软件可扩展性实践

Page 1Page 2Page 3可扩展性！可扩展性！Page 4什么是质量n词典的定义是： 典型的或本质的特征； 事物固有的或区别于其他事物的特征或本质； 优良或出色的程度。 nCMM对质量的定义是： 一个系统、组件或过程符合特定需求的程度； 一个系统、组件或过程符合客户或用户的要求或期望的程度。Page 5 功能性质量属性：正确性、健壮性和可靠性； 非功能性质量属性：性能、易用性、清晰性、安全性、可扩展性、兼容性和可移植性。Page 6软件质量属性Page 7v可扩展性是指软件扩展新功能的容易程度。可扩展越好，可扩展性是指软件扩展新功能的容易程度。可扩展越好，表示软件适应表示软件适应“变化变化”的能力越强。的能力越强。 Page 8l 软件系统的功能往往是变化，而且新增需求越来越多；l 实现这些新增需要，不可能推倒重新设计（这样的代价太大了，除非是很小的系统），而且希望代价越小越好；l 是不是可扩展性越强越好？代价和产出的比较关系Page 9v功能单一而且不会变化（新增）；功能单一而且不会变化（新增）；v软件不再维护和升级，最终版本；软件不再维护和升级，最终版本；Page 10v Bertrand Meyer在在1988年提出的著名的开放年提出的著名的开放封闭原则（封闭原则（The Open-Closed Principle，简称，简称 OCP ），）， v “对于扩展是开放的对于扩展是开放的”（Open for extension）v “对于更改是封闭的对于更改是封闭的”(Closed for modification) Page 11v原则一：原则一：“对于扩展是开放的对于扩展是开放的”（Open for extension） 模块的行为是可以扩展的，当用户的需求发生变化时，模块的行为是可以扩展的，当用户的需求发生变化时，可以对模块进行扩展，使其具有满足用户新需求的行为，可以对模块进行扩展，使其具有满足用户新需求的行为，即可以改变模块的功能。即可以改变模块的功能。 Page 12v原则原则二：二：“对于更改是封闭的对于更改是封闭的”(Closed for modification)对模块行为进行扩展时，不必改动原有模块的源代码或对模块行为进行扩展时，不必改动原有模块的源代码或者二进制代码（但可以新增）。模块的二进制可执行文者二进制代码（但可以新增）。模块的二进制可执行文件，无论是件，无论是 DLL 文件还是文件还是 EXE 文件，都无需改动。文件，都无需改动。 Page 13n 抽象基类（abstract base class）/纯虚函数n 配置文件n 数据库配置Page 14抽象基类实例 class Circle : class Shape public: virtual void draw() const; / . ; class Square : class Shape public: virtual void draw() const / . ; class Shape public: virtual void draw() const = 0; / = 0 表示它是 纯虚 的 / . ; Page 15Page 16背景介绍一 物流体系测试仪器产品线负责开发功能测试仪，对物流体系生产的单板进行功能测试。随着公司产能和单板种类的日益增加，要求更快的测试速度和灵活多变的测试配置，同时也要求更快的测试仪的开发速度。为了满足这些需要，项目组开发一套满足功能测试仪、整机测试仪的统一软件平台 VAT.NET，将测试仪上位机软件中共有模块都集中在该平台中实现 。Page 17背景介绍二n 软件平台 VAT.NET 项目06年 2 月份结项，之后在康讯全面推广，康讯开发的新功能测试仪基本上都在该平台基础上开发，已有上百种单板和近百台测试仪。此外，该平台已被手机事业部、CDMA 事业部、本部事业部的中试部所采用，他们在此基础上，迅速高效地开发了各自的测试设备。 Page 18背景介绍三n VAT.NET的用户大体上可以分为三类：开发人员、操作人员、管理/维护人员，不同用户对系统的需求也不同。 n VAT.NET 提供的功能：系统架构、与测试操作员的交互界面、测试数据保存、二次开发包等 。Page 19模块化设计一Page 20模块化设计二n 软件平台VAT.NET 的主要子系统有：测试主操作子系统、测试引擎子系统、测试流程编辑子系统。测试主操作子系统是测试人员人机交互的模块，该模块接收用户的各种操作（开始测试、终止测试、拷机、设置各种测试参数），并调用测试引擎子系统执行这些操作，显示测试的内容、进度和测试内容的详细的测试信息，在测试完毕后显示测试结果报表。测试引擎子系统完成实际的测试调度过程，即根据测试流程调用测试实现模块的测试项函数，从而完成整个测试过程。该子系统实现的功能还包括包括测试流程文件的载入，测试的启动和终止，以及测试项前置条件的判断、后续跳转和重复测试等。测试流程编辑子系统主要是编辑测试流程文件，将测试流程文件按一定的格式保存成二进制文件。Page 21n 测试流程可扩展 在系统设计的时候，就考虑将测试流程从测试程序中抽象出来，通过工具（测试流程编辑子系统）来编辑测试流程。测试流程文件定义了各个测试项、测试项之间的先后关系、测试项之间的前置条件、后转选项、重复选项等逻辑关系。测试流程的调度，在测试引擎子系统中实现。