改變，做最好的軟件
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劉文傑
2018年年底，華爲網絡金碼獎頒獎典禮會場掌聲雷動，看着臺上我們團隊的3名員工站立正中，舉起象徵着“碼農”至高榮譽的獎盃，我在臺下思緒萬千。
兩年前，公司5G微波等新產品啓動開發，工作量幾近翻倍，爲提高開發效率和質量，我們一邊頂着巨大的交付壓力，一邊痛下決心，用全新理念和架構重寫10年存量的279萬行代碼，將其優化爲90萬行。
這就好比汽車一邊高速行駛，一邊“換輪胎”，難度非常大。過程中雖充滿了煎熬和不被認可，但當看到一個又一個軟件精英在團隊湧現，交付的代碼在多個維度高於華爲英國安全認證中心的要求，產品及時、安全、可信地交到客戶手中，我覺得一切堅持都值了。
革自己的命，義無反顧踏上架構重構之路
我們是公司傳送網軟件平臺開發部門，類似於做手機操作系統的部門，不過我們開發的是波分、微波等網絡通信產品的軟件。手機操作系統讓大家享受智能手機的各種功能，離不開我們開發的軟件。
作爲平臺開發部門，我們總共支撐十餘款傳送產品的軟件開發工作，交付壓力一直比較大。時間來到2016年，產品線開始集中開發5G微波等六七個新產品，而且集中在一兩年內推出來並支持測試和商用，時間緊，任務重。面對幾乎翻倍的工作量，如果沿用傳統的基線效率來開發，可以想象大家將一直處於疲於奔命的狀態。
其實，過去我們在組織運作、工程能力等效率提升方面做了大量的努力，收效還不錯，但也感覺進入了瓶頸期。原因很簡單，問題的根源在我們的傳統軟件架構上。傳統軟件架構是建造軟件大樓的“基座”和“框架”，已經用了十來年，隨着環境的變化以及新技術、新功能特性的引入，架構難免腐化，就像一部用了很久的手機，開始變得慢、“笨重”，問題還多，再怎麼修修補補都無濟於事，除非做個大手術。
5G微波產品的爆發式啓動開發，更將我們的開發效率問題逼上了梁山。不破不立，2016年年中，傳送產品線的上級主管引進了一名海外研究所的專家，期望我們與他合作，在架構上做些探索，我作爲團隊新上崗的LM（Line Manager，資源線主管）承接了該工作。經過與這位專家深入討論，發現他的業務抽象建模思想完全可以解決我們跨產品、跨芯片重用的難題。
用一個不太恰當的比喻，他的架構和我們傳統架構相比，類似於“活字印刷”與“刻版印刷”之別。以往我們每支持一款新的芯片都需要重建一套軟件模型，但他幫助我們構建一套統一的、可靈活拼裝的通用模型，可以極大提升軟硬件解耦和重用能力。用上這個架構，我們可以實現“一次開發，多次使用”，而不是之前的“使用一次，開發一次”，效率大大提高。
我們成立了一個技術項目組，花了小半年時間仔細驗證，最終確認抽象模型與實際業務匹配，方向是可行的。但擺在面前的挑戰非常大，需要使用新的架構方法重寫原來近300萬行代碼。對於一個80餘人的團隊來說，除去正常的產品需求開發，還需要額外完成架構重構，這幾乎是不可能完成的任務。
“太冒險了，萬一完成不了5G微波的交付，影響太大了。”
“使用老架構，雖然效率低、問題多，勉強也能把產品推出來。”
“老架構大家都在罵，我們能不能做個軟件，未來6到8年不被人罵？”
……
經過多次研討， 大家逐漸統一了意見：研發應更關注長期，不能因爲眼前的一點風險而放棄對未來的追求。但風險也不能不顧，爲此，我們制定了一份詳盡的計劃，並且邀請了產品線3位軟件牛人加入，再加上本部門五六位軟件高手的投入，組成了一個10餘人的小團隊探路，準備殺出一條血路，革自己的命。
寫最優秀的代碼，不“爽”不休
架構重構就像把老房子推倒重建，代碼就是高樓大廈的一磚一瓦，沒有高質量的代碼，任何好的架構都會演變成一個壞的架構。在重寫近300萬行代碼之前，大家對什麼是最優秀的代碼進行了討論。
寫代碼就像是藝術創作，優秀的原則很難形成統一標準，而軟件總工程師申力華常常掛在嘴邊的“爽”字，成爲我們對代碼的一致追求。“爽”是什麼概念？現在回頭來看，其實就是“Clean Code”，代碼要簡潔、易閱讀、易重用、易擴展、易測試、高可靠。其次，大家一致認可函數要短小、文件要小，函數深度不能過深、文件不要網狀依賴……
