technische schulden in architekturen erkennen und beseitigen
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WPS - Workplace Solutions GmbH //// Hans-Henny-Jahnn-Weg 29 //// 22085 HAMBURG
Technische Schulden in Architekturen erkennen und beseitigen
Dr. Carola Lilienthal
Carola.Lilienthal@wps.de, @cairolali
www.wps.de
11.03.2016 //// Seite 2WPS - Workplace Solutions GmbH
Software-
Architektur
Anforderungs-
ermittlung
Leitstand und
Interaktion
Individual-
software
Business-Software,
die Spaß macht!
WPS – Workplace Solutions GmbH
11.03.2016 //// Seite 5WPS - Workplace Solutions GmbH
Maßnahmen gegen technische Schulden
Kontinuierliche Architekturdiskussion
Weiterbildung der Architekturen und Entwickler
Automatisches Testen und Refactoring
Regelmäßige Architekturanalyse und -Erneuerung
11.03.2016 //// Seite 6WPS - Workplace Solutions GmbH
Architekturanalyse: Was ist das?
Findet sich die geplante Architektur (Soll-Architektur) in der
Strukturen der implementierten Software (Ist-Architektur) wieder?
Soll-Architektur Ist-Architektur
≠ Sourcecode
Plan mit
Klassen =
Directories
Packages
Namespaces
Subsysteme
Komponenten
Module
Schichten
11.03.2016 //// Seite 7WPS - Workplace Solutions GmbH
Zwei Architekturziele für Langlebigkeit
Architekturziel 1: Wartbarkeit
• schnelle Fehleranalyse
• schnelle Anpassungen
• Analysierbarkeit und Verständlichkeit
• Reduktion von Komplexität
Architekturziel 2: Flexibilität
• Varianten von Geschäftsprozessen
• Geänderte Anforderungen
• Serviceorientierung und Skalierbarkeit
• Baukastenprinzip
11.03.2016 //// Seite 8WPS - Workplace Solutions GmbH
Expertise zu Architekturanalyse
Architektur-Review und Bewertungen mit Qualitätsgutachten
Analyse und Priorisierung von technischen Schulden
Beratung zu Architekturverbesserung und Refactorings
Einführung und Weiterentwicklung von Architekturstile
Unsere Dienstleistungen
11.03.2016 //// Seite 9WPS - Workplace Solutions GmbH
70%
20%
10%
Code verstehen
Problem lösen
Code schreiben
Womit verbringen wir unsere Zeit?
11.03.2016 //// Seite 11WPS - Workplace Solutions GmbH
Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn!
Kognitive Mechanismen
Bildung von
HierarchienChunking
Aufbau von
Schemata
11.03.2016 //// Seite 15WPS - Workplace Solutions GmbH
Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn!
Kognitive Mechanismen
Bildung von
HierarchienChunking
Aufbau von
Schemata
Einfache, einheitliche
Architektur
Modularität
11.03.2016 //// Seite 16WPS - Workplace Solutions GmbH
Modularität
Hohe Kohäsion und lose Kopplung
Responsibility Driven Design
Separation of Concerns
Single Responsibility Principle
11.03.2016 //// Seite 17WPS - Workplace Solutions GmbH
Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn!
Kognitive Mechanismen
Bildung von
HierarchienChunking
Aufbau von
Schemata
Einfache, einheitliche
Architektur
Modularität
Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn!
Kognitive Mechanismen
Bildung von
HierarchienChunking
Aufbau von
Schemata
Einfache, einheitliche
Architektur
HierarchisierungModularität
Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn!
Kognitive Mechanismen
Bildung von
HierarchienChunking
Aufbau von
Schemata
Einfache, einheitliche
Architektur
HierarchisierungModularität Musterkonsistenz
11.03.2016 //// Seite 26WPS - Workplace Solutions GmbH
User Interface
Domain
Application
Hierarchien in Architekturebene: Schichten und Module
Fachliches
Modul B
Fachliches
Modul A
Fachliche Schichtung
Te
ch
nis
ch
e S
ch
ich
tun
gFachliches
Modul C
11.03.2016 //// Seite 27WPS - Workplace Solutions GmbH
Zwei Dimensionen einer Architektur
Technische Schichtung Fachliche Schichtung
Leicht zu
behebende
Verletzungen
Schwer zu
behebende
Verletzungen
Eine
Komponente
verursacht die
Probleme
Eine
Komponente
verursacht die
Probleme
11.03.2016 //// Seite 28WPS - Workplace Solutions GmbH
Fachliche Schichtung misslungen
Technische Schichtung Keine fachliche Schichtung
Wenige
Schichten-
verletzungen
Fast alle 90
fachlichen
Komponenten
brauchen sich
gegenseitig
11.03.2016 //// Seite 29WPS - Workplace Solutions GmbH
Hierarchien auf Klassenebene
Auswirkung auf:
Wartbarkeit
Austauschbarkeit
Testbarkeit
Modularität
Musterkonsistenz
Hierarchien auf allen Ebenen einführen
11.03.2016 //// Seite 34WPS - Workplace Solutions GmbH
119 Klassen aus 4 Komponenten
+ 28 weitere Klassen
11.03.2016 //// Seite 35WPS - Workplace Solutions GmbH
Große Zyklen sichtbar machen
327 Klassen aus 8 Komponenten
brauchen sich gegenseitig
11.03.2016 //// Seite 36WPS - Workplace Solutions GmbH
Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn!