每个测试项的具体实现（如何测试），由具体测试仪项目的软件开发人员提供，一般是某个 DLL 文件的一个 API 函数。 Page 22Page 23 扩展性体现：当测试仪发布使用后，需要调整测试流程，比如：删除某些测试项、调整测试项目之间先后关系和逻辑关系、修改测试项名称等，都无需修改源程序和 DLL 文件，操作用户只要通过工具直接修改测试流程，就完全可以实现。整个过程满足了“更改是封闭”原则，究其原因就是在系统设计时将测试流程与实现的源程序分离。而我们竞争对手的同类产品，测试流程是在源程序中实现，只要测试流程稍微有变动，都将修改源程序，需要重新编译、构建，因此，在这方面的可扩展性的优势很明显。这类型的更改，在实际应用中占较大的比例，可扩展性给开发人员及用户带来极大的便利。Page 24 可扩展性设计：先将测试项、测试流程等关键数据结构定义好，这是基础也是关键。而在程序实现时，使用“函数指针”巧妙地实现了按预先指定的流程执行测试函数，从而达到了该项功能的可扩展性。Page 25 抽象测试项数据结构。测试项主要信息包括：测试项编号、测试项名称、对应测试函数名称、对应测试函数的 DLL 文件路径、前置条件、后转选项、测试子项列表等。最关键的是将测试项与DLL 文件路径、测试函数建立对应关系，其次是确定了测试项的前置条件和后转选项，增强了测试项间的测试流程，不再是简单的先后顺序关系，允许出现复杂的跳转关系。 Page 26 接着：定义测试流程数据结构，并以配置文件方式保存。一块单板的测试项就是一个测试流程，由很多的测试项组成，考虑到各个测试项的先后顺序可能发生变化，以列表或数组的方式保存。 typedef CTypedPtrList CTFItemList;Page 27 通过“函数指针”巧妙实现了动态装载测试函数，实现了测试功能。 HINSTANCE hInstDll = NULL;typedef void (TESTPROC)(void);TESTPROC* pFunc = NULL;/ 函数指针/ 载入当前指定的DLLhInstDll = LoadLibrary(pcFileName); / 获得测试函数，pcFuncName 为测试流程中指定的m_strFuncName pFunc = (TESTPROC*)GetProcAddress(hInstDll, pcFuncName);/ 运行该函数(*pFunc)();Page 28n 测试对象可扩展 一台测试仪或测试设备，一般不止测试一种单板，常常是多种单板混合在一起。对于上位机软件来说，所有单板的上位机软件需要在一个应用程序中实现。而且，单板的种类需要能够很方面扩展，依据 OCP 原则，这种扩展不应修改源程序或 DLL 文件的。 Page 29 需要添加新单板，通过上述的测试流程编辑工具，添加新单板，生成新的流程工程文件，覆盖原来的测试工程文件。同时将新单板的具体测试的 DLL 拷到程序目录下，重新启动测试主操作程序，就可以添加了该单板的测试（当然，硬件环境需要更改）。如果要撤出某单板的测试，直接在上述的流程编辑工具中删除该单板，生成的新工程文件覆盖原来的，就可以了。同样地，对于测试对象的更改，也是“封闭的”。 Page 30n 实现方式： 在测试流程可扩展的基础上，定义一个列表，列表的元素对应每种单板的测试流程文件，该列表的所有元素就是测试仪的所有测试单板，将这个列表保存在一个配置文件中。只要修改该配置文件和增删对应的 DLL 文件，就实现了测试对象的增删，无需修改源程序。 Page 31n 测试参数可扩展 在测试的过程中，有些测试项的测试参数的数值需要经常变化，不是固定不变的。但各个单板的参数千差万别，无法统一。因此，软件平台不提供具体设置参数的界面，而是提供一个调用的接口，测试仪开发人员自行定制这样的界面，通过软件平台提供的接口，操作用户就可以自行设定参数，对操作用户来说很方便。如果需要修改这些参数，无需修改软件平台的接口，对于软件平台来说，这种“更改是封闭的”。 Page 32Page 33n 测试数据保存 软件平台 VAT.NET 提供将测试结果保存在数据库中，如果用户还需要其他的信息，测试仪的开发人员通过软件平台提供的接口，对自己定义的数据表进行操作，无需修改软件平台的源程序。这个扩展性是针对二次开发人员的，不是直接面向操作员。由于面向的是开发人员，因此我们提供了一个二次开发包，封装了访问 Access 和 SQL Server 数据库的类，调用这个类就可以同时访问这两个数据库。 Page 34可扩展性实践总结n 软件有了可扩展性，就有了“灵气”，拓展了其生命力；n 可扩展性极大减低了后期的维护和升级成本；n 系统扩展性更多体现在系统架构设计方面。Page 35v经验准则一：充分收集用户需求经验准则一：充分收集用户需求关注关注1：用户需求收集是否全面：用户需求收集是否全面?关注关注2：对用户需求进行抽象：对用户需求进行抽象。Page 36v经验准则二：模块化设计、设计模式经验准则二：模块化设计、设计模式细节细节1：公用部分做成平台或模块，不通用尽量能配置：公用部分做成平台或模块，不通用尽量能配置示例示例2：模块间：紧内聚、松耦合：模块间：紧内聚、松耦合Page 37v经验准则三：重视重构经验准则三：重视重构罗马不是一夜建成的，系统架构也是一步一步优化的罗马不是一夜建成的，系统架构也是一步一步优化的每一次重构，都考虑系统扩展性每一次重构，都考虑系统扩展性Page 38