Feedback-Based Development: Wie kann Softwarequalität gesteigert werden?

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1 Feedback-Based Developmet: Wie ka Softwarequalität gesteigert werde? Feedback-Based Developmet: Wie ka Softwarequalität gesteigert werde? Die Softwareetwicklug uterliegt i de letzte Jahre eiem starke Wadel durch die zuehmede Verbreitug ud Awedug vo agile Vorgehesweise. Als Grudlage werde oft die Prizipie des agile Maifests vo Ket Beck et al. heragezoge. Eie städige Apassug a sich veräderde Aforderuge sowie die Optimierug des eigee Vorgehes solle zu eier effizietere Softwareetwicklug führe. I de Fokus rückt u stärker die Qualität der Software, damit Fehler vermiede oder scheller idetifiziert ud behobe werde. I diesem Artikel möchte wir eie Methode vorstelle, mit der die Qualität der Software weiter gesteigert werde ka. Da viele der heute eigesetzte agile Vorgehesweise, beispielsweise Scrum (vgl. [Sch13]) oder Kaba (vgl. [Toy]), keie direkte Atwort darauf liefer, wie wir das Ziel der hohe Softwarequalität erreiche köe, werde diese i der Praxis mit verschiedeste Methode, z.b. Test-Drive Developmet (TDD) (vgl. [Bec02]), Pair Programmig (vgl. [Wel97]) ud Cotiuous Itegratio (CI) (vgl. [Fow06]), kombiiert. Uterstützt werde diese durch Werkzeuge i der Etwicklug, die eie automatische Codeaalyse durchführe, um schell Feedback über Abweichuge zu defiierte Vorgabe zu erhalte. Doch reiche diese Asätze wirklich aus, um zum bestmögliche Ergebis zu komme? Kleie Äderug, große Auswirkug Usere Erfahruge aus aktuelle Projekte zeige, dass bereits kleie Äderuge a der Codebasis große Auswirkuge habe köe. Folgedes Beispiel soll dies verdeutliche: Ei Etwickler muss für sei zu etwickeldes Feature eie wichtige Kofiguratiosdatei für Testzwecke temporär apasse. Nachdem er seie Arbeit abgeschlosse hat, stellt er dieses Feature direkt dem gesamte Team über das gemeisam verwedete Versioskotroll-System zur Verfügug. Versehetlich wurde aber auch die Äderug a dieser Kofiguratiosdatei mit ausgewählt ud übertrage. Jeder Kollege, der diese Äderug bei sich awedet, steht u vor dem Problem, dass die Awedug bei ihm icht mehr korrekt fuktioiert. Im schlimmste Fall ka folgeder Effekt eitrete: Jeder Etwickler begibt sich auf Fehlersuche, da uklar ist, woher das Problem kommt ud wodurch es verursacht wurde. Diese uachtsam übertragee Äderug führt folglich dazu, dass die eigetliche Hauptaufgabe der Etwickler das Etwickel euer Features, das Behebe vo Fehler usw. uterbroche werde muss. Die Wahrscheilichkeit für das Auftrete solcher Probleme steigt mit der Teamgröße a. Die Qualität der Software spiegelt sich icht ur beim Edbeutzer wider, soder drückt sich auch durch eie effizietere Zusammearbeit des Teams aus. Maßahme zur Erhöhug dieser Qualität sollte somit fester Bestadteil währed der Etwicklug sei. Lösugsasatz Als diese Probleme vor ei paar Jahre zuehmed i mehrere Kudeprojekte auftrate, musste Maßahme erarbeitet werde, wie ma diese frühzeitig etgege wirke ka. Zu dieser Zeit erlagte dezetrale Versiosverwaltugs-Systeme immer mehr a Bedeutug ud es etstade Software-Kollaboratiosplattforme, wie beispielsweise GitHub (vgl. [Git13-a]). Ei