You should not be a if-else coder, should be a complexity conquer.
——Frank
這篇文章,是對之前我在《阿裡進階技術專家方法論:如何寫複雜業務代碼?》說的“自上而下的結構化分解 + 自下而上的抽象模組化”方法論的更新。因為在之前的方法論中,我們缺少一個多元度看問題的視角,這種次元思維的缺失,可能會導緻miss掉一些重要的業務資訊,進而使我們制定軟體設計政策的時候,陷入困難。
有了次元思維,我們便可以更加方面的去看清業務的全貌,更加全面的掌握業務資訊,進而幫助我們更加體系化的去治理複雜性。
從if-else說起
我經常說,我們不要做一個if-else coder。這裡的if-else,不是說我們在coding的時候不能使用if-else,而是說我們不應該簡陋地用if-else去實作業務的分支流程,因為這樣随意的代碼堆砌很容易堆出一座座“屎山”。
業務的差異性是if-else的根源。以零售通的商品業務為例。不同的處理場景,其業務邏輯實作是有差異性的。如下圖所示,商品業務的差異性,主要展現在商品類型、銷售方式和倉儲方式的不同。
這三個次元上的差異組合起來,有 2 3 2 = 12 之多。這就是為什麼在老代碼中,到處可以看到 if(組合品) blabla,if(贈品) blabla,if(實倉) blabla 之類的代碼。
那麼,要如何消除這些讨厭的if-else呢?我們可以考慮以下兩種方式:
- 多态擴充:利用面向對象的多态特性,實作代碼的複用和擴充。
- 代碼分離:對不同的場景,使用不同的流程代碼實作。這樣很清晰,但是可維護性不好。
多态擴充
多态擴充可以有繼承群組合兩種方式。繼承勿用多言,組合有點像政策模式,也就是把需要擴充的部分封裝、抽象成需要被組合的對象,然後對其進行擴充,比如星環的能力擴充點就是這種方式。
這裡,我們舉一個繼承的例子,商品在上架的時候要檢查商品的狀态是否可售,普通商品(Item)檢查自己就好了,而組合商品(CombineItem)需要檢查每一個子商品。
用過程式編碼的方式,很容易就能寫出如下的代碼:
public void checkSellable(Item item){
if (item.isNormal()){
item.isSellable();
//省略異常處理
}
else{
List<Item> childItems = getChildItems();
childItems.forEach(childItem -> childItem.isSellable());
//省略異常處理
}
}
然而,這個實作不優雅,不滿足OCP,也缺少業務語義顯性化的表達。更好的做法是,我們可以把CombineItem和Item的關系通過模型顯性化的表達出來。
這樣一來,一方面模型正确的反應了實體關系,更清晰了。另一方面,我們可以利用多态來處理CombineItem和Item的差異,擴充性更好。重構後,代碼會變成:
public void checkSellable(Item item){
if (!item.isSellable()){
throw new BizException("商品的狀态不可售,不能上架");
}
}
代碼分離
所謂的代碼分離是指,對于不同的業務場景,我們用不同的編排代碼将他們分開。以商品上架為例,我們可以這樣寫:
/**
* 1. 普通商品上架
*/
public void itemOnSale(){
checkItemStock();//檢查庫存
checkItemSellable();//檢查可售狀态
checkItemPurchaseLimit();//檢查限購
checkItemFreight();//檢查運費
checkItemCommission();//檢查傭金
checkItemActivityConflict();//檢查活動沖突
generateCspuGroupNo();//生成單品組号
publishItem();//釋出商品
}
/**
* 2. 組合商品上架
*/
public void combineItemOnSale(){
checkCombineItemStock();//檢查庫存
checkCombineItemSellable();//檢查可售狀态
checkCombineItemPurchaseLimit();//檢查限購
checkCombineItemFreight();//檢查運費
checkCombineItemCommission();//檢查傭金
checkCombineItemActivityConflict();//檢查活動沖突
generateCspuGroupNo();//生成單品組号
publishCombineItem();//釋出商品
}
/**
* 3. 贈品上架
*/
public void giftItemOnSale(){
checkGiftItemSellable();//檢查可售狀态
publishGiftItem();//釋出商品
}
這種方式,當然也可以消除if-else,彼此獨立,也還清晰。但複用性是個問題。
多元分析
細心的你可能已經發現了,在上面的案例中,普通商品群組合商品的業務流程基本是一樣的。如果采用兩套編排代碼,有點備援,這種重複将不利于後期代碼的維護,會出現散彈式修改(一個業務邏輯要修改多處)的問題。
一個極端情況是,假如普通商品群組合商品,隻有 checkSellable() 不一樣,其它都一樣。那毫無疑問,我們使用有多态(繼承關系)的CombineItem和Item來處理差異,會更加合适。
而贈品上架的情況恰恰相反,它和其他商品的上架流程差異很大。反而不适合和他們合用一套流程代碼,因為這樣反而會增加他人的了解成本。還不如單獨起一個流程來的清晰。
那麼,問題來了,我們什麼時候要用多态來處理差異,什麼時候要用代碼分離來處理差異呢?