要寫出“爽”的代碼，第一個面臨的就是編程語言的選擇。C++在公司已經用了十幾年，我們都清楚C++的複雜，都對C++代碼中經常遇到的內存管理問題深惡痛絕。幾個技術專家在工作之外，深入學習和實踐了C++11，深知C++11在編碼效率和安全性上具有天然的優勢，而且C++11已經得到業界的認可。但C++11在華爲產品中無應用經驗，無支撐工具鏈，有人認爲最好等配套工具成熟後，再切換編程語言。在沒有經驗和工具支撐的情況下，誰敢去脫一層皮？但最後大家還是統一了認識，不脫皮，何來脫胎換骨！編程語言應該切換成C++11，在使用中催熟工具。
爲了讓我們的架構約束得到落實，爲了讓代碼簡潔，我們部署了諸多代碼門禁，不符合要求的“磚瓦”連“施工場地”都進入不了。我們參考優秀開源代碼庫的要求，制定嚴格的標準（如函數最大圈複雜度不能超過5，函數代碼、函數行數不能超過30行），超出門禁標準的代碼不允許入庫。嚴苛的門禁對固有的編碼習慣形成巨大的衝擊，所有代碼都需要白盒測試（注：在知道目標功能的前提下采用的一種測試方法，與黑箱測試法不同，白箱測試法關注程序在設計盒定義方面的缺陷與錯誤，故要求對程序代碼本身要有較詳盡的瞭解）覆蓋，因此帶來了成倍的編碼工作量，以至代碼一度堆積到上萬行無法上庫。一時間，團隊中“認清現實、杜絕理想主義”的呼聲越來越高。
我們進行了激烈的辯論，雖然對絕大多數人來說，蛻變是一個痛苦的過程，但是大家也都認可好的代碼能夠帶來質量和效率提升的價值。因此，我們解剖了從編碼到上庫的所有環節，有什麼問題就解決什麼問題。比如支撐工具PC-Lint不支持，我們就找到替代的開源工具Clang-tidy；語言和架構難，我們通過牛人帶牛人，讓專家手把手教；門禁嚴格，我們提升門禁執行效率、本地部署門禁檢查項，在同等的時間內可以多次執行門禁，在實戰中逐漸改變編程習慣。
在追求極致的過程中，團隊成員互相檢視，時刻切磋，不留情面地駁回一切不“爽”的代碼。部門一名骨幹成員興沖沖地加入到該重構項目，由於是公認的軟件高手，他第一次信心滿滿地提交了代碼，但被評審人員無情地駁回了：“你這個設計不夠簡潔，還需要考慮異步場景的擴展性。”通過不斷修改、提交，一共被駁回了8次。在開始的幾次被駁回時，他雖然內心非常不服氣，但經過討論和深挖，發現確實可以找到更好的設計，最終將原來需要500行代碼實現的功能現在使用200行即可實現。團隊屢“駁”屢戰，不“爽”不休，每一處代碼的設計與編碼只要覺得還可以更好，就持續優化，直至無可挑剔。新技術的引入，更好看的代碼，高手間切磋帶來的快感，讓大家又找回了編程的樂趣。
一羣軟件專家在自己的“獨立王國”中，恰同學少年，揮斥方遒。
進度與質量重壓下的選擇
技術問題雖得到解決，然而更大的壓力來自外部。交付過程中進行軟件架構優化無異於飛行途中換引擎，速度必然受到影響。架構優化的優勢要兩三年才能凸顯出來，當下感知沒有那麼明顯，還因爲人力限制等因素，給人感覺“你飛得更慢了”，質疑聲不斷。
內部研發過程中因爲進度的延遲，多次受到產品線的投訴。產品線不斷地發出預警郵件、不斷地在各級會議通報風險，產品部和我們團隊都承受着巨大的壓力。
2017年年底，我們迎來了最艱難的時刻。5G微波正式進入預商用階段，距離某大T運營商客戶測試僅有三個月，我們還有幾萬行代碼沒寫出來。產品線判斷按時完成任務的風險巨大，投訴接踵而至。按照以前的方法，面對一個有進度壓力的需求，複製一個代碼，稍作修改即提交是最方便快捷的，雖然這種方式可能在後期問題會比較多，但不會出現大面積延遲交付的情況。
但當時我們的架構已經發生了天翻地覆的變化，要求和標準都有了更高的基線，開發進度受限。是堅持對代碼的追求，還是降低標準以滿足眼前的交付進度？
團隊內部一直有兩種不同聲音，每隔半個月，雙方就“房間具體要裝修到什麼程度”進行討論博弈。“保守派”認爲，大堂搞豪華點就行了，其他的簡單裝修，這樣可以快速交付，面對產品線的壓力小一些；“激進派”堅持高標準，所有房間的裝修必須用最好的方案、最好的材料, 要做良心工程。從我的角度來說，對代碼最高的要求是我們的初心，必須堅守，質量差的材料也可以完成房屋裝修，但壽命不長，還時常漏水漏電、牆皮脫落，我們寧願暫時苦一點，也要保證長期不出問題。
面對外部壓力，我們也不是一個人在戰鬥，時任產品部部長王春鈿、流程負責人楊曦給大家儘可能爭取更寬鬆的外部環境，並爭取到產品線管理層的支持，不斷給大家釋放壓力。同時，我們預定多個會議室封閉開發，大家把手機統一放在“停機坪”上，全身心投入。那段時間大家一個星期不回家是很正常的事情，累了困了就在公司打地鋪。