zetraler Aspekt dieser Plattforme, basiered auf de Möglichkeite dezetraler Quellcode-Verwaltugssysteme, ist die Eifachheit der Zusammearbeit über das so geate Forke (auch Abspaltug geat, vgl. [Wik]) eies bestehede Projekts. Hierdurch ist es möglich, dass jeder projektfremde Etwickler Äderuge Abb. 1: Taskboard mit offee Tasks. durchführe darf ud diese dem Projekt als Äderugsvorschlag zur Verfügug stelle ka. Das Projektteam etscheidet da darüber, ob der Äderugsvorschlag valide ist ud de eigee Qualitätsasprüche geügt. Erst ach itesiver Begutachtug sowie gegebeefalls otwediger Überarbeitug wird die Äderug schlussedlich akzeptiert ud i die Awedug itegriert. Dieser Asatz hat sich i de letzte Jahre speziell i der Ope-Source-Etwicklug durch folgede zwei Keraspekte bewährt: Jeder darf Äderuge eibrige. Diese werde durch ei zuvor durchgeführtes Code-Review i de Hauptetwicklugszweig überführt. I heutige Software-Etwicklugsprojekte ka dieser zweite Aspekt des Reviews zetral i das Etwicklugsvorgehe itegriert eie deutliche Mehrwert liefer. A dieser Stelle möchte wir eie Weg vorstelle, wie der Asatz i verschiedee Projekte erfolgreich umgesetzt werde kote. Vorgehe Das Vorgehe, das im weitere Verlauf beschriebe wird, habe wir i usere Pro- 8

2 Abb. 2: Taskboard, um de Zustad I Feedback erweitert. jekte uter dem Name Feedback-Based Developmet (FBD) eigeführt. Da heutzutage oft ach Scrum vorgegage wird, bezieht sich die achfolgede Beschreibug teilweise auf diese agile Vorgehesweise. Das Scrum-Framework ist allerdigs keie Voraussetzug. FBD ka auch mit alle adere agile ud icht agile Vorgehesmodelle i der Softwareetwicklug kombiiert ud eigesetzt werde. Als Grudlage zur Beschreibug dieser Methode diee die Aforderuge, die i Scrum uter aderem als User-Storys formuliert ud i eizele Tasks realisiert werde. Taskboard I Abbildug 1 sehe wir exemplarisch eiige Tasks, die auf eiem simple Taskboard mit drei bekate Zustäde Offe, I Bearbeitug ud Fertig dargestellt werde. User Teammitglied, de wir im Folgede Bob ee, wählt hier eie Task aus, bearbeitet diese ud stellt das Ergebis ach Fertigstellug alle Kollege direkt zur Verfügug. Wie aber user obiges Beispiel a der veräderte Kofiguratiosdatei zeigt, ka sich hier eie ugewollte Äderug eigeschliche habe, die icht ethalte sei dürfte. Aus diesem Grud ist es etscheided, das Ergebis jedes Tasks vorher zu betrachte, bevor es zur Verfügug gestellt wird. Dieser Schritt wird i userem Taskboard durch eie eue Zustad mit dem Name I Feedback repräsetiert (siehe Abbildug 2). Agewedet auf user Szeario mit Bob bedeutet dies: Sobald der Task fertig ist, wird dieser icht wie üblich direkt geschlosse. Stattdesse wird das etstadee Artefakt i de Feedback-Zustad übergebe. Ei beliebiges aderes Teammitglied im Folgede Jae geat immt sich u der Aufgabe a, dieses Artefakt ahad vo defiierte Kriterie zu beurteile. Das Ziel hierbei ist icht, dass Jae eie isolierte Betrachtug durchführt, soder bei Fragestelluge eg mit Bob zusammearbeitet. Die Ergebisse umfasse sowohl eifache Kommetare, die icht eigehalte Code- Richtliie betreffe, als auch grudlegede ud komplexe Theme, wie beispielsweise die folgede: Bewertug der