Refaktoryzacja kodu - czym jest i kiedy ją stosować?

Refaktoryzacja – co to takiego?

Refaktoryzacja kodu to proces modyfikacji istniejącego kodu źródłowego, mający na celu jego poprawę bez wpływania na działanie zewnętrzne aplikacji. Celem refaktoryzacji jest zwiększenie czytelności kodu, ułatwienie jego konserwacji oraz usprawnienie struktury wewnętrznej oprogramowania, co może pomóc w redukcji błędów i ułatwić wprowadzanie nowych funkcji w przyszłości. Refaktoryzacja jest kluczowym elementem utrzymania wysokiej jakości kodu w dłuższej perspektywie.

Jak poznać, że refaktoring kodu jest konieczny?

Refaktoryzacja kodu może być konieczna, gdy kod źródłowy staje się trudny do zrozumienia lub utrzymania.

Oto kilka sygnałów wskazujących na konieczność refaktoryzacji kodu:

• Zduplikowany kod – powtarzające się fragmenty kodu w różnych miejscach aplikacji mogą być sygnałem, że istnieje możliwość wyodrębnienia wspólnych funkcji lub klas.
• Zbyt duża złożoność – bardzo złożone i trudne do zrozumienia fragmenty kodu mogą wskazywać na potrzebę podziału na mniejsze, bardziej czytelne i łatwiejsze do zarządzania części.
• Długi czas kompilacji – długie czasy kompilacji mogą świadczyć o nieoptymalnej strukturze kodu lub nadmiernym obciążeniu zależnościami.
• Trudności w dodawaniu nowych funkcji – jeśli dodawanie nowych funkcji lub modyfikacje istniejącego kodu są skomplikowane i czasochłonne, może to być sygnał, że kod wymaga refaktoryzacji.
• Niski poziom pokrycia testami – niski poziom pokrycia kodu testami jednostkowymi może oznaczać, że kod jest trudny do testowania i wymaga uporządkowania.
• Częste błędy – jeśli aplikacja często generuje błędy lub awarie, może to być spowodowane nieprawidłową strukturą kodu, która utrudnia identyfikację i rozwiązywanie problemów.
• Brak modularności – brak jasnego podziału kodu na moduły i komponenty może sprawić, że aplikacja staje się trudna do rozszerzenia i utrzymania.
• Wolne działanie aplikacji – jeśli aplikacja działa wolno lub ma duże zużycie zasobów, może to być spowodowane nieoptymalnym kodem, który wymaga optymalizacji i uporządkowania.

Refaktoryzacja kodu może być konieczna, gdy pojawiają się powyższe sygnały, aby zapewnić, że kod jest czytelny, łatwy do utrzymania, elastyczny i wydajny.

Jakie są korzyści z refaktoryzacji kodu?

Refaktoryzacja kodu przynosi wiele korzyści, wśród nich, za najważniejsze można uznać:

• Poprawa czytelności kodu polegająca na usuwaniu zbędnych elementów, ujednolicenie nazewnictwa i uporządkowanie struktury kodu, co sprawia, że staje się on bardziej czytelny i zrozumiały dla programistów.
• Zwiększenie elastyczności oprogramowania poprzez wyodrębnienie funkcji, unikanie powtarzania kodu oraz wprowadzenie modularności, kod staje się bardziej elastyczny i łatwiejszy do modyfikacji oraz rozszerzania.
• Uproszczenie utrzymania polegające na lepszej organizacji kodu, co istotnie ułatwia jego utrzymanie i przekłada się na zmniejszenie ilości czasu potrzebnego do debugowania, naprawiania błędów i wprowadzania zmian.
• Poprawa wydajności osiągana poprzez usunięcie zbędnych fragmentów kodu oraz optymalizacja algorytmów, co przyczynia się do zwiększenia wydajności aplikacji.
• Zwiększenie jakości – refaktoryzacja pomaga eliminować techniczny dług, czyli akumulację problemów technicznych w kodzie, co prowadzi do poprawy ogólnej jakości oprogramowania.
• Ułatwienie testowania – lepsza struktura kodu ułatwia pisanie testów jednostkowych oraz integracyjnych, co przyczynia się do poprawy jakości i stabilności aplikacji.
• Zwiększenie zadowolenia klientów – dzięki lepszemu zorganizowaniu i wydajności aplikacji, użytkownicy mogą cieszyć się lepszym doświadczeniem użytkownika, co przekłada się na zadowolenie z produktu.
• Redukcja ryzyka – poprawa jakości kodu może zmniejszyć ryzyko wystąpienia błędów, awarii oraz problemów z bezpieczeństwem, co z kolei może przyczynić się do oszczędności czasu i pieniędzy w przyszłości.

