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软件开发流变史:从瀑布开发到敏捷开发再到DevOps

作为在20世纪70年代、80年代盛极一时的软件开发模型,瀑布模型通过制定计划、需求分析、软件设计、程序编写、软件测试、运行维护等6个流程将整个软件生命周期衔接起来。这6个流程有着严格的先后次序之分,只有当前面的流程结束之后,下一个流程才能开始运转。这种自上而下的流程像极了瀑布的下落,因此得名瀑布模型。

我们可以发现,瀑布模型有很多优点:

  1. 有明确的交接点:不论是制定计划还是需求分析,甚至是软件测试,都有明确的起始点及开发流程——也就是在上一流程结束后再开始下一个流程;
  2. 责任明确:开发人员都各司其职,协作流程合理清晰;
  3. 发生问题能准确溯源:在开发过程中,如果发现有环节遗漏,负责人能够准确定位问题根源,并找出最优解决方案;
  4. 流程划分清晰:由于开发流程是环环相接,因此不会出现多个环节同时作业的情况;
  5. 及时反馈:在每个流程结束前都要对该流程完成的内容进行审核,以便及早发现软件开发过程中的错误,及时纠错。

但随着软件行业的快速发展,瀑布模型也逐渐暴露出许多缺点:

  1. 反馈结果单一:由于瀑布模型的反馈形式只针对于目前完成的阶段,无法对整个流程进行宏观反馈,因此各交接点处的反馈结果从整体来讲并不准确;
  2. 客户不参与开发过程:首先,客户在最初提出需求后,便不再被允许参与到开发流程之中,除非提出新的需求。其次,客户只能在开发过程的后期看到成果;
  3. 新需求的增加会打乱整个发布节奏:前文也说到瀑布模型有着严格的先后次序之分,只有前一个阶段完成后,才能进入下一阶段。因此在整个流程中,新需求的增加会导致当前任务停工,并返回需求分析、软件设计等阶段,且后面的流程都需要重新进行;
  4. 造成人力资源浪费:瀑布模型要求流程是环环相接的,因此软件开发还停留在前一阶段时,后面流程的人都处于无可事事的状态。又因为瀑布式开发中要求人员各司其职,因此当某一阶段缺人手时,只能延长时间,导致有些人工作量过于饱和,有些人又过于清闲;
  5. 周期长,不适合急需交付的项目:这一软件开发模式各阶段呈现按部就班的状态,因此不适合急需交付的项目;
  6. 标准化模式导 致流程僵化、死板:管理人员通过规定各阶段完成时间以及交接点来控制过程状态,这种标准化模式不加一点变通,最终导致流程的僵化、死板。

网络的逐渐普及要求软件开发更能贴近人们的日常使用,也在这时,瀑布式开发受到逐渐兴起的“敏捷开发”的冲击。

2001年,十七位关于敏捷方法的发起者和实践者聚集到一起,发表了“敏捷软件开发宣言”。他们强调敏捷开发能够以一种更加简洁、可持续、短周期、高效率的方式进行软件开发,同时希望以敏捷联盟为形式的合作可以帮助到行业中的其他人,帮助他们以更加敏捷的新方式来思考软件开发、方法论以及组织架构。

敏捷开发强调

  • 个体和互动高于流程和工具
  • 工作的软件高于详尽的文档
  • 客户合作高于合同谈判
  • 响应变化高于遵循计划

简单来讲,敏捷开发采用“迭代开发”,将软件项目需求分成多个迭代,且每个迭代成果在完成开发、测试、反馈等环节后都可以进行交付。也就是说,在将软件交付到客户手中之前,开发过程中的任何经过测试的子项目都能够独立运行。

敏捷开发成功地弥补了瀑布式开发的不足,有很大的优势:

  1. 强调“响应变化”:在做出开发计划后,计划并不是需要唯一遵循的指南。开发过程会因客户需求的改变而出现改变,这时就需要产品经理不断更新产品需求,开发团队中的成员主动配合,使迭代过程可以根据需求变化灵活调整;
  2. 使资源利用最大化:瀑布式开发要求每个人各司其职,但敏捷开发要求大家能够互相信任、互相帮助,合作开发。在某一位置出现空缺时,其他人可以暂时代工,这一现象有效地使资源利用效率最大化;
  3. 反馈及时:与瀑布式开发在整个生命周期后期才能得到反馈的状态相比,敏捷开发在每个迭代后都能交付可独立运行的成果。不论是团队对迭代成果进行测试,还是从客户那里,都能得到及时的反馈;
  4. 短周期:每一个迭代就是一个周期,因此交付成果的效率得到显著提高;
  5. 客户参与:在每个迭代结束后都能将迭代的成果交付到客户手中,客户可以及时跟踪到最新的产品状态,且参与到产品开发中去。

与此同时,也有一些相应的缺点表现了出来:

  1. 忽视文档的重要性:敏捷开发认为工作的软件高于详尽的文档,在注重成员之间沟通的同时,过于忽视文档的重要性,这会在团队中增添新人时产生一些不必要的、繁琐的沟通环节;
  2. 开发成本:由于敏捷开发是迭代式开发,在每个迭代中都有一个小型的、完整的开发流程,因此开发成本高;
  3. 需求分析失误:在需求分析阶段,一旦需求分析出现问题,会导致接下来的工作及开发流程都会出现方向上的偏差。

敏捷开发极大地提高了软件开发的速度,但它注重的是软件的开发阶段,并未兼顾到运维阶段。在开发人员与运维人员进行交接的时候,并没有体现出敏捷的价值、原则,因此开发与运维之间仍缺乏一些必要的协作效率。这时DevOps就应运而生,DevOps促进开发、运维、测试之间的高效协同,从而做到用持续软件交付来修复并能够更快地解决问题:

  1. 促进跨职能部门的高效协作:在整个软件开发的生命周期中进行持续开发、持续测试、持续集成、持续部署以及持续监控,解决了开发、运维、测试之间的协作效率不高问题;
  2. 范围更广:不只局限于开发流程,而是集开发、运维、测试于一体,范围扩大到软件的完整生命周期;
  3. 流程自动化:将工作流程自动化,例如:可以通过自动化测试系统来识别代码中的错误或漏洞,确保功能不会出现缺陷或漏洞;
  4. 更具安全性:通过自动化测试来持续地检测交付产品的质量以及可交付标准,或者通过持续监控使产品更具安全性;
  5. 周期短:DevOps可以在较短的周期内开发出高质量软件。

在软件生命周期中,不论是瀑布模型还是现如今各大公司都在积极转型的敏捷开发和DevOps,都是在软件行业不断发展中产生的,迎合了行业发展的需求。而在转型的过程中,不论是敏捷还是DevOps都是困难重重,一不小心就会遇到很多的反模式,这就要求公司内部各团队不能只是形式主义,而是大胆地迈开步子,走好第一步。

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