fachliche ud techische Umsetzug. Prüfug der geäderte Kofiguratiosdateie, Build- sowie Deploymet- Skripte. Abgleich, ob die Aforderug/User Story erfüllt ist. Itegratio i die Gesamtarchitektur. Eibidug bzw. korrekte Beutzug des vorhadee Gesamt-Frameworks. Umsetzug otwediger Tests. Idetifizierug vo weitere otwedige Apassuge, die über de aktuelle Task hiausgehe. Iterativer Abstimmugsprozess Bob ud Jae stimme sich über die Ergebisse ab ud bestimme die otwedige Maßahme, die Bob och durchführe muss, bevor das erzeugte Artefakt akzeptiert ud alle adere Teammitglieder zur Verfügug gestellt wird. Dies ka als iterativer Prozess verstade werde, der so oft durchgeführt wird, bis auf beide Seite das gleiche Verstädis über de Task hergestellt wurde ud alle offee Pukte geklärt sid. Der Zustad I Feedback ist icht ur auf Tasks awedbar, die ei programmatisches Ergebis liefer, soder auf alle Artefakte, die im Rahme eies Tasks erarbeitet wurde. Dazu gehöre also uter aderem auch: Dokumetatioe, Grafike, Modelle ud Deploymet-Skripte. Für Jae ergibt sich somit der Vorteil, dass das Wisse über die Aufgabe sowie dere kokrete Umsetzug auch bei ihr bekat ist. Der positive Effekt, der hier etsteht, ist eie starke Verteilug des Wisses im Team. Sollte Bob eimal ausfalle, wäre Jae i der Lage, a der Aufgabe weiterzuarbeite bzw. Probleme zu idetifiziere ud zu löse. Das Vorgehe defiiert icht, wer diese Rolle, die aktuell vo Jae ausgeführt wird, eiehme darf. Sie ka vo jedem Teammitglied überomme werde. Es ist allerdigs sivoll, dass sich jemad für die Feedback-Aufgabe etscheidet, der de Ihalt des erzeugte Artefaktes zu eiem Großteil beurteile ka. Natürlich ist es icht möglich, dass jedes Teammitglied all diese Theme perfekt bewerte ka. Aus diesem Grud bietet es sich a, auf Expertewisse zu Spezialtheme im Team zurückzugreife, um diese besser bewerte zu köe. I eiem Scrum-Kotext sollte die vorher geate Pukte auch zum Bestadteil der Defiitio of Doe (DoD) gemacht werde. I adere Vorgehesmodelle, i dee das Kozept eier DoD icht vorhade ist, sollte midestes eie mit dem Team abgestimmte Checkliste existiere, die da als Grudlage für die Bewertug verwedet werde ka. Mit dem Abschluss der beschriebee mauelle Begutachtug ist allerdigs der Zustad I Feedback für de Großteil der Ergebis-Artefakte (Quellcode, Skripte usw.) och icht abgeschlosse. Ei weiterer wichtiger Bestadteil ist die Nutzug eies Cotiuous-Itegratio- sowie Cotiuous-Deploymet/Delivery-Asatzes (vgl. [Fow13]), mit dem das Artefakt gebaut, getestet ud bei Bedarf automatisiert auf eier verfügbare Umgebug veröffetlicht wird. Erst we dieser Schritt erfolgreich durchgeführt wurde, darf das Artefakt jedem Teammitglied zur Verfügug gestellt werde, ud der Task ist abgeschlosse. Aufwad Viele Leser sid jetzt sicherlich der Meiug, dass dieses Vorgehe eie hohe zusätzliche Aufwad hervorruft. Diese Bedeke spürte wir auch i de Projekte, i dee wir de Asatz vorgestellt ud eigeführt habe. Erfahrugsgemäß kote wir pro Task eie Aufwadssteigerug vo 10 bis 20 01/2014 9