Refaktoryzacja sprzyja utrzymaniu kodu w dobrym stanie, co jest kluczowe dla długoterminowej zrównoważonej pracy nad projektem.

Ile może kosztować refaktoring i czy zawsze się opłaca?

Koszt refaktoringu kodu może się różnić w zależności od kilku czynników, takich jak rozmiar aplikacji, stopień skomplikowania kodu, doświadczenie programistów i czas potrzebny na wykonanie refaktoringu. W zależności od tych czynników, koszt refaktoringu może wynosić od kilkudziesięciu do kilkuset godzin pracy programisty. Refaktoring kodu jest jednak inwestycją w jakość oprogramowania, która może przynieść korzyści w postaci łatwiejszego zarządzania kodem, zwiększenia jego czytelności oraz ułatwienia wprowadzania nowych funkcji czy naprawiania błędów. Dlatego mimo kosztów, refaktoring może się opłacać w dłuższej perspektywie czasowej.

Refaktoryzacja kodu źródłowego aplikacji zazwyczaj się opłaca, gdyż istotnie poprawia jakość kodu, co przekłada się na łatwiejsze utrzymanie i rozwijanie aplikacji w przyszłości, zmniejszając tym samym koszty długoterminowe.

Opłacalność refaktoryzacji kodu źródłowego polega na zrównoważeniu kosztów i korzyści wynikających z tego procesu. Refaktoring może być opłacalny z kilku powodów:

• Zwiększenie czytelności kodu – kod jest łatwiejszy w zrozumieniu i utrzymaniu, co zmniejsza koszty długoterminowego zarządzania projektem.
• Zmniejszenie redundancji – czyli eliminacja powtarzającego się kodu lub zbędnych funkcji może istotnie wpłynąć na zmniejszenie rozmiaru kodu, co ułatwia jego utrzymanie i zmniejsza ryzyko występowania błędów.
• Ułatwienie skalowania – lepsza struktura kodu może ułatwić dodawanie nowych funkcji oraz skalowanie aplikacji, co przekłada się na elastyczność i możliwość dostosowywania się do zmieniających się wymagań biznesowych.
• Zwiększenie wydajności – refaktoryzacja kodu może poprawić wydajność aplikacji poprzez jego optymalizację lub usunięcie niepotrzebnych operacji, co może przyczynić się do oszczędności zasobów systemowych i skrócenie czasu użytkownika niezbędnego na wykonanie danej operacji obliczeniowej.
• Zmniejszenie ryzyka błędów – poprawa jakości kodu może zmniejszyć ryzyko wystąpienia błędów lub awarii, w rezultacie czego pojawiają się oszczędności czasu i kosztów związanych z naprawą problemów w przyszłości.

Choć refaktoring kodu może początkowo wymagać nakładu pracy i czasu, korzyści płynące z poprawy jakości i czytelności kodu mogą przewyższyć te koszty, co sprawia, że refaktoring jest opłacalną inwestycją dla długoterminowego sukcesu projektu.

Jednak decyzję o refaktoryzacji warto podjąć po dokładnej analizie kosztów i potencjalnych korzyści, zwłaszcza w krótkim okresie czasu.

Co zrobić, żeby uniknąć refaktoryzacji?

Aby uniknąć refaktoryzacji, warto stosować dobre praktyki programistyczne od początku projektu, takie jak regularny code review, stosowanie zasad czystego kodu, testowanie jednostkowe i integracyjne, a także stosowanie zasad SOLID.

Code review to proces, w którym inny programista (lub kilku) sprawdza kod źródłowy napisany przez kolegę z zespołu, aby upewnić się, że jest on zgodny ze standardami jakości, jest czytelny i nie zawiera błędów. Celem code review jest nie tylko identyfikacja potencjalnych problemów w kodzie, ale również wymiana wiedzy i doświadczeń między programistami, co przyczynia się do wzrostu jakości kodu oraz rozwijania umiejętności w zespole.

Testy jednostkowe są to procedury testowania oprogramowania, które sprawdzają indywidualne komponenty kodu, nazywane jednostkami, w izolacji od reszty systemu. Ich celem jest potwierdzenie, że poszczególne fragmenty kodu działają zgodnie z oczekiwaniami, spełniając określone wymagania funkcjonalne i niepoddające się niepożądanym błędom czy nieoczekiwanym zachowaniom. Testy jednostkowe są zazwyczaj automatyzowane i wykonywane wielokrotnie podczas procesu rozwijania oprogramowania, co pozwala na szybkie wykrywanie i naprawianie błędów oraz utrzymanie wysokiej jakości kodu.