Kognitive Mechanismen
Bildung von
HierarchienChunking
Aufbau von
Schemata
Einfache, einheitliche
Architektur
HierarchisierungModularität Musterkonsistenz
11.03.2016 //// Seite 37WPS - Workplace Solutions GmbH
Uneven Modules
Ein großer Monolith mit vielen kleinen Satelliten
950.860 LOC
84.808 LOC
Häufige Ursache: Build-System, das Zyklen verbietet
11.03.2016 //// Seite 43WPS - Workplace Solutions GmbH
Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn!
Kognitive Mechanismen
Bildung von
HierarchienChunking
Aufbau von
Schemata
Einfache, einheitliche
Architektur
HierarchisierungModularität Musterkonsistenz
11.03.2016 //// Seite 44WPS - Workplace Solutions GmbH
Muster auf Architekturebene: Vier Module
Modul
GrünModul
LilaModul
OrangeModul
Blau
11.03.2016 //// Seite 45WPS - Workplace Solutions GmbH
Musterkonsistenz: Was finden wir?
Ist die Abbildung der Architektur in der Struktur des Codes zu erkennen?
11.03.2016 //// Seite 47WPS - Workplace Solutions GmbH
Muster auf Klassenebene: Entwurfsmuster und Mustersprachen
User Interface
Domain
Application
Fachliches Modul
Window
GUI
Model
ViewControl
ValueObject
Service
BusinessObject
Sc
hic
htu
ng
du
rch
Mu
ste
r
11.03.2016 //// Seite 48WPS - Workplace Solutions GmbH
Gute umgesetzte Mustersprache
90% des Sourcecodes lässt sich den Mustern zuordnen
0,1% Verletzungen in den Mustern
Eventer
ProcessesService
11.03.2016 //// Seite 49WPS - Workplace Solutions GmbH
Entdeckung einer Mustersprache
80% des Sourcecodes lässt sich den 23 Mustern zuordnen
4% Verletzungen in den Mustern
11.03.2016 //// Seite 50WPS - Workplace Solutions GmbH
Komplexe Strukturen verstehen = Zeitgewinn!
Kognitive Mechanismen
Bildung von
HierarchienChunking
Aufbau von
Schemata
HierarchisierungModularität Musterkonsistenz
Einheitliche und
durchgängige
Muster Zyklenfreiheit auf
allen Ebenen
Zuständigkeit
Kopplung
Größenverhältnisse
Schnittstellen
11.03.2016 //// Seite 51WPS - Workplace Solutions GmbH
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
11.03.2016 //// Seite 52WPS - Workplace Solutions GmbH
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
11.03.2016 //// Seite 59WPS - Workplace Solutions GmbH
Vorgehen bei der Architekturanalyse und Verbesserung
11.03.2016 //// Seite 63WPS - Workplace Solutions GmbH
Leitstand für Verbesserungen im laufenden Betrieb
Die Architekturziele sind im ganzen Team präsent und werden verfolgt.
Softwarewartung und –Änderung ist einfacher und kostengünstig.
Die Software ist stabil, flexibel und langlebig.
Neue Mitarbeiter können nach kurzer Zeit produktiv mitentwickeln.
Ergebnis
Tatsächliches
Problem?24%
34%
44%
54%
64%
74%
84%
94%
v1.0 v1.1_b1 v1.1_b2 v1.1_b3 v1.1 v1.2_b1 v1.2 v2.0_b1 v2.0_b2 v2.0
Architekturqualität
Feinentwurfsqualität
Implementierungsqualität
Testabdeckung
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