Langlebige Softwarearchitekturen - technische Schulden beherrschen und abbauen

Transkript

1 Langlebige Softwarearchitekturen - technische Schulden beherrschen und abbauen Dr. Carola Lilienthal, //// Hans-Henny-Jahnn-Weg 29 //// HAMBURG 1

2 Business-Software die Spaß macht 2

3 3

4 Business-Software die Spaß macht 4

5 5

6 6

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8 Diplom-Informatikerin Dr. Carola Lilienthal cl@wps.de //// Seite 21 8

9 Expertise zu Architekturanalyse //// Seite //// Seite 24 9

10 Ausmaß an technischen Schulden hohe Schulden Hoher, unplanbarer Aufwand für Wartung Architekturerosion Refactorings geringe Schulden Wartung und Erweiterung Architekturerneuerung Funktionalität pro Zeiteinheit Gleichbleibender Aufwand für Wartung //// Seite 29 Architekturziele für Langlebigkeit Architekturziel 1: Wartbarkeit schnelle Fehleranalyse schnelle Anpassungen Handlungssicherheit Stabilität Architekturziel 2: Flexibilität Varianten von Geschäftsprozessen Geänderte Anforderungen Serviceorientierung und Skalierbarkeit Baukastenprinzip //// Seite 31 10

11 Architekturanalyse: Was ist das? Findet sich die geplante Architektur (Soll-Architektur) in der Strukturen der implementierten Software (Ist-Architektur) wieder? Soll-Architektur Ist-Architektur Plan mit Klassen = Directories Packages Namespaces Subsysteme Komponenten Module Schichten Sourcecode //// Seite 32 Mob Architecting Architekturanalyse im Team //// Seite 33 11

12 Womit verbringen wir unsere Zeit? - revisited 10% 20% 70% Code verstehen Problem lösen Code schreiben //// Seite 34 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata //// Seite 36 12

13 //// Seite 37 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 40 13

14 Modularität Hohe Kohäsion und lose Kopplung Separation of Concerns Single Responsibility Principle //// Seite 42 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 43 14

15 Hierarchien //// Seite 44 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Hierarchisierung Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 46 15

16 Technische Schichtung Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Hierarchisierung Musterkonsistenz Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 51 Hierarchien in Architekturebene: Schichten und Module Fachliche Schichtung Fachliches Modul A Fachliches Modul B Fachliches Modul C User Interface Application Domain //// Seite 52 16

17 Zwei Dimensionen einer Architektur Technische Schichtung Fachliche Schichtung Eine Komponente verursacht die Probleme Schwer zu behebende Verletzungen Leicht zu behebende Verletzungen Eine Komponente verursacht die Probleme //// Seite 53 Fachliche Schichtung misslungen Technische Schichtung Fast alle 90 fachlichen Komponenten brauchen sich gegenseitig Keine fachliche Schichtung Wenige Schichtenverletzungen //// Seite 54 17

18 Hierarchien auf Klassenebene Auswirkung auf: Wartbarkeit Austauschbarkeit Testbarkeit Modularität Musterkonsistenz Hierarchien auf allen Ebenen einführen //// Seite Klassen aus 4 Komponenten + 28 weitere Klassen //// Seite 60 18

19 Große Zyklen sichtbar machen 327 Klassen aus 8 Komponenten brauchen sich gegenseitig //// Seite //// Seite 62 19

20 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Hierarchisierung Musterkonsistenz Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 63 Uneven Modules 9 Komponenten = 17 Subsysteme //// Seite 64 20

21 Uneven Modules Ein großer Monolith mit vielen kleinen Satelliten LOC LOC Häufige Ursache: Build-System, das Zyklen verbietet //// Seite Build Units mit Anzahl Klassen 3 Mio von 9 Mio LOC 1/3 des Systems //// Seite 66 21

22 5.270 Klassen in einem Zyklus in einer BuildUnit //// Seite 67 Modularität: Ausgewogene Größenverhältnisse Ist das System auf den verschiedenen Ebenen ausgewogen? Welche Code-Abschnitte fallen durch ihre Größe besonders auf? Typische Metriken: LOC pro Methode, Klasse, Package, Komponenten Duplizierter Code Zyklomatische Komplexität Anti-Pattern Godclass //// Seite 68 22

23 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Hierarchisierung Musterkonsistenz Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 70 Muster auf Architekturebene: Vier Module Modul Grün Modul Lila Modul Orange Modul Blau //// Seite 71 23

24 Musterkonsistenz: Was finden wir? Ist die Abbildung der Architektur in der Struktur des Codes zu erkennen? //// Seite 72 Muster sinnvoll eingesetzt //// Seite 73 24

25 Schichtung durch Muster Muster auf Klassenebene: Entwurfsmuster und Mustersprachen Fachliches Modul User Interface GUI Window View Model C o n tr o l Application Service Domain BusinessObject ValueObject //// Seite 74 Gute umgesetzte Mustersprache Service Processes Eventer 90% des Sourcecodes lässt sich den Mustern zuordnen 0,1% Verletzungen in den Mustern //// Seite 75 25

26 Entdeckung einer Mustersprache 80% des Sourcecodes lässt sich den 23 Mustern zuordnen 4% Verletzungen in den Mustern //// Seite 77 Fehlende und unbekannte Muster Fachliches Modul View Model Con trol Service BusinessObject?? SelectionSupporter? ValueObject //// Seite 78 26

27 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Hierarchisierung Musterkonsistenz Zuständigkeit Kopplung Größenverhältnisse Schnittstellen Zyklenfreiheit auf allen Ebenen Einheitliche und durchgängige Muster //// Seite 79 Kostenfreie Werkzeuge SonarQube: Leitstand für Qualitätsmetriken Plattform für vielfältige Plugins JDepend: wenige Metriken einfache Abhängigkeitsanalyse JDepend + Google Architecture Rules: einfache Architekturbeschreibung Ndepend/CDepend: Metriken Abhängigkeitsanalyse XRadar: Analyse von Java-Projekten via maven Reports bezüglich Komplexität und Architekturverletzungen Moose Code City //// Seite 80 27

28 Kommerzielle Produkte Axivion Bauhaus: Java, C#, C/C++, Ada, VB und Cobol Lattix: Java,.Net, C/C++, Ada, Delphi und DB-Systeme Structure101: Java, C++, Ada SotoArc und Sonargraph: Java, C#, C/C++, ABAP, PHP Teamscale: C#, Java Seerene: Java, C#, C/C++, ABAP //// Seite 81 Qualität von Softwarearchitekturen - Java, C#, C++, ABAP, PHP //// Seite 83 28

29 Diplom-Informatikerin Dr. Carola Lilienthal cl@wps.de //// Seite 85 Schulungen zu Architektur und Domain-Driven Design wps.de/schulung 29