Testy integracyjne są to procedury testowania oprogramowania, które sprawdzają, czy poszczególne komponenty (jednostki) lub całe moduły programu współpracują ze sobą poprawnie i efektywnie integrują się w większą całość, jaką jest aplikacja lub system. Ich celem jest zweryfikowanie, czy poszczególne części aplikacji łączą się ze sobą zgodnie z oczekiwaniami, przesyłają i odbierają dane poprawnie oraz wykonują wspólne zadania zgodnie z założeniami projektowymi. Testy integracyjne pomagają upewnić się, że wszystkie komponenty działają poprawnie razem, co zapobiega błędom wynikającym z niekompatybilności między nimi.

Zasady SOLID to pięć podstawowych zasad programowania obiektowego, które pomagają w tworzeniu oprogramowania łatwiejszego w utrzymaniu i rozbudowie. Są to:

• Zasada jednej odpowiedzialności (Single Responsibility Principle, SRP) mówi, że klasa powinna mieć tylko jeden powód do zmiany, czyli zajmować się jednym, dobrze zdefiniowanym obszarem funkcjonalności. Oznacza to, że każda klasa powinna odpowiadać za jedną funkcję lub aspekt programu, co ułatwia testowanie, utrzymanie i rozwijanie kodu. Dzięki SRP, kod staje się bardziej modularny i łatwiejszy do zrozumienia dla nowych osób, które mają wykonywać kolejne zadania związane z rozwojem projektu.
• Zasada otwarte/zamknięte (Open/Closed Principle, OCP) mówi, że oprogramowanie powinno być otwarte na rozszerzenia, ale zamknięte na modyfikacje. Oznacza to, że powinno być możliwe dodawanie nowej funkcjonalności do klasy bez zmieniania jej istniejącego kodu. Realizuje się to poprzez użycie abstrakcji, dziedziczenia i polimorfizmu, co pozwala na rozszerzanie zachowań klas bez ich bezpośredniej modyfikacji, co ułatwia utrzymanie i rozwijanie kodu.
• Zasada podstawienia Liskov (Liskov Substitution Principle, LSP) stwierdza, że obiekty klasy nadrzędnej powinny być w stanie zostać zastąpione obiektami klas pochodnych bez wpływu na poprawność działania programu. Oznacza to, że klasy pochodne powinny zachowywać się w sposób zgodny z oczekiwaniami dotyczącymi obiektów ich klas bazowych, nie wprowadzając niespodziewanych efektów i zachowując kontrakt interfejsu klasy bazowej.
• Zasada segregacji interfejsu (Interface Segregation Principle, ISP) mówi, że nie należy zmuszać klientów do zależności od interfejsów, które nie używają. Oznacza to, że interfejsy w programowaniu obiektowym powinny być jak najbardziej szczegółowe i nie zawierać zbędnych metod, których dane obiekty nie potrzebują. To zasada promująca tworzenie wąsko zdefiniowanych interfejsów, które są lepiej dostosowane do konkretnych potrzeb klientów, co zwiększa elastyczność i zmniejsza ryzyko wprowadzenia błędów.
• Zasada odwrócenia zależności (Dependency Inversion Principle, DIP) głosi, że moduły wyższego poziomu nie powinny zależeć od modułów niższego poziomu, a obie te kategorie powinny zależeć od abstrakcji. Ponadto, abstrakcje nie powinny zależeć od szczegółów. Szczegóły powinny zależeć od abstrakcji. To oznacza, że w projektowaniu oprogramowania należy unikać bezpośrednich zależności między konkretnymi klasami, a zamiast tego stosować interfejsy lub klasy abstrakcyjne, co ułatwia testowanie i utrzymanie kodu.

Stosowanie tych zasad sprzyja tworzeniu kodu, który jest bardziej modularny, elastyczny i łatwiejszy w testowaniu. Przekłada się to w dłuższej perspektywie czasowej na optymalizację kosztów związanych z onboardingiem nowych programistów do projektu.

Kluczowym jest również ciągłe utrzymywanie aktualnej dokumentacji projektu oraz zapewnienie wzorowej komunikacji w zespole pracującym nad rozwojem projektu. Planowanie i projektowanie systemu z uwzględnieniem przyszłej rozszerzalności i utrzymania również pomaga uniknąć konieczności późniejszej refaktoryzacji kodu – co w przypadku dużych, rozbudowanych projektów programistycznych może za sobą ciągnąć bardzo duże koszty.