接下來,是我今天要給你着重介紹的多元度分析問題的方法論之一:矩陣分析法。
我們可以弄一個矩陣,縱列代表業務場景,橫列代表業務動作,裡面的内容代表在這個業務場景下的業務動作的詳細業務流程。對于我們的商品業務,我們可以得到如下的矩陣:
通過上面的矩陣分析,我們不難看出普通品群組合品可以複用同一套流程編排代碼,而贈品和出清品的業務相對簡單,更适合有一套獨立的編排代碼,這樣的代碼結構會更容易了解。
次元思維
多元度的重要性
上面的案例不是我編造出來的,而是我在和張文(我同僚)讨論應該用哪種方式去處理業務差異的真實故事。
我記得在和大學讨論完,開車回去的路上,我一直在想這個問題,然後在第二個路口等紅燈的時候,突然有一個靈感冒出來。我抑制不住興奮,一邊開車,一邊發消息給張文說:“我想到了一個很NB的方法論,能解決在‘多态擴充’和‘代碼分離’之間如何做選擇的問題”。
其實,我知道我興奮的不僅僅是解決了這個問題。我興奮的是,我第一次真正領悟到了多元度思考的重要性。進而有機會從一個“單次元”生物,更新成一個“多元度”思考者。媽媽再也不用擔心我被“降維打擊”了 :)
結構化思維有用、很有用、非常有用,隻是它更多關注的是單向次元的事情。比如我要拆解業務流程,我要分解老闆給我的工作安排,我要梳理測試用例,都是單向次元的。
而複雜性,通常不僅僅是一個次元上的複雜,而是在多個次元上的交叉複雜性。當問題涉及的要素比較多,彼此關聯關系很複雜的時候,兩個次元肯定會比一個次元要來的清晰,這也是為什麼說矩陣思維是比結構化思維更高層次的思維方式。
實際上,我們從漢語的詞彙上,也不難看出一個人的思維層級,是和他的思考次元正相關的。當我們說這個人很“軸”、“一根筋”的時候,實際上是在說他隻有一維的線性思維。是以,觀察事物的視角越多,次元越豐富,其思維層級也會越高。
無處不在的多元思考
有了這些感悟,我開始系統的整理關于多元度思考分析的資料,發現這種思考方式真是無處不在。發現的越多,我越是感慨,為什麼如此重要的思維方式,我到現在才領悟到。
波士頓矩陣
比如,在做産品分析的時候,有對産品發展前景進行分析的波士頓矩陣。
訂單要素分析
當年,我在1688做交易下單業務的時候,有非常多的下單場景,每種場景下,買家享受的權益是不一樣的(如下表所示)。我們當時也是使用了矩陣去表達這個複雜的關系,隻是當時還沒有想到要将其提升到方法論的高度。
資料交叉分析
在資料分析中,次元分析是非常重要的,特别是次元很多的時候,我們可以通過皮爾遜積矩相關系數,做交叉分析,進而彌補獨立次元分析沒法發現的一些問題。
分析矩陣
最近我碰巧看到Alan Shalloway寫的《設計模式解析:Design Patterns Explained》,這是一本非常經典的關于OOP的書,裡面的第十六章就是專門講“分析矩陣”的,作者創造這個方法論的初衷也是因為業務涉及的要素太多,資訊量太大,他需要一種組織海量資料的新方式。
我和Alan的路徑不一樣,但是都得出了同樣的結論。由此可見,這種矩陣分析的方式的确是對複雜業務進行分析的一把利器,業務場景越多,交叉關系越是複雜,越需要這樣的分析。
組織陣型
生産關系決定生産力,對于一個管理者來說,如何有效的設定組織結構是決定團隊是否能高效協作的關鍵。是以我們可以看到公司裡面,每年都有比較大的關于組織結構和人員安排的調整。
對于技術團隊來說,我們習慣于按領域劃分工作範圍,這樣做的好處是責任到人、職責清晰。然而,領域隻是一個次元,我們工作通常都是以項目的形式的開展,而項目通常是貫穿多個領域的。是以,在做團隊組織規劃的時候,我們可以通過業務領域和業務項目兩個次元去看。
比如,在我負責的商品團隊,我會按照如下的形式去做職責劃分。
時間次元
除了工作,生活中也到處可見多元思考的重要性。
比如,我們說浪費可恥,應該把盤子舔的很幹淨,豈不知加上時間次元之後,你目前的舔盤,後面可能要耗費更多的資源和精力去減肥,反而會造成更大的浪費。
我們說代碼寫的醜陋,是因為要“快速”支撐業務,加上時間次元之後,這種臨時的妥協,換來的是意想不到的bug,線上故障,以及無止盡的996。
RFM模型
簡單的思考是“點”狀的,比如舔盤、代碼堆砌就是當下的“點”;好一點的思考是“線”狀,加上時間線之後,不難看出“點”是有問題的;再全面一些的思考是“面”(二維);更體系化的思考是“體”(三維);比如,RFM模型就是一個很不錯的三維模型。可惜的是,在表達上,我們人類隻能在二維的空間裡去模拟三維,否則四維可能會更加有用。