3 Feedback-Based Developmet: Wie ka Softwarequalität gesteigert werde? Isolierte Etwicklug: Temporäre Äderuge eies Etwicklers beeiträchtige icht die Arbeit der adere Etwickler. Kollaboratiosplattform: Plattform, die eie effiziete Zusammearbeit ermöglicht ud de Austausch zwische de Etwickler fördert. Abb. 3: Isolierte Etwicklug. Prozet feststelle. Das hägt aber atürlich auch stark vom zu überprüfede Artefakt ab. Eie eifache Dokumetatio ka im Vergleich zu eier kleie, aber sehr komplexe Kompoete viel scheller bewertet werde ud durchläuft de Feedback-Zyklus meist icht so häufig. Durch diese ivestierte Mehraufwad köe allerdigs frühzeitig wertvolle Maßahme idetifiziert ud durchgeführt werde, die uter aderem zu weiger Bugs, reduzierte achträgliche Refactorig-Arbeite ud dadurch zu eiem gerigere Risiko für das Projekt führe. I eiem userer Projekte kote wir mit diesem Vorgehe i eiem Zeitraum vo eiem Jahr eie Reduktio der Bugs um ugefähr 30 Prozet pro Etwickler messe. Bezoge auf user Beispiel mit der veräderte Kofiguratiosdatei wäre kei Teammitglied blockiert gewese. Das Team hätte effiziet weiterarbeite köe ud der zusätzliche zeitliche Aufwad für de Feedback-Zyklus wäre i diesem Fall mehr als ausgegliche. Diese frühzeitige Erkeug ud Behebug fördert die Qualität Abb. 4: Nutzugsstatistik über die bekate Versioskotrollsysteme. ud reduziert de Aufwad, der zu eiem spätere Zeitpukt ivestiert werde müsste, um dasselbe Ergebis zu erreiche. Es verhält sich hier aalog zu dem weit verbreitete Verstädis der Fehlerbehebug: Je früher ei Fehler idetifiziert ud behobe wird, desto iedriger ist der Aufwad ud etspreched geriger sid die zusätzliche Koste für das Projekt (vgl. [Boe01]). Isolierte Etwicklug Für eie erfolgreiche Awedug vo FBD ist es uerlässlich, dass die i Bearbeitug befidliche Tasks isoliert voeiader etwickelt werde köe. Nur durch eie isolierte Etwicklug ist es möglich, dass uvollstädige oder fehlerafällige bzw. icht qualitätsgeprüfte Etwicklugsstäde keierlei Auswirkuge auf die Arbeit aderer Teammitglieder habe (siehe Abbildug 3). Daraus resultiert, dass die Codebasis eies Tasks immer auf dem aktuell gültige stabile Etwicklugsstad beruht. Dieser wird ur durch FBD-geprüfte Artefakte aktualisiert. Der Asatz der isolierte Etwicklug lässt sich mit Versioskotroll-Systeme, beispielsweise Subversio oder CVS, icht optimal umsetze. Im ächste Abschitt stelle wir Werkzeuge vor, die es ermögliche, FBD ideal abzubilde. Werkzeuguterstützug Ist es möglich, die FBD-Methode ohe Tools durchzuführe? Vielleicht. Würde wir dazu rate? Eher icht, da der Aufwad des Vorgehes sost erheblich größer sei ka. Das hägt vor allem damit zusamme, dass die Teammitglieder eie Plattform beötige, um ihr Feedback festzuhalte ud sich darüber auszutausche. Bei der Auswahl der Werkzeuge sollte ma grudsätzlich die folgede beide Aspekte berücksichtige: Für de Aspekt der isolierte Etwicklug hat sich der Eisatz eies dezetrale Versioskotroll-Systems (DVCS) bewährt. I de letzte Jahre hat sich gaz klar das vo Lius Torvalds iitiierte Projekt Git (vgl. [Git13-b]) als führedes DVCS gerade im Bereich der Eterprise-Etwicklug behauptet. Dies wird auch durch de Aalytics Service Ohloh (vgl. [Ohl]) i Abbildug 4 deutlich. Durch die vielseitige Möglichkeite, die us Git bietet, erhöht sich allerdigs die Komplexität ud somit