Langlebige Softwarearchitekturen der Weg aus den technischen Schulden

Transkript

1 Langlebige Softwarearchitekturen der Weg aus den technischen Schulden Dr. Carola //// Hans-Henny-Jahnn-Weg 29 //// HAMBURG 1

2 Business-Software, die Spaß macht! Software- Architektur Leitstand und Interaktion Anforderungsermittlung Individualsoftware WPS Workplace Solutions GmbH //// Seite 5 2

3 Diplom-Informatikerin Dr. Carola Lilienthal cl@wps.de //// Seite 6 Software-Entwicklung/Einführung = Expedition Zwischenergebnisse zum Überprüfen der Richtung Tatsächliche Lösung am Projektende Entscheidungsspielraum Unschärfe, im Projektverlauf abnehmend Anvisiertes Ziel der 1. Iteration Projektbeginn Zu Projektbeginn geplante Lösung Gernot Starke //// Seite 7 3

4 Aus klein wird groß, aber es funktioniert immer! //// Seite //// Seite 9 4

5 Änderungen Backlog //// Seite 10 Pair Programming //// Seite 11 5

6 Pair-Programming //// Seite 12 Verteiltes Pair Programming //// Seite 15 6

7 Verteiltes Pair Programming //// Seite 16 Mob Programming //// Seite 17 7

8 Mob Architecting Architekturanalyse im Team //// Seite 21 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 22 8

9 Architekturziele für Langlebigkeit Architekturziel 1: Erweiterbarkeit schnelle Anpassungen schnelle Fehleranalyse Handlungssicherheit Stabilität Architekturziel 2: Flexibilität Varianten von Geschäftsprozessen Geänderte Anforderungen Serviceorientierung und Skalierbarkeit Baukastenprinzip //// Seite 23 Womit verbringen wir unsere Zeit? - revisited 10% 20% 70% Code verstehen Problem lösen Code schreiben //// Seite 24 9

10 Ausmaß an technischen Schulden hohe Schulden geringe Schulden Wartung und Erweiterung Architekturerneuerung Funktionalität pro Zeiteinheit Gleichbleibender Aufwand für Wartung //// Seite 25 Ausmaß an technischen Schulden hohe Schulden Architekturerosion geringe Schulden Wartung und Erweiterung Architekturerneuerung Funktionalität pro Zeiteinheit Gleichbleibender Aufwand für Wartung //// Seite 26 10

11 Ausmaß an technischen Schulden hohe Schulden Architekturerosion Refactorings geringe Schulden Wartung und Erweiterung Architekturerneuerung Funktionalität pro Zeiteinheit Gleichbleibender Aufwand für Wartung //// Seite 27 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 28 11

12 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 //// Seite 31 12

13 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata //// Seite //// Seite 36 13

14 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 39 Modularität Hohe Kohäsion und lose Kopplung Separation of Concerns Single Responsibility Principle //// Seite 41 14

15 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 42 Hierarchien //// Seite 43 15

16 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Hierarchisierung Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 45 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Hierarchisierung Musterkonsistenz Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 50 16

17 Technische Schichtung Hierarchien in Architekturebene: Schichten und Module Fachliche Schichtung Fachliches Modul A Fachliches Modul B Fachliches Modul C User Interface Application Domain //// Seite 51 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 52 17

18 Fachliche Schichtung misslungen Technische Schichtung Fast alle 90 fachlichen Komponenten brauchen sich gegenseitig Keine fachliche Schichtung Wenige Schichtenverletzungen //// Seite 53 Hierarchien auf Klassenebene Auswirkung auf: Wartbarkeit Austauschbarkeit Testbarkeit Modularität Musterkonsistenz Hierarchien auf allen Ebenen einführen //// Seite 54 18

19 119 Klassen aus 4 Komponenten + 28 weitere Klassen //// Seite 59 Große Zyklen sichtbar machen 327 Klassen aus 8 Komponenten brauchen sich gegenseitig //// Seite 60 19

20 //// Seite 61 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Hierarchisierung Musterkonsistenz Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 62 20

21 Uneven Modules 9 Komponenten = 17 Subsysteme //// Seite 63 Uneven Modules Ein großer Monolith mit vielen kleinen Satelliten LOC LOC Häufige Ursache: Build-System, das Zyklen verbietet //// Seite 64 21

22 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 67 Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn! Kognitive Mechanismen Chunking Bildung von Hierarchien Aufbau von Schemata Modularität Hierarchisierung Musterkonsistenz Einfache, einheitliche Architektur //// Seite 69 22

23 Muster auf Architekturebene: Vier Module Modul Grün Modul Lila Modul Orange Modul Blau //// Seite 70 Musterkonsistenz: Was finden wir? Ist die Abbildung der Architektur in der Struktur des Codes zu erkennen? //// Seite 71 23

24 Schichtung durch Muster Muster sinnvoll eingesetzt //// Seite 72 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 73 24

25 Gute umgesetzte Mustersprache Service Processes Eventer 90% des Sourcecodes lässt sich den Mustern zuordnen 0,1% Verletzungen in den Mustern //// Seite 74 Entdeckung einer Mustersprache 80% des Sourcecodes lässt sich den 23 Mustern zuordnen 4% Verletzungen in den Mustern //// Seite 76 25

26 Fehlende und unbekannte Muster Fachliches Modul View Model Con trol Service BusinessObject?? SelectionSupporter? ValueObject //// Seite 77 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 78 26

27 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 Degraph jqassistant //// Seite 79 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 80 27

28 Qualität von Softwarearchitekturen - Java, C#, C++, ABAP, PHP //// Seite 82 Diplom-Informatikerin Dr. Carola Lilienthal cl@wps.de cl@wps.de //// Seite 84 28

29 Schulungen zu Architektur und Domain-Driven Design wps.de/schulung 29