堅持高質量代碼交付，讓我們實現了以質量換進度。以前還是老架構時，寫代碼時間短，可能兩個月就寫完了，但後續問題多，解決問題也要一個半月，而且再擴展新功能很麻煩，投入大；如今雖然前期寫代碼要兩個半月，但後續問題少，解決問題只要半個月，擴展新功能很容易、投入小。
經過一段時間的緊張開發，某大T運營商客戶測試的幾萬行代碼也按時交付了，而且質量比之前更高。
從量變到質變，奇蹟發生了
就在我們沒日沒夜開發時，內部測試發現了某芯片存有一個致命的設計問題，可能需要改片。面臨數百萬美元的改片費用，產品線認爲芯片早期驗證存在疏漏。一紙通報批評落到了我頭上，整個團隊籠罩在不被信任、壓力無處訴說的陰霾之中。當所有人認爲只有改片這條路時，我們沒有放棄。幾名專家通過連續一週的論證，找到了一條可以用軟件來解決芯片缺陷的方案。再經過一週的編碼與驗證工作，在某天的凌晨三點，驗證項全部通過，大家一片歡呼，喜極而泣，不僅因爲節省了數百萬美元，更是因爲我們通過智慧，解決了一個原以爲不可能解決的問題。
這個致命問題的解決，只是我們這兩年來遇到的衆多問題中的一個，類似的挑戰和壓力無處不在。新架構、新技術與現有人員能力的不匹配帶來的挫敗感，產品線的不斷投訴和質疑帶來的無助感，有時讓大家產生動搖。有一天，一個關係要好的PL（Project Leader，項目主管）骨幹向我提交了辭職信，正焦頭爛額的我猶如當頭一棒。他說，我很清楚事情的價值，但實在太辛苦了，還不被認可。靜下心來，我和他掏心掏肺地聊了很久，他理解當下兄弟們的難，現在正是缺人之際，答應等過了這段時間再走。
那段時間對我來說，壓力非常大，績效受到影響，連續兩年拿了B，要好的朋友都勸我換個地方，但我還是想把事情做完，雖然不被理解，也無處訴說。有個週五晚上部門組織看電影，當天剛被產品線投訴，我心情非常壓抑，電影很歡快，歡笑聲此起彼伏，但我完全沒看進去，坐在昏暗的影院裏，一個三十多歲的大男人，眼淚止不住地流下來。
中途走出影院，外面下着淅淅瀝瀝的小雨，我攔了輛出租車準備回家，但想到公司肯定還有同事在加班，還有很多問題需要解決，毅然讓司機調頭回到公司。使命還未完成，我們還須堅持。
項目進行到中後期時，部門60%的人員都加入到了新架構重構工作中來。隨着開發活動的深入，大家的能力也逐步得到提升，從量變到質變，奇蹟就此發生。大家突然發現，門禁失敗次數、被Committer（代碼提交者）駁回的MR（提交請求）個數越來越少；白盒測試覆蓋率日漸提升，迭代期間缺陷密度遠低於歷史水平；代碼直觀漂亮，書寫行雲流水。
新架構、新代碼帶來的好處終於開始顯現。平臺代碼總量實現了從297萬行到90萬行的“瘦身”，我們的開發效率得到極大提升，開發相似的單板要修改的代碼量比以往減少一半以上，更少的人力便可支撐現有業務。至此，交付逐步趕上進度，團隊也迎來了5G微波產品的成功，5G微波和波分新產品高質量地通過120場次的客戶測試。我們還意外發現，我們開發的新代碼在代碼重複度、函數圈複雜度等多個關鍵指標上優於華爲英國安全認證中心的要求。
撥開雲霧見月明，軟件“場”已經形成
兩年多來，隨着一羣有追求的同事敲出一行行優秀的代碼，團隊形成了一種軟件“場”。大家已經形成一種共識，“我不願意成爲破壞軟件架構和好代碼的第一人”。當時跟我提離職的PL最終也留了下來，我們清楚地知道，所做之事，值得一生付出。
如今公司越來越重視軟件工程能力提升，計劃用5年時間，在ICT基礎設施領域實現爲客戶打造可信的高質量產品的目標。今年年初，公司總裁任正非在《全面提升軟件工程能力與實踐，打造可信的高質量產品——致全體員工的一封信》中提到，“我們要從最基礎的編碼質量做起，視高質量代碼爲尊嚴和個人聲譽”，對此我感觸良多。
高質量代碼就是我們心中的信仰。迎着朝陽前進，做最好的軟件，我們一直在路上。希望每個人都有勇氣做正確的事，有決絕的信念堅持到底，用代碼築起心中的殿堂。
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轉自https://mp.weixin.qq.com/s/O4EB17sfI3SguEwTvgGL9Q
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