auch der iitiale Aufwad, um das Werkzeug effiziet awede zu köe. Dies bestätigt auch usere i diverse Projekte ud Schuluge gewoee Erfahrug. Hier hat sich gezeigt, dass die Eistiegshürde für eie erfolgreiche Awedug im Vergleich zu beispielsweise Subversio für die Teilehmer sehr hoch sei ka. Um mit dem dezetrale Asatz vo Git i eiem Etwicklugsteam besser umgehe zu köe, bietet es sich a, eie Kollaboratiosplattform eizuführe, die de zweite Aspekt perfekt abdeckt. Gerade i diesem Bereich sid i de letzte Jahre eiige Lösuge etstade, die meist ohe große Aufwad eigesetzt werde köe. Eie klare Favorite zu ee, fällt hier allerdigs schwer. I Tabelle 1 befidet sich eie kurze Auflistug eiiger bekater Plattforme, vo dee eie für de spezifische Projektkotext ausgewählt werde ka. Ei wichtiges Kriterium für die geeigete Auswahl ist sicherlich die Frage, ob ma auf eie gehostete Service zurückgreife möchte. Dem Vorteil der icht beötigte eigee Ifrastruktur steht der Nachteil gegeüber, dass die Date des Projekts icht im eigee Uterehme, soder auf de Server des Diestleisters liege. Ei weiteres, oftmals wichtiges Kriterium ist die Möglichkeit der Erweiterug ud Apassug eier Plattform a die eigee Aforderuge ud Ifrastruktur. Dies ist bei Ope-Source-Projekte isgesamt stärker gegebe als bei de aufgeführte kommerzielle Produkte. Diese lasse sich we überhaupt ur durch Plug-Is erweiter. 10

4 Plattform URL Kommerziell Hosted Service Ope-Source Atlassia BitBucket > 5 Beutzer Ja Nei Atlassia Stash Ja Nei Nei Gerrit Nei Nei Ja GitHub für Ope Source Nei Ja Nei GitHub Ja Ja Nei GitHub Eterprise Ja Nei Nei GitLab Nei Nei Ja Gitorious für Ope Source Nei Ja Nei Gitorious (eigee Istallatio) Nei Nei Ja Tabelle 1: Kollaboratiosplattforme. Beispiel: Gitorious Am Beispiel vo Gitorious (siehe Tabelle 1) ud usere Teammitglieder Bob ud Jae möchte wir de Aspekt eier Kollaboratiosplattform äher erläuter. Gitorious bietet die Möglichkeit, Projekte ud dazugehörige Repositories zu erstelle. Ei zetrales Repository ka hierbei als Basis für das gesamte Team verwedet werde. Dieses Repository ethält de aktuell gültige Etwicklugsstad daher wird es oftmals auch Blessed Repository geat. Dieser Stad wird vo jedem Teammitglied als Basis für seie Task verwedet. Sollte Bob seie ausgewählte Task bearbeitet ud diese i de Zustad I Feedback versetzt habe, so gibt er das resultierede Artefakt als so geate Merge Request auf. Ei Merge Request ist als isolierte Afrage vo eiem Teammitglied zu verstehe, desse Ziel es ist, auf de stabile Etwicklugszweig überführt zu werde. Dieser taucht deshalb auch i eier zur Bearbeitug freigegebee Übersichtsliste auf, aus der sich jedes Teammitglied bediee ka. I userem Fall bearbeitet Jae de Merge Request vo Bob ud hat die Möglichkeit, diese zu betrachte ud direkt zu kommetiere. Zusätzlich köe die Äderuge bei Bedarf vo Jae auf ihrer lokale Umgebug getestet ud Abb. 5: Ablauf eies Merge-Requests i Gitorious. 01/