複雜業務治理總結
在前言部分,我已經說過了,多元分析是對之前方法論的更新。加上以前的方法論,完整的方法論應該是“業務了解-->領域模組化-->流程分解-->多元分析”。
為了友善大家了解,下面我把這些方法論做一個簡單的串聯和解釋。
業務了解
了解業務是所有工作的起點。首先,我們要找到業務的核心要素,了解核心概念,梳理業務流程。
比如,在零售通的商品域,我們要知道什麼是商品(Item),什麼是單品(CSPU),什麼是組合品(CombineItem)。在下單域,我們要知道訂單(order)的構成要素是商品、優惠、支付。在CRM領域,我們要了解客戶、機會、聯系人、Leads等等。
這裡,我想再次強調下語言的重要性,語言是我們思考的載體,就像維特根斯坦說的:“凡是能夠說的事情,都能夠說清楚”。
你不應該放過任何一個模糊的業務概念,一定要透徹的了解它,并給與合理的命名(Ubiquitous Language)。唯有如此,我們才能更加清晰的了解業務,才能更好的開展後續的工作。
領域模組化
在軟體設計中,模型是指實體,以及實體之間的聯系,這裡需要我們具備良好的抽象能力。能夠透過龐雜的表象,找到事務的本質核心。
再複雜的業務領域,其核心概念都不應該太複雜,抓住了核心,我們就抓住了主線,業務往往都是圍繞着這些核心實體展開的。
比如,商品域雖然很複雜,但其核心的領域模型,無外乎就如下圖所示:
流程分解
關于流程分解,在《阿裡進階技術專家方法論:如何寫複雜業務代碼?》裡面已經有非常詳細的闡述,這裡就不贅述了。
簡單來說,流程分解就是對業務過程進行詳細的分解,使用結構化的方法論(先演繹、後歸納),最後形成一個金字塔結構。
比如,在商品領域,有建立商品、商品上架、上架稽核、商品下架、下架稽核、修改商品、删除商品等一些列動作(流程),每個動作的背後都有非常複雜的業務邏輯。我們需要對這些流程進行詳細的梳理,然後按步驟進行分解。最後形成一個如下的金字塔結構:
關于多元分析,我以二維的矩陣分析為例,我想我前面應該已經說清楚了。
業務的複雜性主要展現在流程的複雜性和多元度要素互相關聯、依賴關系上,結構化思維可以幫我們梳理流程,而矩陣思維可以幫忙我們梳理、呈現多元度關聯、依賴關系。二者結合,可以更加全面的展現複雜業務的全貌。進而讓我們的治理可以有的放矢、有章可循。
既然是方法論,在這裡,我會嘗試給出一個矩陣分析的架構。試想下,如果我們的業務很簡單,隻有一個業務場景,沒有分支流程。我們的系統不會太複雜。之是以複雜,是因為各種業務場景互相疊加、依賴、影響。
是以,我們在做矩陣分析的時候,縱軸可以選擇使用業務場景,橫軸是備選次元,可以是受場景影響的業務流程(如文章中的商品流程矩陣圖),也可以是受場景影響的業務屬性(如文章中的訂單組成要素矩陣圖),或者任何其它不同性質的“東西”。
通過矩陣圖,可以清晰的展現不同場景下,業務的差異性。基于此,我們可以定制滿足差異性的最佳實作政策,可能是多态擴充,可能是分離的代碼,也可能是其它。
這就是矩陣分析的要義,其本質是一種多元度思考的方法論。
篇後寄語
最後,我想說世界是熵增的(即萬物都在緩慢的分崩離析),控制複雜度是我們這些從業者無法推卸的責任和使命。
軟體行業的發展才幾十年,還是一門年輕的學科,軟體工程就像一個剛學會走路的小孩,還很不成熟,有時還很幼稚。
但畢竟還是有幾十年的沉澱,還是有一些好的方法和實踐可以參考,我的這些總結沉澱隻是在前人的基礎上,多走了一點點而已。但就是這一點點,也實屬來自不易,其中冷暖,隻有自己能體會。可以說,這一路走來,是一場對心力、腦力和體力的持續考驗。
- 心力是指不将就的匠心,不妥協的決心,不滿足的好奇心、以及不放棄的恒心。
- 腦力是指那些必要的思維能力、學習能力、思考能力、思辨能力。
- 之是以說“業務了解-->領域模組化-->流程分解-->多元分析”是體力,是因為實作它們就像是在做填空題,隻要你願意花時間,再複雜的業務都可以按部就班的清晰起來。
梳理清晰了,再配合COLA(
https://start.aliyun.com/)的指導,我們就有可能寫出清晰、易讀的代碼,就有可能從一個if-else coder更新為一個complexity conquer。
而這不正是我們工程師孜孜不倦的追求嗎?