依照一定的原則分解為模組層次，賦予每個模組一定的任務，並確定模組間呼叫關係和介面。

在這個階段，設計者會大致考慮並照顧模組的內部實現，但不會過多糾纏於此。主要集中於分割模組、指派任務、定義呼叫關係。 模組間的介面與傳參在這個階段要製定得十分細緻明確，需要寫出嚴謹的資料字典，避免後續設計產生不解或誤解。概要設計一般不是一次就能做到位，而是反覆地進行結構調整。典型的調整是合併功能重複的模組，或進一步分解可以重複使用的模組。在概要設計階段，應盡量提取可以重複使用的模組，建立合理的結構體系，節省後續環節的工作量。

概要設計文件最重要的部分是分層資料流程圖、結構圖、資料字典以及對應的文字說明等。以概要設計文件為依據，各模組的詳細設計就可以並行展開了。

詳細設計

詳細設計階段就是依據概要設計階段的分解，設計每個模組內的演算法、流程，為每個模組完成的功能進行具體的描述，要把功能描述轉變為精確的、結構化的過程描述。

詳細設計這個階段，各個模組可以分給不同的人去並行設計。設計者的工作對像是一個模組，根據概要設計賦予的局部任務和對外接口，設計並表達出模組的演算法、流程、狀態轉換等內容。 這裡要注意，如果發現有結構調整（如分解出子模組等）的必要，必須回到概要設計階段，將調整反應到概要設計文件中，而不能就地解決，不打招呼 。詳細設計文件最重要的部分是模組的流程圖、狀態圖、局部變數及對應的文字說明等。一個模組對應一篇詳細設計文件。

概要設計階段通常會得到軟體結構圖，詳細設計階段常用的描述方式有：流程圖、N-S 圖、PAD 圖、偽代碼等。而詳細設計的目的是描述某一個模組內部的處理流程、發展方法和編碼技巧。一般來說，詳細設計由專案簡介、模組說明（具體說明每個模組內部的流程、功能、邏輯、消耗以及未解決問題）、介面設計（包括內部介面和外部介面）、資料結構設計（包括物理結構和邏輯結構）、特殊處理等幾個部分構成。軟體的詳細設計，最終是將軟體系統的各個部分的具體設計方法、邏輯、功能採用文字方式進行表達。這樣在實作過程中，編碼人員原則上嚴格地按此進行程式碼實作即可。

寫程式碼

編寫程式碼可以遵循以下幾點原則：

先做核心模組的壓測：很多程式設計師，習慣把東西做完，然後等著快上線的時候才做效能測試，那麼如果前面設計出了問題，這個就很頭大了。當然，後期快上線的時候也要做效能測試，但前期的我認為還是很重要的。當然，做好這一點，需要懂一些業務，你要知道業務壓力在哪裡，業務請求的重點在哪裡，很多時候，產品經理不講，你也要問清楚。
確保流程可控：程式碼執行時一定要保持中間的輸出，比如說，每處理10 萬筆日誌，寫一條狀態日誌，記錄處理的日誌條目數和目前的執行時間。
多打日誌：很多時候，程式碼寫的自己也不是很滿意，例如某個處理效率不夠優化，某個處理的方法不夠簡潔，或者擴展性比較差，程式碼寫的很弱智，但可能短時間沒有辦法想清楚最合理的解決方案，考慮到上線初期這裡並不是重心所在，所以也不會特意去優化它，但這種情況下我傾向於留下註釋，並說明下一步優化的可能想法是什麼，或者想到的可行方案是什麼。
簡單易懂的邏輯：千萬不要把自己繞進去了，時間一長，誰都看不明白你的邏輯。如果邏輯真的很難在一個函數內完成，嘗試切分。
不要沉迷於框架：框架最大的問題是什麼？是過於繁冗的嵌套。為什麼我一直很煩框架？因為常常遇到需要一秒鐘幾千次請求的處理場景，那麼調優的時候，要從數不清的框架中尋找資料處理的邏輯，尋找效能卡點，可能改動程式碼只有兩行，但是找問題需要兩天。程式設計師記住，你的技術能力絕對不能被框架約束住。
使用熟悉、成熟的技術：很多人根本沒搞明白自己的障礙和問題在哪裡，根本不知道相關技術產品的優勢和劣勢在哪裡，看一堆第三方的數據評測，腦子一熱，去學新技術，然後，掉進坑裡出不來，如果是新創公司，可能專案就死在裡面了。在使用新技術前，建議全面了解該技術的特徵，適用範圍，以及不適用的範圍。

程式碼審核

眾所周知，在團隊中進行程式碼審查（Code Review）可以提升程式碼質量，分享專案知識、明確責任，最終達到建立更好的軟體、更好的團隊。

程式碼審核及其重要，一般來說每週都要做一次程式碼審核。首先，程式碼審核有利於你追蹤專案進度，我們能真實地看到手下的人進展如何，並且更早發現他們是否誤入歧途。有時候，手下會說“完成得差不多了！”，你去看代碼時發現什麼都沒有或只是一堆垃圾，諸如此類，總之離完成還很遙遠。在管理中，這種情況是最討厭的，所以我認為程式碼審查是避免這種麻煩的最佳方法。

單元測試

要認識單元測試，首先要明白什麼是「單元（Unit）」。所謂「單元」指的是程式碼呼叫的最小單位，實際上指的是一個功能塊（Function）或方法（Method）。所以單元測試指的就是對這些程式碼呼叫單元的測試。