5 Feedback-Based Developmet: Wie ka Softwarequalität gesteigert werde? fachlich a der lauffähige Awedug bewertet werde. Jae ud Bob stimme sich da ab ud etscheide gemeisam, was och als otwedige Verbesserug eifließe sollte. Abbildug 5 stellt diese Vorgag stark vereifacht dar. Nebe der rei mauelle Bearbeitug, die durch Jae erfolgte, ist es möglich, de verfügbare Cotiuous-Itegratio-Asatz (CI) dahigehed zu erweiter, dass eie automatische Bearbeitug erfolgt, sobald ei Merge Request erstellt wurde. Das ka vo eiem eifache Build bis hi zum vollstädige Deploymet sowie der Ausführug vo Itegratios- ud UI-Tests gehe. Im Gegesatz zu der beschriebee otwedige CI-Ausführug für eie edgültige Bewertug ka dieser Schritt bei Bedarf erfolge. Der Vorteil hiervo ist, dass wir bereits zum Zeitpukt der Erstellug des Merge Requests ei automatisiertes Feedback erhalte. I usere kokrete Projekte habe wir dafür de CI-Server Jekis (vgl. [Je]) im Eisatz. Die beide Systeme Gitorious ud Jekis habe wir jeweils so agepasst, dass eie stärkere Iteraktio zwische diese möglich wurde. Das Ergebis eies Laufes wird automatisiert im Merge Request dokumetiert ud ka somit jederzeit eigesehe werde. Literatur & Liks [Bec02] K. Beck, Test Drive Developmet. By Example, Addiso-Wesley Logma 2002 [Boe01] B. Boehm, Software Defect Reductio Top 10 List, 2001, siehe: [Fow06] M. Fowler, Cotiuous Itegratio, 2006, siehe: [Fow13] M. Fowler, Cotiuous Delivery, 2013, siehe: [Git13-a] GitHub Ic., siehe: [Git13-b] Git, siehe: [Je] Jekis, siehe: [Sch13] K. Schwaber, J. Sutherlad, The Scrum Guide, 2013, siehe: https://www.scrum.org/portals/0/documets/scrum%20guides/2013/scrum-guide.pdf#zoom=100 [Toy] Toyota, Just-i-Time, siehe: [Wel97] D. Wells, Pair Programmig, 1997, siehe: [Wik] Wikipedia, Abspaltug (Softwareetwicklug), siehe: werde. Durch de itesivere Austausch i fachliche sowie techische Theme wurde viel früher Probleme idetifiziert ud gemeisam Lösuge etwickelt, die sich als stabiler ud zukuftssicherer dargestellt habe. Besoders präged war die Aussage eies Teammitglieds, der ach eiige Woche Folgedes sagte: Feedback-Based Developmet hat, ebe der Eiführug der agile Vorgehesweise, maßgeblich zur Verbesserug der Software beigetrage. Fazit Der Erfolg vo FBD hägt letztlich stark davo ab, wie es i das bereits vorhadee Vorgehe itegriert wird. Ei etscheideder Faktor ist, dass die Methode vo alle Teammitglieder ud Stakeholder akzeptiert ud aktiv gelebt wird. Das Wie etscheidet, ob sich der pro Task ivestierte Aufwad i eiem Mehrwert für das gesamte Team widerspiegelt. Durch eie richtige Awedug köe die iitial gewüschte Ziele wie eie Steigerug der Softwarequalität, eie Verteilug des Wisses ud ei gemeisames Verstädis des Produkts besser erreicht werde. I de Projekte, i dee das vorhadee Vorgehe mit dieser Methode erweitert wurde, kote bereits ach weige Woche eie stärkere Teamzusammearbeit festgestellt Die Autore Patrice Bouillet ist als techischer Projektleiter ud Performace-Egieer für JEE-Aweduge uterwegs. Er veratwortet die techische Weiteretwicklug eies vo der NovaTec GmbH etwickelte Performaceaalyse-Werkzeugs. Dirk Maucher ist als zertifizierter Scrum Master ud Projektleiter im Eisatz. Nebe der Uterstützug zur Awedug vo agile Methode i Kudeprojekte liegt sei techischer Schwerpukt im Bereich Applicatio Lifecycle Maagemet, de er i der NovaTec veratwortet. 12

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