單元測試是一種白盒測試，就是必須要對單元的程式碼細節很清楚才能做的測試。所以，單一元測試的編寫和執行都是由軟體工程師來做的。相對於單元測試，還有整合測試。 整合測試基本上都是黑盒子測試，主要是由測試人員根據軟體的功能手冊來進行測試，需要有專門的測試環境配合。整合測試又分功能測試、回歸測試等。

需要單元測試的程式碼實際上是開發人員自己寫的邏輯，測試邏輯所依賴的環境是否正常不是單元測試的目的。在環境存取程式碼中引入邏輯，只會讓邏輯更難測試，導致邏輯程式碼無法進行單元測試。因此，可單元測試的程式碼，才能夠採用單元測試。 判斷可測試的程式碼還有一個方法，就是看這個方法能否用一個 main 函數直接執行，如果可以的話就是可單元測試的程式碼。可測試的程式碼還有另一個特徵，就是該方法單元的參數，開發人員可以自由模擬，不需要依賴外部環境。

整合測試

整合測試，也叫組裝測試或聯合測試。在單元測試的基礎上，將所有模組依照設計要求組裝成為子系統或系統，進行整合測試。實踐表明，一些模組雖然能夠單獨地工作，但並不能保證連接起來也能正常的工作。一些局部反映不出來的問題，在全局很可能會暴露出來。

整合測試是在軟體系統整合過程中所進行的測試，其主要目的是檢查軟體單位之間的藉口是否正確。它根據整合測試計劃，一邊將模組或其他模組組合成越來越大的系統，一邊運行該系統，以分析所組成的系統是否正確，各個組成部分是否合拍。整合測試的策略主要有自頂向下和自底向上兩種。也可以理解為在軟體設計單元、功能模組組裝、集成為系統時，對應用系統的各個部件（軟體單元、功能模組介面、連結等）進行的聯合測試，以決定他們能否在一起共同工作，部件可以是程式碼區塊、獨立的應用程式、網路上的客戶端或伺服器端程式。

系統測試

系統測試階段包含系統測試方案及使用案例編寫、功能性測試、效能測試、 穩定性測試。

為了驗證需求分析所確定的功能是否齊全並正確實現，同時也要對安裝、部署、適應性、安全性、介面等非功能性需求進行測試。系統測試也有測試人員負責，應該在需求分析完成後進行設計，在整合測試完成後才實施。

功能性測試
一般由獨立測試小組採用黑盒方式來測試，主要測試系統是否符合「需求規格說明書」。在經過以上各階段測試確認之後，把系統完整地模擬客戶環境來進行的測試。系統測試是將已經確認的軟體、電腦硬體、週邊、網路等其他元素結合在一起，進行資訊系統的各種組裝測試和確認測試，其目的是透過與系統的需求相比較，發現所開發的系統與使用者需求不符或矛盾的地方，從而提出更完善的方案。

效能測試
驗證系統的穩定性和效率，檢查系統是否符合規定的效能要求。 效能測試通常選擇一些典型的功能，檢驗這些功能在大量使用者同時使用系統時系統是否穩定。效能測試由測試人員負責，可以在系統測試完成後進行，也可以對重要模組先進行效能測試，可以貫穿整個測試週期，目的是儘早發現系統的效能瓶頸並提早解決。

穩定性測試和效能測試都必須等到系統基本沒問題、趨於穩定時才有效果，否則很難順利測下去，出現異常也不能定位究竟是系統架構的問題，還是功能上的缺陷。

穩定性測試（也稱為可靠性測試）
透過給予系統載入一定的業務壓力，讓系統持續運作一段時間（一般為 7x24 小時），偵測系統是否能夠穩定運作。

產品發布

產品發布是系統測試結束後的最後一步，通常在軟體產品開發過程中不需要產品試製環節，可以直接上線，只需要係統測試員輸出系統測試報告並批准產品發布（上線）就可以了。

產品發布前需要透過產品發布說明會形式，對整個產品開發過程從立項開始回溯過程，指出整個過程中的不足點，總結經驗，為下一個專案提供經驗案例。這次會議可以透過正式會議形式召開，需要召集產品經理、主要開發人員、測試人員、上級領導等參與，準備充分，盡最大可能說清楚這個產品發布之後的效果、效益，為上線後的價值評估做準備。這一環節不可缺少，即便在網路公司，迭代速度很快的情況下，這一環節也需要滿足。

開發過程複盤

其實開發過程系統裡並沒有這個過程，但是我個人認為它很重要。

所有的總結，只有帶著問題去思考才會有收穫，這就是複盤。不論我說多少，如果沒有類似的經驗，就很難有強烈的共鳴。我覺得看清一個問題最好的方式，就是你曾經處在一個問題的兩個不同的角色。

總結專案經驗教訓的目的，在於總結問題、分析原因，避免以後犯下同樣的錯誤，而不是追究誰的責任。

假設一個需求理解的缺陷，如果在需求階段發現，修改一下可能只要一個小時，但是如果到了設計完成時發現這個缺陷，因為涉及的人員、文檔增多，估計要一天時間，而如果等到程式碼都寫完成時才發現這個缺陷，可能需要十天八天了。如果缺陷沒被發現，而是直接到了生產系統呢？這就不是工作量的問題了，估計損失就難以估計了。 在品質管理的理論中，缺陷每延遲一個階段被發現，修復的代價就要乘上十倍。